[發明專利]一種石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統

有效

• 申請號: 201210460693.3
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102996111A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 胡朝剛;呂蘭
• 申請（專利權）人: 四川宏華石油設備有限公司
• 主分類號: E21B44/06
• 分類號: E21B44/06
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋;王蕓

技術領域

本發明涉及一種石油鉆機送鉆系統，特別涉及一種石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統。

背景技術

目前，對于煤、石油和天然氣等自然資源需求不斷攀升，社會面臨的能源需求壓力越來越大，作為常規能源的重要補充，頁巖氣、煤氣和油砂等非常規能源逐漸進入人們的視野，市場上也隨之出現了全液壓多功能拖掛鉆機，對這些非常規能源進行開采，這種全液壓鉆機在鉆進時都采用手動的鉆進方式，不能進行自動送鉆。

為了使鉆機能夠實現自動送鉆，目前主要是采用交流變頻電機自動送鉆系統為主要送鉆方式。但是交流變頻電機自動送鉆系統的使用范圍較為局限，其主要用于交流變頻電驅動鉆機上，如果想要在交流變頻電驅動鉆機以外類型鉆機應用，則必然增加一套獨立的交流變頻控制系統，同時改變絞車的結構，這樣導致成本的增加。另外，交流變頻電機自動送鉆裝置由于采用電機來實現絞車自動送鉆功能，增加了防爆區的安全風險。

所以，目前亟需一種能夠實現全液壓自動送鉆功能的送鉆系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的全液壓鉆機在鉆進時都采用手動鉆進方式，不能進行自動送鉆的不足，提供一種能夠實現全液壓自動送鉆的石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統包括：液壓馬達2、液壓泵1、PLC電控單元3、第一比例電磁式溢流減壓閥41和第二比例電磁式溢流減壓閥42，所述液壓馬達2的A腔和B腔分別與所述液壓泵1的A腔和B腔對應連接，所述液壓泵1內設置有控制所述液壓泵1轉向和排量的控制口X1和X2，所述控制口X1和X2分別與所述第一比例電磁式溢流減壓閥41和所述第二比例電磁式溢流減壓閥42連接，所述液壓馬達2的A腔和B腔分別對應連接有第一壓力傳感器31和第二壓力傳感器32，所述第一壓力傳感器31與第二壓力傳感器32與所述PLC電控單元3連接，所述PLC電控單元3還連接有泥漿壓力傳感器33和動力水龍頭壓力傳感器34，所述石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統中還設置有用于檢測石油鉆機位移的齒輪齒條機構位移傳感器35，所述齒輪齒條機構位移傳感器35與所述PLC電控單元3連接。

根據動力水龍頭壓力傳感器34的鉆壓信號以及第一壓力傳感器31和第二壓力傳感器32的壓差信號，?PLC電控單元3計算出鉆具懸重，在鉆進過程中，當實際鉆壓小于給定鉆壓時，加大液壓泵1控制電流，液壓泵1排量加大，液壓馬達2轉速加大，液壓馬達2進油腔壓力加大，水龍頭下行實現鉆進；當實際鉆壓大于給定鉆壓時，減小液壓泵1控制電流，液壓泵1排量減小，液壓馬達2轉速減小，液壓馬達2進油腔壓力減小，水龍頭下行變慢直至停止，再至換向提升，實現石油鉆機恒壓自動送鉆；

根據第一壓力傳感器31和第二壓力傳感器32的壓差信號，PLC電控單元3進行計算，加大液壓泵1控制電流，液壓泵1排量加大，液壓馬達2轉速加大，馬達2進油腔壓力加大，水龍頭下行實現鉆進，實現石油鉆機加壓自動送鉆；

根據泥漿壓力傳感器33以及第一壓力傳感器31和第二壓力傳感器32的信號，PLC電控單元3進行計算，當實際液壓泵1的泵壓小于給定泵壓時，加大液壓泵1控制電流，液壓泵1排量加大，液壓馬達2轉速加大，液壓馬達2進油腔壓力加大，水龍頭下行實現鉆進；當實際液壓泵1的泵壓大于給定泵壓時，減小液壓泵1控制電流，液壓泵1排量減小，液壓馬達2轉速減小，液壓馬達2進油腔壓力減小，水龍頭下行變慢直至停止，再至換向提升，實現泥漿泵恒壓自動送鉆。

根據動力水龍頭壓力傳感器信號34，PLC電控單元3計算出動力水龍頭扭矩，當實際扭矩小于給定扭矩時，加大液壓泵1控制電流，水龍頭下行實現鉆進；當實際扭矩大于給定扭矩時，減小液壓泵1控制電流，水龍頭下行變慢甚至停止，實現石油鉆機恒扭矩自動送鉆。

根據齒輪齒條機構位移傳感器35信號，PLC電控單元3計算送鉆速度，調整液壓泵1的控制電流，從而控制液壓泵1的流量，使得液壓泵1自動變量使鉆速和給定值保持一致，實現石油鉆機的恒鉆速自動送鉆。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

1、實現了全液壓自動送鉆功能；

2、應用在其他類型鉆機上，不需要改變絞車的結構，節約了成本；

3、采用全液壓系統來實現鉆機的自動送鉆功能，具有良好的防爆性能。

附圖說明：

圖1為本發明的石油鉆機液壓馬達多功能自動送鉆系統圖；

圖2為液壓泵的系統圖；