[發明專利]頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201310391725.3
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103449269A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陸德義;宋雙進;張隨;張明輝
• 申請（專利權）人: 安徽兩淮科力機械制造有限責任公司
• 主分類號: B66B1/08
• 分類號: B66B1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及地質鉆探工程技術領域，具體是涉及一種頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統及其工作方法。

背景技術

目前地質鉆探工程領域使用的巖心鉆探是地質礦產勘查的主要手段之一，由于地質結構復雜，巖石硬地層較多，對鉆頭硬度要求很高，因此在巖心鉆探中金剛石鉆頭被廣泛使用，該鉆頭具有效率高、壽命長等優點，實際操作中，要使金剛石鉆頭效率高、壽命長，就必須要控制鉆頭作用在巖石上的壓力在一定的范圍內，但是以往舊機型的給進速度靠操作人員的經驗來保證，很有可能出現鉆軟地層時進給速度過慢，效率低下；鉆硬地層時速度過快，鉆頭對地壓力過大導致鉆頭快速損壞。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統及其工作方法，該恒壓鉆進系統通過控制鉆機施工時鉆進力的大小，使鉆機工作時具有恒定的給進力，而給進速度隨著鉆進難易程度自動調整。即在鉆進軟地層時可以快速鉆進，不影響鉆進效率；在硬地層中則自動降低速度，以保證鉆具對地層的壓力不至于過大而導致鉆頭快速損壞。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統，具有液壓泵站，所述液壓泵站包括有液壓泵、手動換向閥和通過卷揚馬達驅動的鉆機卷揚，其中，

所述卷揚馬達與液壓泵、手動換向閥通過液壓管路組成液壓油循環回路，所述手動換向閥用于調節卷揚馬達中液壓油運行方向；

所述液壓管路上設有與卷揚馬達并聯的支路，該支路上設置有串聯的電磁截止閥和比例溢流閥；

所述卷揚馬達的輸入端串聯有平衡閥。

進一步的，所述液壓管路上還設置有與手動換向閥并聯的系統溢流閥。

一種頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統的工作方法，具體步驟為：

①、正常工作時，電磁截止閥不得電，比例溢流閥不工作，通過手動控制手動換向閥實現卷揚正常提升與下放工作，即實現快速的起升、下落鉆具；

系統溢流閥為整個系統提供過載保護功能；

在下放鉆具時，平衡閥具有防止因卷揚馬達吸空而導致鉆具失控下滑的情況發生；

②、首先給卷揚鉆具稱重，控制手動換向閥使鉆具稍微上提，通過壓力傳感器測出實際的負載壓力Pg；

③、操作手動換向閥位于a位，同時電磁截止閥得電處于通路狀態，電控或手動調節比例溢流閥，使溢流壓力逐漸減小，壓力值由電磁截止閥所在支路與液壓管路相連的A點測得，當溢流壓力小于負載壓力即Pa＜Pg時，卷揚的提升力小于鉆具重量G，鉆具開始下落，繼續調節比例溢流閥的旋鈕，使比例溢流閥的溢流壓力Pa=Pg-Ph，此處Ph是指恒壓力Fh對應系統壓力值；比例溢流閥溢流壓力穩定在此值，則卷揚對鉆具將保持一恒定提升力Fa，如鉆具重量G不變，鉆具對地層有一恒定壓力，大小為Fh=G-Fa，鉆進時的給進力就恒定不變，實現了恒壓鉆進；

此時，電磁截止閥、比例溢流閥不需要大流量，能滿足鉆進時馬達液壓管路補油即可；

④、施工中如果鉆具重量變化，或需要調整恒壓鉆進力的大小，通過改變比例溢流閥的溢流壓力來控制；重新給鉆具稱重測得負載壓力Pg值，并使Pa=Pg-Ph，Ph為一恒定值，從而得到一個與負載變化無關的恒壓鉆進系統。

本發明的頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統及其工作方法，其有益效果表現在：

通過控制鉆機施工時鉆進力的大小，使鉆機工作時具有恒定的給進力，而給進速度隨著鉆進難易程度自動調整。即在鉆進軟地層時可以快速鉆進，不影響鉆進效率；在硬地層中則自動降低速度，以保證鉆具對地層的壓力不至于過大而導致鉆頭快速損壞。

附圖說明

圖1是本發明的頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統的原理圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明作進一步的說明。作為本發明的一種較佳實施例，請參閱圖1，一種頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統，具有液壓泵站，液壓泵站包括有液壓泵8、手動換向閥2和通過卷揚馬達6驅動的鉆機卷揚7。卷揚馬達6與液壓泵8、手動換向閥2通過液壓管路組成液壓油循環回路，手動換向閥2用于調節卷揚馬達6中液壓油運行方向。液壓管路上設有與卷揚馬達6并聯的支路，該支路上設置有串聯的電磁截止閥5和比例溢流閥4。卷揚馬達6的輸入端串聯有平衡閥3。液壓管路上還設置有與手動換向閥2并聯的系統溢流閥1。

頂驅鉆機卷揚恒壓鉆進系統的工作方法，具體步驟為：