[發明專利]具備集成式液壓聯動閥塊的鉆機電液雙控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910660692.5
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110454140B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張剛;沙翠翠;宋海濤;馬斌;晏顯煒;趙雪鋒;梁春苗;范強
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B44/02;E21B7/02;E21B19/10;E21B19/086
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;趙中霞

1.一種具備集成式液壓聯動閥塊的鉆機電液雙控制系統，包括為系統提供動力的具有大排量Ⅰ泵（1）以及小排量Ⅱ泵（2）的泵站，其特征在于，還包括：與所述Ⅰ泵（1）連接的用于控制鉆機的回轉和鉆進方向的鉆進負載敏感電比例多路閥（12）、與鉆進負載敏感電比例多路閥（12）連接的用以控制給進油缸（5）、常閉式夾持器（6）、動力頭馬達（7）和常開式液壓卡盤（8）聯動配合的集成式液壓聯動控制回路（9）；

還包括：與所述Ⅱ泵（2）連接的用于Ⅱ泵（2）的油液去向切換以及手動和電控隨時切換調節鉆進壓力的Ⅱ泵油液控制回路（4）；所述Ⅱ泵油液控制回路（4）連接有用以切換油液去向的三通球閥（11），所述三通球閥（11）分別連接有用以控制鉆機油缸穩固和調角的穩固控制回路（13）以及用以控制鉆機履帶行走的行走負載敏感電比例多路閥（10）；所述Ⅱ泵油液控制回路（4）還連接所述集成式液壓聯動控制回路（9）；

所述集成式液壓聯動控制回路（9）包括設在集成閥內的：控制給進油缸（5）的快速給進與起拔及動力頭馬達（7）回轉的快速鉆進回路、控制給進油缸（5）帶動動力頭慢速前進或后退的慢速鉆進回路、以對常開式液壓卡盤（8）增壓的卡夾增壓回路、以實現起下鉆聯動邏輯動作的起下鉆聯動回路、用以控制給進油缸（5）、常閉式夾持器（6）、動力頭馬達（7）和常開式液壓卡盤（8）聯動狀態的夾轉聯動回路、用以實現鉆進停止和反轉卸扣工況下的夾持器增壓功能的常閉式夾持器液控增壓邏輯回路（905）以及用以控制給進油缸（5）鎖緊與浮動轉換的防動力頭下滑鎖緊邏輯回路（901）；

所述快速鉆進回路包括用以控制給進油缸（5）的快速給進與起拔的鉆進工作回路、用以控制動力頭馬達（7）回轉的回轉工作回路、以及用以連接常開式液壓卡盤（8）的液壓單向閥（903）；Ⅰ泵（1）輸出液壓油通過鉆進負載敏感電比例多路閥（12）去鉆進工作回路，鉆進工作回路輸出液壓油通過集成閥與給進油缸（5）油路相通，當其處于前位時，給進油缸（5）帶動動力頭馬達（7）快速前進，當其處于后位時，給進油缸（5）帶動動力頭馬達（7）快速后退；回轉工作回路輸出液壓油通過集成閥后，經過單向閥（90504）接入動力頭馬達（7）進出油口，當其處于前位時，控制動力頭馬達（7）正轉，當其處于后位時，控制動力頭馬達（7）反轉，同時正反轉油路油液經過液壓單向閥（903），連接常開式液壓卡盤，控制動力頭馬達正反轉時的常開式卡盤聯動加緊；電控操作時，通過推動操作手柄的幅度不同，輸出不同的電流值，調節負載敏感電比例多路閥的閥芯開口大小，控制液壓油液流量，從而控制動力頭馬達（7）及給進油缸（5）的速度；

所述慢速鉆進回路包括：鉆進電磁換向閥（90101）、梭閥（904）、二位二通液控錐閥（90103）、用以調節給進油缸（5）的給進速度的節流閥；Ⅱ泵（2）輸出液壓油通過Ⅱ泵油液控制回路（4）分兩路去集成式液壓聯動控制回路（9），一路油液通過集成閥內部進入鉆進電磁換向閥（90101），中位為“Y”型，油路截至；當其處于給進位時，給進油缸（5）帶動動力頭馬達（7）慢速前進，當其處于起拔位時給進油缸（5）帶動動力頭馬達（7）慢速后退；電控操作時，一次推動操作手柄至最大位，輸出設定的額定電流值，改變鉆進電磁換向閥（90101）的工作位，改變給進或起拔功能；

所述卡夾增壓回路包括：卡夾增壓電磁換向閥（902）和單向閥組；Ⅱ泵（2）輸出液壓油通過Ⅱ泵油液控制回路（4）分兩路去集成式液壓聯動控制回路（9），另一路油液通過集成閥內部進入卡夾增壓電磁換向閥（902），中位為“Y”型，油路截至；當其處于卡盤增壓位時，油液通過電磁換向閥（90501）夾轉聯動位進入常開式液壓卡盤（8），對常開式液壓卡盤（8）進行增壓功能，當其處于夾持器增壓位時，油液通過集成閥內部的單向閥（90504）組進入常閉式夾持器（6）碟簧腔進行增壓功能；電控操作時，一次推動操作手柄至最大位，輸出設定的額定電流值，改變卡夾增壓電磁換向閥（902）的工作位，改變卡盤增壓或夾持器增壓功能；

所述起下鉆聯動回路包括起下鉆電磁換向閥（906），Ⅰ泵（1）輸出液壓油和Ⅱ泵（2）輸出液壓油在集成閥內聯通油路，接入起下鉆電磁換向閥（906），起下鉆電磁換向閥（906）的兩個工作出口分別與常開式液壓卡盤（8）和常閉式夾持器（6）連接，改變常開式液壓卡盤（8）、常閉式夾持器（6）與給進油缸（5）的聯動方式，實現鉆進回路的起下鉆聯動邏輯動作；

所述夾轉聯動回路包括夾轉聯動電磁換向閥（90501），Ⅰ泵（1）輸出液壓油和Ⅱ泵（2）輸出液壓油在集成閥內聯通油路，接入夾轉聯動電磁換向閥（90501），夾轉聯動電磁換向閥（90501）用于控制常開式液壓卡盤（8）、常閉式夾持器（6）、給進油缸（5）、動力頭馬達（7）的聯動與分離，實現鉆進回路的夾轉聯動邏輯動作；

所述常閉式夾持器液控增壓邏輯回路（905）包括：梭閥（904）、二位二通液控錐閥（90103）和兩個單向閥（90504）；當鉆機反轉時，I泵反轉高壓油分兩路，一路控制油經梭閥（904）推動二位二通液控錐閥（90103），此時常閉式夾持器（6）碟簧腔體內回油油路被截斷，另一路高壓油經單向閥（90504）進入常閉式夾持器（6）碟簧腔體內，夾持器在碟簧與高壓油共同作用下實現反轉夾持器增壓功能；當鉆機反轉停止，操作卡夾增壓電磁換向閥（902）使其處于夾持器增壓位，II泵高壓油也分兩路，一路控制油經梭閥（904）推動二位二通液控錐閥（90103）換向，此時常閉式夾持器（6）碟簧腔體內回油油路被截斷，另一路高壓油經單向閥（90504）進入常閉式夾持器（6）碟簧腔體內，夾持器實現待機狀態夾持器增壓功能；當鉆機反轉停止，換向閥均處于中位待機時，梭閥（904）兩端與油箱相通，理論壓力為零，液控邏輯閥在自身復位彈簧作用下回到初始位置，常閉式夾持器（6）碟簧腔體內液壓油通過二位二通液控錐閥（90103）、鉆進負載敏感電比例多路閥（12）回轉工作聯中位“Y”型機能卸荷，夾持器增壓功能取消，其僅在碟簧預設夾緊力下夾緊鉆具；

其中兩個單向閥（90504）只允許油液單向通過，以防油路串通卸荷，導致夾持器增壓功能失效；

所述防動力頭下滑鎖緊邏輯回路（901）包括兩組梭閥（904）和兩組二位二通液控錐閥（90103），其中，通過兩組梭閥（904）獲取給進油缸（5）和動力頭馬達（7）動作，通過二位二通液控錐閥（90103）控制給進油缸（5）狀態；當動力頭馬達（7）或給進油缸（5）動作，從梭閥（904）引出的控制油推動二位二通液控錐閥（90103）換向，給進起拔油路打開，正常鉆進動作；當動力頭馬達（7）或給進油缸（5）不工作時，二位二通液控錐閥（90103）在彈簧力下復位鎖緊給進油缸（5）。