[發明專利]海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統

有效

• 申請號: 202011009980.3
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112125194B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 黃魯蒙;高照;王培旺;張彥廷;鄧曉光;沈蓉;趙玉明;葛政;趙鑫宇
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B66D1/50
• 分類號: B66D1/50;B66D1/08;B66D5/28;B66D5/14;F15B21/14;F15B21/02;F15B13/02;F15B1/02;F16H33/02
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• 代理人: 暫無信息

1.海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于：包括恒壓變量泵、電機、油箱、壓力傳感器、電磁換向閥、電液伺服閥、控制液壓缸、PLC、運動參考單元、旋轉編碼器、傾角傳感器、液壓二次元件、飛輪組、失電保護閥、定量液壓馬達、變量液壓馬達、補償絞車、液壓盤剎、二級齒輪減速器；其中，所述壓力傳感器包括第一壓力傳感器、第二壓力傳感器，所述電磁換向閥包括第一電磁換向閥，第二電磁換向閥、第三電磁換向閥，所述電液伺服閥包括第一電液伺服閥、第二電液伺服閥，所述控制液壓缸包括第一控制液壓缸、第二控制液壓缸，所述傾角傳感器包括第一傾角傳感器、第二傾角傳感器，所述液壓二次元件包括第一液壓二次元件、第二液壓二次元件，所述失電保護閥包括第一失電保護閥、第二失電保護閥，所述恒壓變量泵與電機機械連接，所述運動參考單元固定在鉆井平臺上，所述恒壓變量泵的進油口連接油箱，恒壓變量泵的出油口經過單向閥、濾油器后分為多個支路，一個支路經過減壓閥后分別與第一電液伺服閥、第二電液伺服閥的P口連接，所述第一電液伺服閥的A口和B口分別與第一控制液壓缸的左腔和右腔連接，所述第二電液伺服閥的A口和B口分別與第二控制液壓缸的左腔和右腔連接，所述第一控制液壓缸、第二控制液壓缸的活塞桿分別與第一液壓二次元件、第二液壓二次元件機械連接，且在第一控制液壓缸、第二控制液壓缸的活塞桿上分別設置有第一傾角傳感器、第二傾角傳感器，所述第一傾角傳感器、第二傾角傳感器分別用于檢測第一液壓二次元件、第二液壓二次元件的斜盤傾角信號；

所述第一電液伺服閥、第二電液伺服閥的T口均連接油箱；所述恒壓變量泵的另一個支路經過第二電磁換向閥后分別與第一液壓二次元件和第二液壓二次元件連接，所述第一液壓二次元件和第二液壓二次元件經過第一失電保護閥后與定量液壓馬達連接；所述恒壓變量泵的另一個支路經過第二失電保護閥后與變量液壓馬達連接；所述恒壓變量泵的另一個支路經過第一電磁換向閥與小型皮囊式蓄能器連接；所述恒壓變量泵的另一個支路經過第三電磁換向閥、單向減壓閥與液壓盤剎連接；所述定量液壓馬達和變量液壓馬達分別通過聯軸器與二級齒輪減速器的輸入軸機械連接，將動力傳遞給補償絞車；

所述恒壓變量泵兩端并聯有溢流閥，所述定量液壓馬達、變量液壓馬達的兩端分別并聯有單向溢流閥，且定量液壓馬達和變量液壓馬達的排油口分別經過單向節流閥連接油箱；所述恒壓變量泵的出油口干路上設置有第一壓力傳感器；所述液壓二次元件的出油口設置有第二壓力傳感器；所述第一液壓二次元件和第二液壓二次元件分別通過聯軸與飛輪組機械連接；所述旋轉編碼器與二級齒輪減速器輸入軸連接，用于檢測補償絞車補償運動的角位移信號。

2.根據權利要求1所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述變量液壓馬達為普通單向變量馬達，該馬達克服鉆柱部分靜載荷的輸出扭矩大于克服絞車慣性輸出的扭矩，使所述變量液壓馬達的斜盤不需要過零點就可以實現泵工況和馬達工況的切換。

3.根據權利要求1或2所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述飛輪組設置于防護殼內，包括飛輪片、增速器以及電磁離合器，所述增速器通過電磁離合器與飛輪片連接，由PLC發出指令控制電磁離合器的接合與斷開，并根據不同的鉆井工況切換工作的飛輪片個數。

4.根據權利要求3所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述增速器為錐齒輪增速器。

5.根據權利要求1所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述恒壓變量泵經過第二電磁換向閥驅動第一液壓二次元件和第二液壓二次元件工作在馬達工況，在開始工作前對飛輪組預充能。

6.根據權利要求1所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述小型皮囊式蓄能器與恒壓變量泵的出油口干路連接，用于穩定系統壓力，降低飛輪機械能與液壓能轉換時的能量波動。

7.根據權利要求1所述的海洋鉆井補償絞車的節能驅動系統，其特征在于，所述小型皮囊式蓄能器經過第一電磁換向閥、第三電磁換向閥、單向減壓閥與液壓盤剎連接組成絞車剎車回路，并為絞車剎車回路的液壓盤剎提供動力。