[發明專利]一種節能型液壓直驅式鉆井提升裝置

在審

• 申請號: 202011021437.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112145491A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王文凱;劉玉峰;馮長慧;房加利;馬俊宇
• 申請（專利權）人: 太重集團榆次液壓工業（濟南）有限公司
• 主分類號: F15B11/17
• 分類號: F15B11/17;F15B13/02;F15B19/00;F15B20/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 周文

本發明公開了一種節能型液壓直驅式鉆井提升裝置,該提升裝置由液壓系統驅動提升油缸實現裝置升降，提升油缸設置有三腔體，三腔體分別為A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面積相等，C腔面積遠大于A、B兩腔；A、B兩腔接控制閥A、B口，實現常規油缸兩腔控制上升下降的作用，C腔與儲能罐連接，通過儲能罐內壓力油實現對負載進行平衡，從而降低了提升總負載，使裝機功率大幅度減小，且提升油缸工作腔面積的減小使提升所需流量大幅度減小，從而使提升速度突破流量限制，進一步加快；而且通過儲能罐對重力勢能進行回收和釋放，實現部分重力勢能轉換為動能做功，從而降低了消耗總功率，達到很好的節能效果。

技術領域

本發明涉及鉆井提升裝置技術領域，具體為一種節能型液壓直驅式鉆井提升裝置。

背景技術

國內主流鉆井提升裝置全部采用機械式提升裝置，通過滑輪逐級變速，效率較低，裝機功率較大，且提升速度較慢；國外目前已有液壓直驅式的鉆井提升裝置，通過液壓系統直驅液壓油缸實現鉆井裝置提升，相較傳統機械提升裝置，效率有所提高，但裝機功率仍比較大，且提升速度受裝機功率限制無法提高。

液壓直驅式鉆井提升裝置主要由井架、提升油缸、油缸底座、導軌、滑輪組、提升橫梁、固定橫梁、液壓系統、控制系統等組成。兩支提升油缸為一組，并排垂直安裝在油缸底座上，提升油缸活塞桿與滑輪組的底座固定連接，鋼絲繩繞過滑輪組，一端連接固定橫梁，一端連接提升橫梁，提升橫梁與小車相連。液壓系統驅動提升油缸上升下降，實現小車升降控制。

由于提升裝置整體重量較大，若采用常規液壓系統控制，上升時需要足夠提升力克服重力，下降時又需要足夠的背壓來平衡重力，因此需要油缸規格較大，且對應系統壓力流量較大，最終導致系統裝機功率居高不下；同時提升裝置下降過程中重力勢能通過背壓平衡，全部轉化為熱能，加劇了油液溫升速度，造成了能源浪費。

發明內容

本發明采用液壓直驅方式，通過控制提升油缸帶動鉆井提升裝置升降，同時提升油缸連接能量轉換裝置，既可以對提升負載進行平衡，又可以對重力勢能進行回收和釋放，來達到高效節能的目的；該節能液壓系統主要解決了鉆井提升裝置工作效率低、裝機功率大、無法高速升降的缺陷，在提高升降速度的同時，大大降低了裝機功率，達到了很好的節能效果。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種節能型液壓直驅式鉆井提升裝置,其結構包括油箱、泵機組、電磁溢流閥、單向閥、比例換向閥、電磁球閥、儲能罐、提升油缸，該提升裝置由液壓系統驅動提升油缸實現裝置升降，具體有兩種工況，分別為工況一：提升油缸上升、工況二：提升油缸下降；油箱通過泵機組與提升油缸連接，并提供壓力油源；提升油缸設置有三腔體，三腔體分別為A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面積相等，C腔面積遠大于A、B兩腔；A、B兩腔接控制閥A、B口，實現常規油缸兩腔控制上升下降的作用，C腔與儲能罐連接，通過儲能罐內壓力油實現對負載進行平衡，因C腔面積遠大于A腔，可以實現較低壓力平衡大部分負載。

作為優選，工況一：油箱內的液壓油通過管道連接，依次經過泵機組、電磁溢流閥、單向閥、比例換向閥、電磁球閥，最終進入提升油缸A腔，實現提升油缸上升；工況二：油箱內的液壓油通過管道連接，依次經過泵機組、電磁溢流閥、單向閥、比例換向閥、電磁球閥，最終進入提升油缸B腔，實現提升油缸下降。

作為優選，工況一：提升油缸B腔內的液壓油通過管道連接，依次經過電磁球閥、比例換向閥，最終回到油箱，實現提升油缸上升；工況二：提升油缸A腔內的液壓油通過管道連接，依次經過電磁球閥、比例換向閥，最終回到油箱，實現提升油缸下降。

作為優選，油箱主要由液位傳感器、溫度傳感器、高低壓過濾器和加熱器等液壓附件構成，并附帶循環冷卻裝置；油箱是系統傳動介質的主要存儲裝置，液壓油位由液位控制器進行實時監測，油溫由溫度繼電器進行實時監測，并控制冷卻裝置的開啟和關閉。