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CN107780917A - 全回转钻机动力控制系统 - Google Patents

全回转钻机动力控制系统 Download PDF

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CN107780917A
CN107780917A CN201610728281.1A CN201610728281A CN107780917A CN 107780917 A CN107780917 A CN 107780917A CN 201610728281 A CN201610728281 A CN 201610728281A CN 107780917 A CN107780917 A CN 107780917A
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CN
China
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pressure
pump
full
control system
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金立源
刘可可
李赛赛
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Xuzhou Dun'an Construction Machinery Manufacturing Co.,Ltd.
Original Assignee
XUZHOU DUN AN HEAVY INDUSTRY MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions

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Abstract

本发明揭示了一种全回转钻机用动力控制系统，所述全回转钻机包括回转工作装置与控制回转工作装置运作的回转控制阀组，以及一个压拔工作装置和控制压拔工作装置运转的方向控制阀组，所述动力控制系统包括两套发动机泵组，每一套发动机泵组包括向回转工作装置提供回转动力的两个回转泵、经过方向控制阀组向压拔工作装置提供压拔动力的一个压拔泵，动力控制系统还包括一个工作油路切换阀组，其中，两个压拔泵中的至少一个通过工作油路切换阀组可将液压油从方向控制阀组中切换到回转控制阀组中。

Description

全回转钻机动力控制系统
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种可调节的全套管全回转钻机用动力控制系统。
背景技术
随着我国基础建设的不断加快，在高原、山区、丘陵、海滩、江河湖海滩涂等各种复杂地质环境下的施工越来越多，现场施工时经常遇到地下有流沙，溶洞、岩层等各种复杂地质状况，传统的挖掘机具和施工方法很难施工。近几年国内外出现了全套管全回转钻机。
全套管全回转钻机主要应用于桩基工程的成大孔成深孔的工况需求，成两米六以上的大孔工况越来越多，并且由于施工工法的逐步改进，在成深孔的工况时，先成一定深度的大孔，再逐步以阶梯状减小成孔直径，以达到最终深度。
目前市场上主流机型为直径两米至两米六的钻机，动力源主要为272KW至373KW的单发动机，对于直径三米二的大型钻机所需要的500KW以上大功率发动机可选型种类少并且大功率造成消耗高导致不经济实用，面对工地实际工况两米六以下机型不能完全适应市场，500KW以上发动机选型难并且不经济的情况下有必要推出一种施工功率可调节的具有个多档位的全套管全回转钻机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以换挡的全回转钻机动力控制系统。
为解决上述技术问题，本发明揭露以下技术方案：提供一种全回转钻机用动力控制系统，所述全回转钻机包括回转工作装置与控制回转工作装置运作的回转控制阀组，以及一个压拔工作装置和控制压拔工作装置运转的方向控制阀组，所述动力控制系统包括两套发动机泵组，每一套发动机泵组包括向回转工作装置提供回转动力的两个回转泵、经过方向控制阀组向压拔工作装置提供压拔动力的一个压拔泵，所述动力控制系统还包括一个工作油路切换阀组，两个压拔泵中的至少一个通过工作油路切换阀组可将液压油从方向控制阀组中切换到回转控制阀组中。
进一步地，所述发动机泵组还包括一个调平泵以及一个先导泵
进一步地，所述全回转钻机用动力控制系统还包括与发动机泵组连接的压拔先导控制阀组，用于控制压拔泵中液压油的流量大小。
进一步地，所述压拔先导控制阀组与发动机泵组之间还包括一个先导切换阀组，用于将压拔泵的流量调整成回转泵的流量需求。
进一步地，所述全回转钻机用动力控制系统还包括与发动机泵组连接的回转先导控制阀组，用于控制回转泵中液压油的流量大小。
进一步地，所述全回转钻机用动力控制系统还包括与方向控制阀组连接的先导控制阀组和压力控制阀组，其中先导控制阀组用于控制方向控制阀组的具体运转动作，压力控制阀组用于控制与方向控制阀组连接的压拔工作装置的压力大小。
进一步地，所述全回转钻机用动力控制系统还包括一个与方向控制阀组连接的夹紧工作装置，压力控制阀组用于控制夹紧工作装置的夹紧力大小。
进一步地，所述全回转钻机还包括一个套管以及一个夹持套管的夹紧工作装置，所述套管在方向控制阀组输出的油压驱动下旋转下行或上升，所述动力控制系统还包括一个压力保护阀组，压力保护阀组用于控制方向控制阀组提供给套管下行的油压大小。
进一步地，所述套管上安装有刀具，所述刀具所承受的载荷达到额定载荷时，压力保护阀组切断方向控制阀组输出的液压油以停止向套管施加下行的动力。
进一步地，所述夹紧工作装置及压拔工作装置分别通过方向控制阀组提供的液压油执行具体的夹紧或者压入拔出动作。
相较于现有技术，符合本发明的全回转钻机用动力控制系统具有多种档位可调，在可满足复杂工况的要求的同时，又提高了全回转钻机的使用效率，增加了设备的实用性。
附图说明
图1为符合本发明的全回转钻机用动力控制系统的原理示意图。
图2为符合本发明的全回转钻机用动力控制系统的液压原理图。
具体实施方式
如图1及图2所示为符合本发明的全回转钻机(未图示)用动力控制系统100的原理示意图与液压原理示意图。本发明中所提及的全回转钻机全称为全套管全回转钻机，其包括一个周边安装有刀具的套管(未图示)。所述动力控制系统100包括一个夹持前述套管的夹紧工作装置60，控制套管做回转运动的回转工作装置40与控制回转工作装置40运作的回转控制阀组38；以及一个实现套管压入和拔出动作的压拔工作装置50，和控制压拔工作装置50运转的方向控制阀组35。所述动力控制系统100包括A发动机泵组10及B发动机泵组20两套发动机泵组，为方便描述，后文以发动机泵组10和发动机泵组20分别表示。
其中发动机泵组10包括发动机11和由发动机11驱动的两个回转泵12、一个压拔泵13以及双联泵14。回转泵12最终通过回转控制阀组38向回转工作装置40提供回转动力；压拔泵13通过方向控制阀组35向压拔工作装置50提供压拔动力。动机泵组20包括发动机21和由发动机21驱动的两个回转泵22、一个压拔泵23以及双联泵24。回转泵22最终通过回转控制阀组38向回转工作装置40提供回转动力；压拔泵23通过方向控制阀组35向压拔工作装置50提供压拔动力。其中，所述双联泵14及双联泵24均由一个调平泵(未标号)和一个先导泵(未标号)构成，为动力控制系统100提供调平作用和先导作用。
所述动力控制系统100还包括一个工作油路切换阀组33，上述两个压拔泵13,23中的至少一个可根据实际工况的需求，通过工作油路切换阀组33将液压油从方向控制阀组35中切换到回转控制阀组38中，以向全回转钻机提供更大功率的回转动力。动力控制系统100还包括与发动机泵组10,20分别连接的压拔先导控制阀组31，用于控制压拔泵13,23中液压油的流量大小，所述压拔先导控制阀组31与发动机泵组10,20之间还设有一个先导切换阀组32，先导切换阀组32用于将压拔泵13，23中的流量调整成回转泵12,22一样的流量大小，以符合施工需求。所述动力控制系统100还包括与发动机泵组10,20连接的回转先导控制阀组39，回转先导控制阀组39用于控制回转泵12,22中液压油的流量大小。动力控制系统100还包括与方向控制阀组35连接的先导控制阀组37和压力控制阀组34，其中先导控制阀组37用于控制方向控制阀组35的具体运转动作，压力控制阀组34用于控制与方向控制阀组35连接的夹紧工作装置60和压拔工作装置50的压力大小，所述夹紧工作装置60及压拔工作装置50分别通过方向控制阀组35提供的液压油执行具体的夹紧或者压入拔出动作。
优选地，所述全回转钻机的套管在方向控制阀组35输出的油压驱动下旋转下行或上升，所述动力控制系统100还包括一个压力保护阀组36及运算处理器(未图示)，压力保护阀组36用于控制方向控制阀组35提供给套管的油压大小。前述刀具所承受的载荷实时反馈给运算处理器，通过运算处理器计算出套管自重和通过方向控制阀组35施加给刀具的向下的压力总和并与刀具的额定载荷相比较来保护刀具，当刀具所承受的上述总的载荷达到额定载荷时，压力保护阀组36切断方向控制阀组35输出的液压油以停止向套管施加下行的动力，进而达到保护刀具的作用。
符合本发明的全回转钻机符合多种工况的使用要求，具有以下四种模式的档位可供选择，分别通过以下方式实施：
第一种：发动机11,21同时工作情况下回转泵四泵压拔泵双泵模式。
发动机11驱动两个回转泵12与一个压拔泵13以及双联泵14，发动机21驱动两个回转泵22与一个压拔泵23以及双联泵24；两个回转泵12和两个回转泵22液压油经单向阀4汇集至回转控制阀组38，经回转控制阀组38或者方向控制阀组35输送至各工作装置；压拔泵13或者压拔泵23的液压油经单向阀4汇集至工作油路切换阀组33，工作油路切换阀组33上的SOL.102得电，液压油经工作油路切换阀组33的B口单向阀4流至方向控制阀组35后传输至工作装置；双联泵14及双联泵24中的先导泵液压油经单向阀4与回转先导控制阀组39后汇集至回转泵12与回转泵22的变量控制口，同时经压拔先导控制阀组31汇集至压拔泵13或压拔泵23的变量控制口，实现回转泵四泵压拔泵双泵模式。
第二种：发动机11,21同时工作情况下回转泵五泵压拔泵单泵模式。
发动机11驱动两个回转泵12、一个压拔泵13以及双联泵14；发动机21驱动两个回转泵22、一个压拔泵23以及双联泵24；两个回转泵12和两个回转泵22的液压油经单向阀4汇集至回转控制阀组38，经回转控制阀组38和方向控制阀组35后至工作装置，同时工作油路切换阀组33上的SOL.103得电，压拔泵13中的液压油经单向阀4、工作油路切换阀组33上的A口单向阀4和回转控制阀组38上的P5口汇集至回转控制阀组38再经方向控制阀组35后输送至工作装置；先导切换阀组32上的SOL.104得电，双联泵14与双联泵24中的先导泵中的液压油经单向阀4及回转先导控制阀组39与先导切换阀组32上的B口到P口，再送至压拔泵13的变量控制口；先导泵中的液压油经单向阀4及回转先导控制阀组39汇集至回转泵12和回转泵22的变量控制口；先导泵中的液压油经单向阀4和压拔先导控制阀组31后送至压拔泵23的变量控制口，实现回转泵五泵压拔泵单泵模式。
第三种：发动机11单独工作。
发动机11驱动两个回转泵12、一个压拔泵13及双联泵14工作，两个回转泵12上的液压油经过单向阀4和回转控制阀组38上的P1、P2口汇集至回转控制阀组38，再经回转控制阀组38和方向控制阀组35后输送至工作装置；同时工作油路切换阀组33上的SOL.102得电，压拔泵13上的液压油经工作油路切换阀组33上的P口到B口及单向阀4，最后经方向控制阀组35后至工作装置；双联泵14中的先导液压油经回转先导控制阀组39后流至回转泵12的变量控制口，同时经压拔先导控制阀组31和先导切换阀组32上的A口到P口后再至压拔泵13的变量控制口,实现发动机11的单独工作。
第四种：发动机21单独工作。
发动机21驱动两个回转泵22与一个压拔泵23和双联泵24。两个回转泵22中的液压油经单向阀4后流至回转控制阀组38的P3、P4口汇集至回转控制阀组38，经回转控制阀组38和方向控制阀组35后输送至工作装置；压拔泵23中的液压油经单向阀4、方向控制阀组35后输送至工作装置；双联泵24中的先导泵液压油经单向阀4和回转先导控制阀组39后至回转泵22的变量控制口，同时经过压拔先导控制阀组31后再至压拔泵23的变量控制口,实现发动机21的单独工作。

Claims (10)

1.一种全回转钻机用动力控制系统，所述全回转钻机包括回转工作装置与控制回转工作装置运作的回转控制阀组，以及一个压拔工作装置和控制压拔工作装置运转的方向控制阀组，所述动力控制系统包括两套发动机泵组，每一套发动机泵组包括向回转工作装置提供回转动力的两个回转泵、经过方向控制阀组向压拔工作装置提供压拔动力的一个压拔泵，其特征在于，所述动力控制系统还包括一个工作油路切换阀组，两个压拔泵中的至少一个通过工作油路切换阀组可将液压油从方向控制阀组中切换到回转控制阀组中。
2.如权利1要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：所述发动机泵组还包括一个调平泵以及一个先导泵。
3.如权利1要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：还包括与发动机泵组连接的压拔先导控制阀组，用于控制压拔泵中液压油的流量大小。
4.如权利3要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：所述压拔先导控制阀组与发动机泵组之间还包括一个先导切换阀组，用于将压拔泵的流量调整成回转泵的流量需求。
5.如权利1要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：还包括与发动机泵组连接的回转先导控制阀组，用于控制回转泵中液压油的流量大小。
6.如权利1要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：还包括与方向控制阀组分别连接的先导控制阀组和压力控制阀组，其中先导控制阀组用于控制方向控制阀组的具体运转动作，压力控制阀组用于控制与方向控制阀组连接的压拔工作装置的压力大小。
7.如权利6要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：还包括一个与方向控制阀组连接的夹紧工作装置，所述压力控制阀组用于控制夹紧工作装置的夹紧力大小。
8.如权利1要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：所述全回转钻机还包括一个套管以及一个夹持套管的夹紧工作装置，所述套管在方向控制阀组输出的油压驱动下旋转下行或上升，所述动力控制系统还包括一个压力保护阀组，压力保护阀组用于控制方向控制阀组提供给套管下行的油压大小。
9.如权利8要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：所述套管上安装有刀具，所述刀具所承受的载荷达到额定载荷时，压力保护阀组切断方向控制阀组输出的液压油以停止向套管施加下行的动力。
10.如权利8要求所述的全回转钻机用动力控制系统，其特征在于：所述夹紧工作装置及压拔工作装置分别通过方向控制阀组提供的液压油执行具体的夹紧或者压入拔出动作。
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