[实用新型]一种石油钻机应急提升及自动送钻装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种石油钻井设备，特别涉及石油钻机在钻进作业中的绞车应急动力驱动装置及自动送钻装置。

背景技术

当前，为石油钻机配套的自动送钻及应急提升装置中的动力和执行机构大多采用交流变频电动机传动方案，个别的还配置液压盘刹作送钻装置，这种配置的优点和缺点都显而易见。以液压盘刹为执行机构的送钻装置优点在于把制动功能(驻车制动、工作制动)和送钻功能组合成一体，因而送钻装置机的机械部分比较简洁。由于盘刹制动力的非线性特性，使系统在浅地层和复杂地层钻进时的稳定性变差，自动送钻装置在钻进作业中不能得到充分使用。另外，操作稍有不慎，容易出现顿钻和溜钻现象，要求安全监控措施必须十分周密，操作使用高度谨慎。而交流变频电动机配置的送钻装置则正与之相反。成熟的电机变频传动技术，使送钻速度控制容易保持平稳，操作使用相对比较安全，控制参数的整定也较容易实现。但是，该配置的缺点在于送钻时变频电动机因长时间大电流低速运行极易发热，效率很低，直接降低电动机的可靠性。为保证低速时必需的扭矩，选型时要求设备的电流、功率容量都要提高1-2档，导致设备体积庞大、费效比较低。因此，在当前钻机都配盘刹的技术状态下，再采用变频电机送钻并不是一种最优化配置。

发明内容

本实用新型的目的是针对石油钻机井口工具已大量使用液压设备的状况下，设计一种以液压马达为动力和执行机构的应急提升及自动送钻装置，它既能作为绞车一种应急备用动力，同时又能与PLC控制器、电液流量比例阀等少量控制元件构成一种简单、可靠的新型自动送钻装置。该装置不仅具有变频电机送钻的优点，避免了当前普遍采用的变频电机或液压盘刹送钻存在的效率与费效比低、体积庞大的缺点，也充分提高了组合液压源的利用效率，具有明显的经济效益。

为实现上述目的，本实用新型的原理方案是：

一种采用液压马达作动力和执行机构的石油钻机自动送钻、应急提升装置，由悬重变换器、离合器、液压马达及液压调速集成块总成、手动提升/下放操纵手柄SM、自动/手动转换开关SX、控制器和组合液压站组成。

液压马达的主轴通过离合器与绞车减速箱的第二输入轴相连，提供送钻和应急提升动力。

液压马达的油口A和油口B分别与液压调速集成块总成相应油口A和油口B连通，形成供、回油路；油口C则与液压制动器与集成块C口相连，当液压马达的供油回路无压力时制动器动作，实现马达驻车制动。

液压调速集成块上的电液流量比例阀放大器的输入in端子与自动/手动转换开关SX的端子9相连，换向电磁阀的正转与反转端子1、2分别与SX自动/手动转换开关端子7、8相连；控制器模拟量输出端子与SX自动/手动转换开关端子5相连，控制液压马达转向的数字量输出端子与SX自动/手动转换开关端子1、3相连；SM手动提升/下放操纵手柄上的液压马达转向控制信号和调速信号分别与SX自动/手动转换开关的端子2、4、6相连。通过SX自动/手动转换开关的切换可以使该装置处于手动状态或自动状态。手动状态时，可通过SM手动提升/下放操纵手柄进行绞车的提升或下放操纵。自动状态时，由控制器根据给定的钻压值(或钻速)控制绞车的下放速度，进行自动送钻作业。

液压调速集成块的进油ent口和回油ret口通过油管分别与组合液压站相应供、回油口连通，由组合液压站提供液压源；

PG测速器安装在液压马达输出轴上，其输出信号与控制器的计数器端子相连；安装在死绳固定器上的BS悬重变换器其输出信号与控制器的模拟量输入端子相连，分别作为控制器的钻压和绞车速度的反馈信号。

液压调速集成块总成则由单向阀、单向平衡阀、高压梭阀、换向电磁阀、电液流量比例阀及闭环放大器组成。上述各组成元件安装在液压集成块上，并按说明书附图1所示双点画线框内的管路图连接，即：单向阀的A口、单向平衡阀的B口、高压梭阀的A口与电磁换向阀的A口相连；单向平衡阀的A口、单向阀的B口在集成块内与之A口连通；高压梭阀的B口、电磁换向阀的B口、单向平衡阀的C口在集成块内与之B口连通；高压梭阀的0口在集成块内与之C口相连；电液流量比例阀的A口与电磁换向阀的P口相连通、P口则与集成块内的ent进油口相连通、T口则与集成块内的exc泄油口相连通；换向电磁阀的0口在集成块内与之ret回油口相连通。

本实用新型的技术效果：

该实用新型的装置不仅具有变频电机送钻的优点，避免了当前普遍采用的变频电机或液压盘刹送钻存在的效率与费效比低、体积庞大的缺点，也充分提高了组合液压源的利用效率，具有明显的经济效益。