[发明专利]一种石油钻机液压马达多功能自动送钻系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻机送钻系统，特别涉及一种石油钻机液压马达多功能自动送钻系统。

背景技术

目前，对于煤、石油和天然气等自然资源需求不断攀升，社会面临的能源需求压力越来越大，作为常规能源的重要补充，页岩气、煤气和油砂等非常规能源逐渐进入人们的视野，市场上也随之出现了全液压多功能拖挂钻机，对这些非常规能源进行开采，这种全液压钻机在钻进时都采用手动的钻进方式，不能进行自动送钻。

为了使钻机能够实现自动送钻，目前主要是采用交流变频电机自动送钻系统为主要送钻方式。但是交流变频电机自动送钻系统的使用范围较为局限，其主要用于交流变频电驱动钻机上，如果想要在交流变频电驱动钻机以外类型钻机应用，则必然增加一套独立的交流变频控制系统，同时改变绞车的结构，这样导致成本的增加。另外，交流变频电机自动送钻装置由于采用电机来实现绞车自动送钻功能，增加了防爆区的安全风险。

所以，目前亟需一种能够实现全液压自动送钻功能的送钻系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的全液压钻机在钻进时都采用手动钻进方式，不能进行自动送钻的不足，提供一种能够实现全液压自动送钻的石油钻机液压马达多功能自动送钻系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种石油钻机液压马达多功能自动送钻系统包括：液压马达2、液压泵1、PLC电控单元3、第一比例电磁式溢流减压阀41和第二比例电磁式溢流减压阀42，所述液压马达2的A腔和B腔分别与所述液压泵1的A腔和B腔对应连接，所述液压泵1内设置有控制所述液压泵1转向和排量的控制口X1和X2，所述控制口X1和X2分别与所述第一比例电磁式溢流减压阀41和所述第二比例电磁式溢流减压阀42连接，所述液压马达2的A腔和B腔分别对应连接有第一压力传感器31和第二压力传感器32，所述第一压力传感器31与第二压力传感器32与所述PLC电控单元3连接，所述PLC电控单元3还连接有泥浆压力传感器33和动力水龙头压力传感器34，所述石油钻机液压马达多功能自动送钻系统中还设置有用于检测石油钻机位移的齿轮齿条机构位移传感器35，所述齿轮齿条机构位移传感器35与所述PLC电控单元3连接。

根据动力水龙头压力传感器34的钻压信号以及第一压力传感器31和第二压力传感器32的压差信号， PLC电控单元3计算出钻具悬重，在钻进过程中，当实际钻压小于给定钻压时，加大液压泵1控制电流，液压泵1排量加大，液压马达2转速加大，液压马达2进油腔压力加大，水龙头下行实现钻进；当实际钻压大于给定钻压时，减小液压泵1控制电流，液压泵1排量减小，液压马达2转速减小，液压马达2进油腔压力减小，水龙头下行变慢直至停止，再至换向提升，实现石油钻机恒压自动送钻；

根据第一压力传感器31和第二压力传感器32的压差信号，PLC电控单元3进行计算，加大液压泵1控制电流，液压泵1排量加大，液压马达2转速加大，马达2进油腔压力加大，水龙头下行实现钻进，实现石油钻机加压自动送钻；

根据泥浆压力传感器33以及第一压力传感器31和第二压力传感器32的信号，PLC电控单元3进行计算，当实际液压泵1的泵压小于给定泵压时，加大液压泵1控制电流，液压泵1排量加大，液压马达2转速加大，液压马达2进油腔压力加大，水龙头下行实现钻进；当实际液压泵1的泵压大于给定泵压时，减小液压泵1控制电流，液压泵1排量减小，液压马达2转速减小，液压马达2进油腔压力减小，水龙头下行变慢直至停止，再至换向提升，实现泥浆泵恒压自动送钻。

根据动力水龙头压力传感器信号34，PLC电控单元3计算出动力水龙头扭矩，当实际扭矩小于给定扭矩时，加大液压泵1控制电流，水龙头下行实现钻进；当实际扭矩大于给定扭矩时，减小液压泵1控制电流，水龙头下行变慢甚至停止，实现石油钻机恒扭矩自动送钻。

根据齿轮齿条机构位移传感器35信号，PLC电控单元3计算送钻速度，调整液压泵1的控制电流，从而控制液压泵1的流量，使得液压泵1自动变量使钻速和给定值保持一致，实现石油钻机的恒钻速自动送钻。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、实现了全液压自动送钻功能；

2、应用在其他类型钻机上，不需要改变绞车的结构，节约了成本；

3、采用全液压系统来实现钻机的自动送钻功能，具有良好的防爆性能。

附图说明：

图1为本发明的石油钻机液压马达多功能自动送钻系统图；

图2为液压泵的系统图；