[发明专利]钻机起升用液缸缓冲装置

说明书

技术领域

本发明属于石油机械技术领域，涉及一种钻机起升用液缸缓冲装置。

背景技术

石油钻机主机重量大，功率大，其井架/底座普遍采用钢丝绳起升，起升过程中巨大的冲击力要求钻机必须设计一种合适的缓冲装置来保证井架/底座的平稳就位。目前钻机起升中的缓冲装置普遍采用液压油缸直接缓冲形式，液压缸端部设计为球形结构，油缸作用力一定，靠油缸活塞杆直接作用于井架/底座实现缓冲，这种缓冲形式存在缓冲力大小一定，不能适应井架/底座起升中缓冲力的动态变化，造成井架/底座起升到一定位置时缓冲力远大于起升力，缓冲力反而影响钻机的起升，严重情况下甚至会损坏井架/底座，同时由于油缸活塞直接接触井架/底座，经常发生油缸活塞杆折弯情况，严重影响钻机的正常起升。

石油钻机作为大功率，大吨位设备，在井架/底座起升过程中，如何有效缓冲井架/底座起升中巨大的冲击力，实现井架/底座平稳就位是钻机起升的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻机起升用液缸缓冲装置，解决了现有技术中存在井架/底座起升过程中存在冲击巨大，井架/底座难以平稳就位的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钻机起升用液缸缓冲装置，包括连接支臂，连接支臂的后端通过销轴二与人字架铰接，连接支臂的前端安装有滚轮；连接支臂的中部通过销轴三与缓冲缸活塞杆端头铰接，缓冲缸缸体底端通过销轴一铰接在人字架上，人字架下端和井架下端分别与底座铰接；

在缓冲缸活塞腔管路上设置有缓冲控制阀组。

本发明的钻机起升用液缸缓冲装置，其特征还在于：

缓冲控制阀组由常闭溢流阀和单向阀并联而成。

连接支臂采用曲柄形状。

本发明的有益效果是，采用了连杆机构，液缸被动缓冲形式，通过连接支臂顶部设置滚轮来缓冲钻机起升过程中井架/底座刚性接触缓冲装置时产生的冲击力，井架/底座的主动作用迫使连杆机构运动实现液缸(或气缸)作用力的力臂发生变化从而实现缓冲力的动态变化，从而解决了钻机起升中缓冲问题，实现了井架/底座平稳就位。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明缓冲缸及缓冲控制阀组的工作原理图。

图中，1.连接支臂，2.滚轮，3.缓冲缸，4-1.销轴一，4-2.销轴二，4-3.销轴三，5.缓冲控制阀组，5-1.常闭溢流阀；5-2.单向阀，6.人字架，7.井架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明装置的结构是，包括连接支臂1，连接支臂1的后端通过销轴二4-2与人字架6铰接，连接支臂1的前端安装有滚轮2，滚轮2用于与井架7的接触支撑；连接支臂1的中部通过销轴三4-3与缓冲缸3活塞杆端头铰接，缓冲缸3缸体底端通过销轴一4-1铰接在人字架6上，人字架6下端和井架7下端分别与底座8铰接；

在缓冲缸3活塞腔管路上设置有缓冲控制阀组5，缓冲控制阀组5由常闭溢流阀5-1和单向阀5-2并联而成，见图2。

连接支臂1采用曲柄形状，缓冲缸3铰接于连接支臂1的中部从而与连接支臂1组成连杆机构。

缓冲缸3根据需要选用液缸或气缸。

本发明的工作原理是，

1)在钻机井架7起升过程中，人字架6固定不动，井架7达到预定缓冲位置时，井架7直接与设置在连接支臂1端部的滚轮2接触，由于连接支臂1与缓冲缸3的柔性连接作用消减了井架7对连接支臂1的冲击力，随着井架7的继续起升，连接支臂1绕着销轴二4-2转动，并带动缓冲缸3的活塞杆缓慢缩回，由于缓冲缸3的力臂随着连接支臂1的运动在发生变化，缓冲缸3对连接支臂1的作用力也动态的变化，从而使得整个缓冲装置的缓冲力随着井架7的起升过程发生变化，缓冲力动态适应人字架6相对底座8的起升力，实现了钻机井架/底座起升的平稳就位。由于缓冲缸3不与井架7直接接触，同时整个缓冲装置连接均采用铰接结构，避免了起升过程中井架7的惯性冲击力对缓冲装置特别是对缓冲缸3的损坏。缓冲控制阀组5直接安装于缓冲缸3活塞腔管路上，通过常闭溢流阀5-1限定缓冲缸3的最大缓冲力，由于常闭溢流阀5-1的常闭特性和单向阀5-2的单向通过特性，实现整个缓冲装置的无人值守和被动缓冲。

2)井架7固定不动，人字架6在起升过程中的缓冲原理与此类似。