[发明专利]具备集成式液压联动阀块的钻机电液双控制系统及方法

权利要求书

1.一种具备集成式液压联动阀块的钻机电液双控制系统，包括为系统提供动力的具有大排量Ⅰ泵（1）以及小排量Ⅱ泵（2）的泵站，其特征在于，还包括：与所述Ⅰ泵（1）连接的用于控制钻机的回转和钻进方向的钻进负载敏感电比例多路阀（12）、与钻进负载敏感电比例多路阀（12）连接的用以控制给进油缸（5）、常闭式夹持器（6）、动力头马达（7）和常开式液压卡盘（8）联动配合的集成式液压联动控制回路（9）；

还包括：与所述Ⅱ泵（2）连接的用于Ⅱ泵（2）的油液去向切换以及手动和电控随时切换调节钻进压力的Ⅱ泵油液控制回路（4）；所述Ⅱ泵油液控制回路（4）连接有用以切换油液去向的三通球阀（11），所述三通球阀（11）分别连接有用以控制钻机油缸稳固和调角的稳固控制回路（13）以及用以控制钻机履带行走的行走负载敏感电比例多路阀（10）；所述Ⅱ泵油液控制回路（4）还连接所述集成式液压联动控制回路（9）；

所述集成式液压联动控制回路（9）包括设在集成阀内的：控制给进油缸（5）的快速给进与起拔及动力头马达（7）回转的快速钻进回路、控制给进油缸（5）带动动力头慢速前进或后退的慢速钻进回路、以对常开式液压卡盘（8）增压的卡夹增压回路、以实现起下钻联动逻辑动作的起下钻联动回路、用以控制给进油缸（5）、常闭式夹持器（6）、动力头马达（7）和常开式液压卡盘（8）联动状态的夹转联动回路、用以实现钻进停止和反转卸扣工况下的夹持器增压功能的常闭式夹持器液控增压逻辑回路（905）以及用以控制给进油缸（5）锁紧与浮动转换的防动力头下滑锁紧逻辑回路（901）；

所述快速钻进回路包括用以控制给进油缸（5）的快速给进与起拔的钻进工作回路、用以控制动力头马达（7）回转的回转工作回路、以及用以连接常开式液压卡盘（8）的液压单向阀（903）；Ⅰ泵（1）输出液压油通过钻进负载敏感电比例多路阀（12）去钻进工作回路，钻进工作回路输出液压油通过集成阀与给进油缸（5）油路相通，当其处于前位时，给进油缸（5）带动动力头马达（7）快速前进，当其处于后位时，给进油缸（5）带动动力头马达（7）快速后退；回转工作回路输出液压油通过集成阀后，经过单向阀（90504）接入动力头马达（7）进出油口，当其处于前位时，控制动力头马达（7）正转，当其处于后位时，控制动力头马达（7）反转，同时正反转油路油液经过液压单向阀（903），连接常开式液压卡盘，控制动力头马达正反转时的常开式卡盘联动加紧；电控操作时，通过推动操作手柄的幅度不同，输出不同的电流值，调节负载敏感电比例多路阀的阀芯开口大小，控制液压油液流量，从而控制动力头马达（7）及给进油缸（5）的速度；

所述慢速钻进回路包括：钻进电磁换向阀（90101）、梭阀（904）、二位二通液控锥阀（90103）、用以调节给进油缸（5）的给进速度的节流阀；Ⅱ泵（2）输出液压油通过Ⅱ泵油液控制回路（4）分两路去集成式液压联动控制回路（9），一路油液通过集成阀内部进入钻进电磁换向阀（90101），中位为“Y”型，油路截至；当其处于给进位时，给进油缸（5）带动动力头马达（7）慢速前进，当其处于起拔位时给进油缸（5）带动动力头马达（7）慢速后退；电控操作时，一次推动操作手柄至最大位，输出设定的额定电流值，改变钻进电磁换向阀（90101）的工作位，改变给进或起拔功能；

所述卡夹增压回路包括：卡夹增压电磁换向阀（902）和单向阀组；Ⅱ泵（2）输出液压油通过Ⅱ泵油液控制回路（4）分两路去集成式液压联动控制回路（9），另一路油液通过集成阀内部进入卡夹增压电磁换向阀（902），中位为“Y”型，油路截至；当其处于卡盘增压位时，油液通过电磁换向阀（90501）夹转联动位进入常开式液压卡盘（8），对常开式液压卡盘（8）进行增压功能，当其处于夹持器增压位时，油液通过集成阀内部的单向阀（90504）组进入常闭式夹持器（6）碟簧腔进行增压功能；电控操作时，一次推动操作手柄至最大位，输出设定的额定电流值，改变卡夹增压电磁换向阀（902）的工作位，改变卡盘增压或夹持器增压功能；

所述起下钻联动回路包括起下钻电磁换向阀（906），Ⅰ泵（1）输出液压油和Ⅱ泵（2）输出液压油在集成阀内联通油路，接入起下钻电磁换向阀（906），起下钻电磁换向阀（906）的两个工作出口分别与常开式液压卡盘（8）和常闭式夹持器（6）连接，改变常开式液压卡盘（8）、常闭式夹持器（6）与给进油缸（5）的联动方式，实现钻进回路的起下钻联动逻辑动作；

所述夹转联动回路包括夹转联动电磁换向阀（90501），Ⅰ泵（1）输出液压油和Ⅱ泵（2）输出液压油在集成阀内联通油路，接入夹转联动电磁换向阀（90501），夹转联动电磁换向阀（90501）用于控制常开式液压卡盘（8）、常闭式夹持器（6）、给进油缸（5）、动力头马达（7）的联动与分离，实现钻进回路的夹转联动逻辑动作；

所述常闭式夹持器液控增压逻辑回路（905）包括：梭阀（904）、二位二通液控锥阀（90103）和两个单向阀（90504）；当钻机反转时，I泵反转高压油分两路，一路控制油经梭阀（904）推动二位二通液控锥阀（90103），此时常闭式夹持器（6）碟簧腔体内回油油路被截断，另一路高压油经单向阀（90504）进入常闭式夹持器（6）碟簧腔体内，夹持器在碟簧与高压油共同作用下实现反转夹持器增压功能；当钻机反转停止，操作卡夹增压电磁换向阀（902）使其处于夹持器增压位，II泵高压油也分两路，一路控制油经梭阀（904）推动二位二通液控锥阀（90103）换向，此时常闭式夹持器（6）碟簧腔体内回油油路被截断，另一路高压油经单向阀（90504）进入常闭式夹持器（6）碟簧腔体内，夹持器实现待机状态夹持器增压功能；当钻机反转停止，换向阀均处于中位待机时，梭阀（904）两端与油箱相通，理论压力为零，液控逻辑阀在自身复位弹簧作用下回到初始位置，常闭式夹持器（6）碟簧腔体内液压油通过二位二通液控锥阀（90103）、钻进负载敏感电比例多路阀（12）回转工作联中位“Y”型机能卸荷，夹持器增压功能取消，其仅在碟簧预设夹紧力下夹紧钻具；

其中两个单向阀（90504）只允许油液单向通过，以防油路串通卸荷，导致夹持器增压功能失效；

所述防动力头下滑锁紧逻辑回路（901）包括两组梭阀（904）和两组二位二通液控锥阀（90103），其中，通过两组梭阀（904）获取给进油缸（5）和动力头马达（7）动作，通过二位二通液控锥阀（90103）控制给进油缸（5）状态；当动力头马达（7）或给进油缸（5）动作，从梭阀（904）引出的控制油推动二位二通液控锥阀（90103）换向，给进起拔油路打开，正常钻进动作；当动力头马达（7）或给进油缸（5）不工作时，二位二通液控锥阀（90103）在弹簧力下复位锁紧给进油缸（5）。