一种自动钻进控制阀组、控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种自动钻进控制阀组、控制系统及其控制方法，包括阀体，所述阀体上开设有若干个油口，阀体内设置有换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀，换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀分别与对应的油口相连通，平衡阀组分别与换向阀组和顺序控制阀相连通，换向阀组与顺序控制阀相连通。本发明专利技术通过自动钻进控制阀组实现钻进自动保持、钻进行程终点自动断排渣源和停止回转并收回动力头、收回终点自动停止，等待下一个钻进循环，降低了多钻同步施工的操作人员投入、降低操作人员劳动强度，从而满足一人同时操作多台钻机的施工需求。

【技术实现步骤摘要】
一种自动钻进控制阀组、控制系统及其控制方法
本专利技术涉及钻机自动控制的
，尤其涉及一种自动钻进控制阀组、控制系统及其控制方法。
技术介绍
由于凿岩钻机钻进工作时长占比整个施工工作循环周期的85%以上，锚杆钻机钻进占比工作循环周期的70%以上，钻进工况在施工过程中的时间占比非常高，另外钻进施工为动力头回转、推进、排渣等复合动作，钻进操作手柄为两到三个，需要单人连续操控，劳动强度大，效率低；此外，由于一些装备存在一个平台配有多个钻机的情况，同时多钻机同步施工对操作人员和操作空间的需求难以满足。因此，急需一种自动钻进系统来解决上述问题。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的技术问题，本专利技术提出一种自动钻进控制阀组、控制系统及其控制方法，本专利技术通过自动钻进控制阀组，实现了钻进自动保持、钻进行程终点自动断排渣源和停止回转并收回动力头、收回终点自动停止，等待下一个钻进循环，以降低多钻同步施工的操作人员投入、降低操作人员劳动强度，从而满足一人同时操作多台钻机的施工需求。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种自动钻进控制阀组，包括阀体，所述阀体上开设有若干个油口，阀体内设置有换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀，换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀分别与对应的油口相连通，平衡阀组分别与换向阀组和顺序控制阀相连通，换向阀组与顺序控制阀相连通。优选地，所述换向阀组包括第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀，平衡阀组包括第一平衡阀和第二平衡阀，第一平衡阀、第二平衡阀、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀分别与对应的油口相连通；所述第一平衡阀与第二平衡阀相连通，第一平衡阀通过第一梭阀分别与第一换向阀和油口相连通，第二平衡阀与顺序控制阀相连通，顺序控制阀通过第二梭阀与油口相连通，顺序控制阀分别与第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀相连通，第二换向阀分别与第一换向阀和第三换向阀相连通，第三换向阀分别第二梭阀、第四换向阀和油口相连通，第四换向阀与油口相连通。优选地，所述若干个油口包括第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口、第六油口、第七油口、第八油口、第九油口、第十油口、第十一油口、第十二油口以及第十三油口；所述第一油口分别与第一换向阀和第一梭阀相连通，第一梭阀与第一平衡阀和第三油口相连通，第二油口分别与第二平衡阀和第二换向阀相连通，第四油口、第五油口和第六油口均与第四换向阀相连通，第六油口分别与顺序控制阀、第二换向阀和第三换向阀相连通，第七油口分别与顺序控制阀、第二梭阀和第三换向阀相连通，第八油口与第二换向阀相连通，第九油口分别与第一换向阀和第二换向阀相连通，第十油口与第一换向阀相连通，第十一油口与第二梭阀相连通，第十二油口分别与第一平衡阀和第二平衡阀相连通，第十三油口分别与第二平衡阀和第一平衡阀相连通。优选地，所述第一换向阀、第二换向阀和第四换向阀为两位三通换向阀，第三换向阀为两位四通换向阀。一种自动钻进控制系统，包括自动钻进控制阀组，自动钻进控制阀组中第九油口与动力头回转进油回路相连通，第十油口通过钻机排渣液控阀与排渣流体源相连通，第十一油口与钻进行程控制阀相连通，钻进行程控制阀与动力头回转进油回路相连通，动力头回转进油回路与第一多路换向阀相连通，第一多路换向阀和第二多路换向阀均与第八油口相连通，第二多路换向阀分别与第一油口、第二油口和第七油口相连通，第十二油口和第十三油口分别与推进油缸的无杆腔和有杆腔相连通，第三多路换向阀分别与第三油口和第四油口相连通，第五油口与先导油源相连通。优选地，所述动力头回转进油回路包括动力头回转马达，动力头回转马达的进油口分别与钻井行程控制阀、第一多路换向阀和第一换向阀相连通，动力头回转马达的回油口与第一多路换向阀相连通。一种自动钻进控制系统的工作方法，包括以下步骤：S1、动力头正转动作：控制第一多路换向阀向动力头回转马达正转方向换向，高压液压油通过第一多路换向阀和动力头回转马达循环流动，完成动力头正转动作，同时高压液压油依次流入钻进行程控制阀、第一换向阀和第二换向阀，保持承压状态；S2、推进油缸推进动作：控制第二多路换向阀向推进油缸推进方向换向，高压液压油依次通过第二多路换向阀、第一油口、第一梭阀、第一平衡阀和第十二油口后流入推进油缸的无杆腔，同时高压液压油流入第二平衡阀保持承压状态，随着高压液压油的流入，推进油缸的有杆腔中活塞杆伸出，第二平衡阀导通，高压液压油依次通过推进油缸的有杆腔、第十三油口、第二平衡阀和第二油口后流入到第二多路换向阀，最后回流至油箱，重复上述步骤，完成推进油缸的持续推进动作；S3、排渣动作：随着推进油缸的推进，动力头回转负载增加，第一换向阀、第二换向阀和钻机排渣液控阀油口位置处压力增加，当压力达到设定值时，第一换向阀、第二换向阀和钻进排渣液控阀分别换向，高压液压油依次通过第一多路换向阀、第一油口、第一换向阀和第十油口后流入到钻机排渣液控阀，钻机排渣液控阀开启开始排渣作业；同时先导油源依次通过第五油口、第四换向阀、第三换向阀、第二换向阀和第八油口后分别流入第一多路换向阀和第二多路换向阀，此时第一多路换向阀和第二多路换向阀自动保持，动力头回转马达和推进油缸分别保持正转和推进动作；S4、钻进动作结束：当钻进到终点位置时触发钻进行程换向阀开启，高压液压油依次通过动力头回转马达、钻进行程换向阀、第十一油口和第二梭阀流入第三换向阀；第三换向阀油口处压力增加，第三换向阀换向，此时先导油源依次通过第四换向阀、第三换向阀、第二梭阀和第七油口后流入第二多路换向阀；同时高压液压油经由第一多路换向阀和第二多路换向阀依次通过第八油口、第二换向阀、第三换向阀和第六油口后回流至油箱，此时第一多路换向阀换向到中位、第二多路换向阀换向到反向以及第三换向阀换向保持；同时高压液压油依次通过第二多路换向阀、第二油口、第二平衡阀和第十三油口流入到推进油缸的有杆腔，同时高压液压油流入第一平衡阀油口处保持承压状态，随着第一平衡阀油口处压力升高，第一平衡阀换向，高压液压油依次通过推进油缸的无杆腔、第十二油口、第一平衡阀、第一梭阀和第一油口或第三油口流入到第二多路换向阀或第三多路换向阀内，最后回流至油箱，此时推进油缸保持缩回状态、动力回转马达停止回转和排渣停止；S5、钻进循环结束：当推进油缸缩回到终点，顺序控制阀开启，高压液压油依次通过第二多路换向阀、第七油口、顺序控制阀和第六油口流入油箱内，此时第二多路换向阀换向到中位，钻进停止，自动钻进工作循环结束。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过设计高度集成式控制阀组，可用于多种钻机安装使用，具有很好的适用性；2、本专利技术利用第二多路换向阀、第一梭阀、第一平衡阀和第二平衡阀配合作用实现钻机钻进持续推进保持和推进停止动作；并且当钻进到达终点时，钻进行程换向阀导通信号油路控制第一多路换向阀和第二多路换向阀换向为中位，停止排渣、推进和马达正转动作，整体实现了钻进行程终点自动断排渣源和停止回转并收回动力头、收回终点自动停止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动钻进控制阀组，包括阀体，其特征在于，所述阀体上开设有若干个油口，阀体内设置有换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀，换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀分别与对应的油口相连通，平衡阀组分别与换向阀组和顺序控制阀相连通，换向阀组与顺序控制阀相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动钻进控制阀组，包括阀体，其特征在于，所述阀体上开设有若干个油口，阀体内设置有换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀，换向阀组、平衡阀组和顺序控制阀分别与对应的油口相连通，平衡阀组分别与换向阀组和顺序控制阀相连通，换向阀组与顺序控制阀相连通。


2.根据权利要求1所述的自动钻进控制阀组，其特征在于，所述换向阀组包括第一换向阀（9）、第二换向阀（4）、第三换向阀（6）和第四换向阀（7），平衡阀组包括第一平衡阀（1）和第二平衡阀（2），第一平衡阀（1）、第二平衡阀（2）、第一换向阀（9）、第二换向阀（4）、第三换向阀（6）和第四换向阀（7）分别与对应的油口相连通；所述第一平衡阀（1）与第二平衡阀（2）相连通，第一平衡阀（1）通过第一梭阀（8）分别与第一换向阀（9）和油口相连通，第二平衡阀（2）与顺序控制阀（5）相连通，顺序控制阀（5）通过第二梭阀（3）与油口相连通，顺序控制阀（5）分别与第二换向阀（4）、第三换向阀（6）和第四换向阀（7）相连通，第二换向阀（4）分别与第一换向阀（9）和第三换向阀（6）相连通，第三换向阀（6）分别与第二梭阀（3）、第四换向阀（7）和油口相连通，第四换向阀（7）与油口相连通。


3.根据权利要求1或2所述的自动钻进控制阀组，其特征在于，所述若干个油口包括第一油口（A1）、第二油口（B1）、第三油口（A2）、第四油口（B2）、第五油口（X）、第六油口（T）、第七油口（b）、第八油口（a）、第九油口（D）、第十油口（W）、第十一油口（S）、第十二油口（C1）以及第十三油口（C2）；所述第一油口（A1）分别与第一换向阀（9）和第一梭阀（8）相连通，第一梭阀（8）与第一平衡阀（1）和第三油口（A2）相连通，第二油口（B1）分别与第二平衡阀（2）和第二换向阀（4）相连通，第四油口（B2）、第五油口（X）和第六油口（T）均与第四换向阀（7）相连通，第六油口（T）分别与顺序控制阀（5）、第二换向阀（4）和第三换向阀（6）相连通，第七油口（b）分别与顺序控制阀（5）、第二梭阀（3）和第三换向阀（6）相连通，第八油口（a）与第二换向阀（4）相连通，第九油口（D）分别与第一换向阀（9）和第二换向阀（4）相连通，第十油口（W）与第一换向阀（9）相连通，第十一油口（S）与第二梭阀（3）相连通，第十二油口（C1）分别与第一平衡阀（1）和第二平衡阀（2）相连通，第十三油口（C2）分别与第二平衡阀（2）和第一平衡阀（1）相连通。


4.根据权利要求3所述的自动钻进控制阀组，其特征在于，所述第一换向阀（9）、第二换向阀（4）和第四换向阀（7）为两位三通换向阀，第三换向阀（6）为两位四通换向阀。


5.一种自动钻进控制系统，其特征在于，包括如权利要求1或4所述的自动钻进控制阀组，自动钻进控制阀组中第九油口（D）与动力头回转进油回路相连通，第十油口（W）通过钻机排渣液控阀（11）与排渣流体源相连通，第十一油口（S）与钻进行程控制阀（13）相连通，钻进行程控制阀（13）与动力头回转进油回路相连通，动力头回转进油回路与第一多路换向阀（14）相连通，第一多路换向阀（14）和第二多路换向阀（16）均与第八油口（a）相连通，第二多路换向阀（16）分别与第一油口（A1）、第二油口（B1）和第七油口（b）相连通，第十二油口（C1）和第十三油口（C2）分别与推进油缸（10）的无杆腔和有杆腔相连通，第三多路换向阀（17）分别与第三油口（A2）和第四油口（B2）相连通，第五油口（X）与先导油源相连通。


6.根据权利要求5所述的自动钻进系统，其特征在于，所述动力头回转进油回路包括动力头回转马达（12），动力头回转马达（12）的进油口分别与钻井行程...

【专利技术属性】
技术研发人员：堵利宾，周小磊，庞文卓，郑博，朱雷，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41