一种节能型液压直驱式钻井提升装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种节能型液压直驱式钻井提升装置,该提升装置由液压系统驱动提升油缸实现装置升降，提升油缸设置有三腔体，三腔体分别为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积相等，C腔面积远大于A、B两腔；A、B两腔接控制阀A、B口，实现常规油缸两腔控制上升下降的作用，C腔与储能罐连接，通过储能罐内压力油实现对负载进行平衡，从而降低了提升总负载，使装机功率大幅度减小，且提升油缸工作腔面积的减小使提升所需流量大幅度减小，从而使提升速度突破流量限制，进一步加快；而且通过储能罐对重力势能进行回收和释放，实现部分重力势能转换为动能做功，从而降低了消耗总功率，达到很好的节能效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型液压直驱式钻井提升装置


[0001]本技术涉及钻井提升装置
，具体为一种节能型液压直驱式钻井提升装置。

技术介绍

[0002]国内主流钻井提升装置全部采用机械式提升装置，通过滑轮逐级变速，效率较低，装机功率较大，且提升速度较慢；国外目前已有液压直驱式的钻井提升装置，通过液压系统直驱液压油缸实现钻井装置提升，相较传统机械提升装置，效率有所提高，但装机功率仍比较大，且提升速度受装机功率限制无法提高。
[0003]液压直驱式钻井提升装置主要由井架、提升油缸、油缸底座、导轨、滑轮组、提升横梁、固定横梁、液压系统、控制系统等组成。两支提升油缸为一组，并排垂直安装在油缸底座上，提升油缸活塞杆与滑轮组的底座固定连接，钢丝绳绕过滑轮组，一端连接固定横梁，一端连接提升横梁，提升横梁与小车相连。液压系统驱动提升油缸上升下降，实现小车升降控制。
[0004]由于提升装置整体重量较大，若采用常规液压系统控制，上升时需要足够提升力克服重力，下降时又需要足够的背压来平衡重力，因此需要油缸规格较大，且对应系统压力流量较大，最终导致系统装机功率居高不下；同时提升装置下降过程中重力势能通过背压平衡，全部转化为热能，加剧了油液温升速度，造成了能源浪费。

技术实现思路

[0005]本技术采用液压直驱方式，通过控制提升油缸带动钻井提升装置升降，同时提升油缸连接能量转换装置，既可以对提升负载进行平衡，又可以对重力势能进行回收和释放，来达到高效节能的目的；该节能液压系统主要解决了钻井提升装置工作效率低、装机功率大、无法高速升降的缺陷，在提高升降速度的同时，大大降低了装机功率，达到了很好的节能效果。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种节能型液压直驱式钻井提升装置,其结构包括油箱、泵机组、电磁溢流阀、单向阀、比例换向阀、电磁球阀、储能罐、提升油缸，该提升装置由液压系统驱动提升油缸实现装置升降，具体有两种工况，分别为工况一：提升油缸上升和工况二：提升油缸下降；油箱通过泵机组与提升油缸连接，并提供压力油源；提升油缸设置有三腔体，三腔体分别为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积相等，C腔面积远大于A、B两腔；A、B两腔接控制阀A、B口，实现常规油缸两腔控制上升下降的作用，C腔与储能罐连接，通过储能罐内压力油实现对负载进行平衡，因C腔面积远大于A腔，可以实现较低压力平衡大部分负载。
[0007]作为优选，工况一：油箱内的液压油通过管道连接，依次经过泵机组、电磁溢流阀、单向阀、比例换向阀、电磁球阀，最终进入提升油缸A腔，实现提升油缸上升；工况二：油箱内的液压油通过管道连接，依次经过泵机组、电磁溢流阀、单向阀、比例换向阀、电磁球阀，最
终进入提升油缸B腔，实现提升油缸下降。
[0008]作为优选，工况一：提升油缸B腔内的液压油通过管道连接，依次经过电磁球阀、比例换向阀，最终回到油箱，实现提升油缸上升；工况二：提升油缸A腔内的液压油通过管道连接，依次经过电磁球阀、比例换向阀，最终回到油箱，实现提升油缸下降。
[0009]作为优选，油箱主要由液位传感器、温度传感器、高低压过滤器和加热器等液压附件构成，并附带循环冷却装置；油箱是系统传动介质的主要存储装置，液压油位由液位控制器进行实时监测，油温由温度继电器进行实时监测，并控制冷却装置的开启和关闭。
[0010]作为优选，泵机组主要由电机和比例泵组成，通过设定比例泵控制信号来动态控制泵的输出压力和输出流量，实现输出功率与需求功率相匹配，以减少功率损耗；主要为提升降油缸A、B两腔提供压力油源，实现其升降动作。
[0011]作为优选，电磁溢流阀用于设定系统最大工作压力，起安全保护作用。
[0012]作为优选，单向阀防止油液倒流，保持系统压力。
[0013]作为优选，比例换向阀配置运动控制器，通过采集提升油缸位移传感器信号，控制比例换向阀高频响应，实现提升油缸上升下降速度精确速度控制、位置控制和力控制。
[0014]作为优选，电磁球阀控制油路切换，实现提升油缸位置保持。
[0015]作为优选，储能罐高压大容积，可以保证提升油缸运行平衡，不会产生较大压力波动；同时可以通过设定充气压力，按需调整平衡负载大小。
[0016]作为优选具体工作时，泵机组提供高压油源，运动控制器配合比例换向阀，控制油液进出油缸的A、B腔实现液压油缸的上升和下降；C腔作为平衡腔，与能量转换单元连通，既起到平衡提升负载的作用，又可以对重力势能进行收集和释放，共同实现节能目的。在提升油缸提升过程中，泵机组向提升油缸A腔输出高压油，同时能量转换单元将收集的重力势能释放，向C腔排入高压油，共同作用使提升油缸上升；在提升油缸下降的过程中，泵机组向提升油缸B腔输出低压油，满足其下降所需流量，提升油缸靠重力下降，通过控制A腔回油控制提升油缸下降速度，下降过程重力势能做功使提升油缸C腔不断产生高压油，并压入能量转换单元，完成重力势能回收和储存。储存在能量转换单元中的能量在下一个提升负载周期时释放，为提升油缸上升提供所需能量，实现回收能量的再利用。
[0017]本技术能够有效解决了现有技术存在的问题,该节能液压系统创新性的采用能量转换单元对提升负载的大部分进行平衡，从而降低了提升总负载，使装机功率大幅度减小，且提升油缸工作腔面积的减小使提升所需流量大幅度减小，从而使提升速度突破流量限制，进一步加快；而且通过转换单元对重力势能进行回收和释放，实现部分重力势能转换为动能做功，从而降低了消耗总功率，达到很好的节能效果；本技术是对现有技术一次扩展性的技术创新，因此具有很好的推广和使用价值。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0019]图1是本技术具体实施例的结构示意图；
[0020]附图标记：
[0021]1.油箱
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2.泵机组
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3.电磁溢流阀
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4.单向阀
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5.比例换向阀
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6.电磁球阀 7.储能罐
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8.提升油缸。
具体实施方式
[0022]下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]请参阅图所示，在本技术的一个具体实施例中一种节能型液压直驱式钻井提升装置,其结构包括油箱1、泵机组2、电磁溢流阀3、单向阀4、比例换向阀5、电磁球阀6、储能罐7、提升油缸8，油箱1通过泵机组2与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型液压直驱式钻井提升装置,其特征在于，结构包括油箱、泵机组、电磁溢流阀、单向阀、比例换向阀、电磁球阀、储能罐、提升油缸，油箱通过泵机组与提升油缸连接，并提供压力油源；该提升装置由液压系统驱动提升油缸实现装置升降，具体有两种工况，分别为工况一：提升油缸上升和工况二：提升油缸下降；提升油缸设置有三腔体，三腔体分别为A腔、B腔和C腔，A腔和B腔面积相等，C腔面积远大于A、B两腔；A、B两腔接控制阀A、B口，实现常规油缸两腔控制上升下降的作用，C腔与储能罐连接，通过储能罐内压力油实现对负载进行平衡。2.根据权利要求1所述的一种节能型液压直驱式钻井提升装置,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文凯，刘玉峰，冯长慧，房加利，马俊宇，
申请(专利权)人：太重集团榆次液压工业济南有限公司，
类型：新型
国别省市：