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石油鉆機液壓系統
(1)鉆柱的提升和下降
鉆柱提升由柴油機帶動雙向變量泵2控制鉸車的雙向變量液壓馬達15和13轉動。閥14可使液壓馬達15、13同時投入工作，以提高升力，也可使液壓馬達13浮動。提升過程靠氣動換向閥11使控制鉆柱旋轉的液壓馬達12浮動。
鉆柱下降靠其自重實現，帶動鉸車和液壓馬達15、13反轉，此時雙向變量泵2的流量為零，靠閥10和閥6使液壓馬達15、13浮動。若下降速度過大，通過節流閥6的減速后，再剎車減速。
(2)鉆柱正常鉆探
正常鉆探時，鉆柱靠雙向變量泵2使液壓馬達12轉動，自重使鉆柱下鉆。
圖4.9-1鉆機主液壓系統原理圖
1-低壓補油泵2-雙向變量泵3-液壓泵4-液壓缸5-氣動伺服閥
6-單向節流閥7-冷卻換油閥8-液動換向閥9-測壓轉換閥
10、11-氣動換向閥12、13、15 -變量液壓馬達14-液壓閥
(3)其他輔助回路
換向閥8作用時，主油路中的高低壓對調，以保證一個安全閥對系統保護。
液壓泵3和伺服閥5、液壓缸4構成雙向變量泵2的變量控制回路。
本系統因液壓泵和馬達均為可變量，故變速范圍大～總調速比可達30。為了安全，伺服閥和有關換向閥均用氣動控制。
頂部驅動鉆井裝置液壓系統
石油鉆機頂部驅動鉆井裝置是現代鉆井技術裝備發展的重大成果。與常規轉盤方鉆桿鉆井相比，它是集機、電、液技術于一體的較為先進裝備。采用頂驅鉆井，在提高鉆井效率、節約輔助時間、降低鉆井成本，確保孔內和人身安全方面有明顯優點。液壓系統是該裝置的重要組成部分，發揮了其遠距離傳動與控制的優勢，使頂驅的功能得以充分展現。
DQ-60型頂驅裝置是用以取代轉盤鉆進的陸上新型石油鉆井裝備。其主要功能有：主電動機(GE752)驅動主軸旋轉鉆進、主軸剎車，鉆桿的上卸扣，遙控內防噴器( IBOP)啟閉，吊環的前傾、后傾與旋轉，平衡重量等。由于有這些功能使得機械化程度大為提高，大大方便了鉆井作業，減輕了工人體力勞動強度，提高了鉆井效率。
圖4.9-2 DQ-60型頂驅液壓系統原理圖
DQ-60型頂驅裝置由5部分組成。
1)頂驅裝置主體：由動力水龍頭、剎車機構、平衡機構、回轉機構、傾臂機構、內防噴器機構和背鉗等組成；
2)液壓傳動及控制系統；
3)電氣傳動及控制系統；
4)電纜及管路系統；
5)控制操縱臺。
DQ-60型頂驅裝置液壓系統由4部分組成：液壓源、閥組及蓄能器總成、執行器（液壓缸及液壓馬達）和管路系統。其工作原理圖見圖4.9-2所示。
為提高頂驅工作的可靠性，液壓泵站配置了2臺泵組，主泵出口有單向閥防止油液反流，并設有電氣控制聯鎖和異地操縱，通常只1臺泵組工作。
主泵選用限壓式變量柱塞泵，當系統壓力低于設定的壓力時，泵全排量輸出；當系統壓力高于設定壓力時，排量近似為0，保持系統壓力不變。
液壓油箱有液位、溫度自動報警系統。還設有獨立的風冷裝置，對液壓油進行循環冷卻。當油溫超過65℃時，風冷電機自動起動，低于35℃時停止。
主閥組為疊加式集成閥塊。每聯獨立控制一執行器，不相互干擾。每支油路均設置有測壓點，便于檢測和故障診斷。
蓄能器總成由皮囊式蓄能器、單向閥、直動式減壓閥等組成。完成平衡油路保壓、安全保護和緩沖減震的作用。
整個液壓系統原理設計滿足以下鉆井工藝要求：
1)取、放單根或立根時，吊環的前傾或后傾速度可調，運動平穩并能在任意位置停留；
2)回轉頭可作正反方向旋轉，速度可調；
3)為防止鉆柱反彈釋放扭矩松脫鉆具需剎車機構對主電動機轉軸制動；
4)遇到井涌、井噴時能快速接上鉆桿，遙控內防噴器關閉鉆柱通道；
5)卸、接單根或立根螺紋時，背鉗液壓缸動作夾緊鉆桿，主電動機崩扣或上扣；
6)平衡機構的作用是當主電動機卸螺紋或上螺紋時，平衡液壓缸起液壓支撐作用托起頂驅裝置主體重量，以免在上、卸螺紋時由于主體重量而引
起螺紋的磨損。
系統具有以下兩個主要優點：
(1)節能
系統中各執行回路設計為并聯回路，各回路單獨或并列間歇動作，又互相不干涉。另外操縱、剎車、平衡和背鉗夾緊各回路都用減壓閥降壓。由此，系統主壓力取決于傾臂液壓缸的推力，并以此作為限壓式變量柱塞泵的壓力設定值，有效地降低了系統的能量消耗，減少油溫升高。
(2) PLC控制系統
液壓控制系統采用可編程序控制器進行控制，使各回路的動作按工藝要求或安全性要求進行邏輯互鎖，避免誤操作。互鎖功能為：
1)環形液壓缸背鉗夾緊動作和回轉頭旋轉互鎖或與提升系統絞車動作互鎖；
2)內防噴閥關閉狀態與泥漿泵開泵互鎖；
3)傾臂的前傾與后傾、回轉頭液壓馬達正反轉互鎖等
本文標題：石油鉆機液壓系統
分類：液壓行業知識
標簽： 液壓系統 液壓馬達
