车载钻修井机液压转盘及控制系统设计

网址： 电邮：hrbengineer@ 2019年第5期

车载钻修井机液压转盘及控制系统设计

肖冠琦

（中石化四机石油机械有限公司,湖北荆州434024）

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司钻控制台

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摘要：针对车载钻机及修井机的配置特点及工况控制要求，设计了用于该类设备的液压转盘及液压控制系统。在载车柴

油机前端曲轴处通过传动轴取力，驱动带泵箱，进而驱动双液压泵。由三级调压溢流阀进行系统压力调节后驱动双液压马达，带动转盘旋转。通过双泵、双马达及三级调压溢流阀相互组合使系统在不同压力和流量下工作，以实现转盘的高、中、低速、反转等不同挡位及大、小转矩调节。与此同时，也可通过调节发动机的油门来调节液压转盘的转速。经试验，该液压转盘转速及转矩能满足现场使用要求，且与主车液压系统共用油箱及回油管路，无需单独配置液压站。关键词：液压转盘；三级调压溢流阀；四挡中图分类号:TH 137；TE 922

文献标志码:A

文章编号：1002-2333（2019）05-0141-03

Design of Hydraulic Rotary Table and Control System for Truck-mounted Drilling and Workover Rigs

XIAO Guanqi

(SINOPEC SJ Petroleum Machinery Co.,Jingzhou 434024,China)

Abstract 院For the configuration characteristics and working condition control requirements of truck-mounted drilling rig and workover rig,the hydraulic rotary table and hydraulic control system for this kind of equipment are designed.The double hydraulic pump is driven by the drive shaft at the crankshaft of the front end of the truck-mounted diesel engine.The system pressure is adjusted by a three-stage pressure regulating relief valve to drive the double hydraulic motor to drive the rotary table.The dual-pump,dual-motor and three-stage pressure relief valves are combined with each other to operate the system at different pressures and flow rates to achieve high,medium,low speed,reverse rotation and other high and low torque adjustments of the rotary table.The speed of the hydraulic rotary table can be adjusted by adjusting the

throttle of the engine.After testing,the rotational speed and torque of the hydraulic rotary table can meet the requirements

of field use,and the fuel tank and the return oil pipeline are shared with the main vehicle hydraulic system,and the hydraulic station need not be separately configured.

Keywords:hydraulic rotary table;three-stage pressure relief valve;fourth gear

引言

一直以来，石油钻机配置的转盘多为机械式，

其动力由发动机或电动机输出轴通过减速箱及离合器输入到转盘驱动轴，从而带动转盘旋转。特别是车载钻修机配置的

转盘，一般需要配置较长的传动轴、

链条箱等，传动结构复杂，体积大，安装维修不便，能耗较高。随着石油钻井工艺

的发展和装备制造技术的进步，

顶驱作为驱动钻具旋转的动力设备逐渐取代常规的机械转盘成为石油钻机的主流配置，此时转盘主要作为顶驱发生故障时应急活动钻柱及支撑钻柱的备用设备,必要时也可在正常钻进时驱动钻柱旋转，或进行一些其他辅助作业。液压转盘一般由低速大

转矩液压马达直接驱动或马达配减速机驱动，

转速和转矩均能满足钻井作业要求。与传统的机械式转盘相比，具有结构紧凑、操作维护方便、成本低廉等优点[1-3]。目前国内外已有多个厂家的液压转盘在各类石油钻机尤其是海洋石油钻机上得到广泛应用，如美国国民油井、德国WIRTH 、中国宝石机械等。其结构及适用条件各不相同，

一般适用于大型模块钻机且需单独配置液压动力站，控制方式多为电液集成控制，控制结构复杂[4-6]。随着越来越多的小型钻机及车载钻修机配置顶驱，有必要结合该类设备的特点来开发与之配套的液压转盘。

1总体设计思路

以车载钻修井机为配置基础，

根据作业工况，进行液压转盘的驱动及控制方案设计。

总体方案如图1所示。液压转盘及控制系统主要由转盘本体、双驱动马达、双齿轮泵、

带泵箱、三级调压溢流阀，以及相关控制阀件组成。

液压转盘的液压控制系统利用载车的液压油箱及回油管路，

气控部分所需气源由载车气罐提供。

带泵箱由载车柴油机前部曲轴通过传动轴驱动，两个齿轮泵由带泵箱驱动。齿轮泵

压力油通过三级调压溢流阀调节为高压、

低压及卸荷三个141