车载钻修井机液压转盘及控制系统设计
钻机盘刹液压控制系统
钻机盘刹液压控制系统盘式刹车具有刹车力矩容量大，制动效能稳定，耐衰退性能好，制动灵敏，操作省力，更换维修方便结构紧凑，便于专业化、系列化生产等优点，国内外各工业部门均将其视作先进的制动技术加以研究和发展。
工作原理：盘式刹车控制系统由液压元件和气控元件组成。
液压控制系统的工作原理：液压控制系统的动力，是用2套规格相同的液压泵分别作为主液压泵2和备用液压泵2，主液压泵由电动机驱动，备用液压泵由气马达6带动。
当停电或主液压泵出现故障时，按下按钮阀7，备用液压泵2就可代替主液压泵2短时间向系统供油，不影响钻井作业。
根据液压站提供的油压是松闸或是紧闸状态，盘式制动器又可分为常闭式和常开式两种。
图3为液压控制系统工作原理图，液压系统分为4个部分：一是油液供给系统，它主要由油箱、粗滤油器1、油泵2、精滤油器3,安全阀4以及单向阀5组成。
二是正常刹车部分，它主要由两个减压刹车阀6和9，二位三通换向阀7和8组成。
三是安全刹车系统，它主要由二位三通换向阀7、8、14、两位两通换向阀15、蓄能器10、延时阀11、单向阀12和减压阀13组成，四是气控系统，它由1个手动二位三通换向阀和1个气控二位三通换向气阀组成。
液压控制系统的主油路可分为正常工作部分和安全刹车部分。
正常工作时,液压油经吸油管由泵2打出,经精滤器3和单向阀5由油路b、c分别进人两个叠加式减压刹车阀6和9,再经换向阀7和8到刹车钳油缸通过刹把组件可以调节叠加式减压刹车阀,即调节刹车钳油缸内油压值的大小。
当刹把处于零位时,叠加式减压刹车阀出口压力最大,此时绞车处于工作状态。
当需要刹车时,司钻仅需下压刹把,使其出口压力降低,便可达到刹车的目的。
司钻可凭手感x和压力表控制刹车力矩的大小。
安全刹车用在正常刹车失灵或防碰天车系统需要及其它紧急情况下，此时二位三通换向阀7、8、14同时换向,使一部分刹车油缸直接回油,另一部分刹车油缸和延时缓冲系统沟通,实现二级制动,达到应急安全制动的目的。
车载钻机液压卸扣机的设计与研究
车载钻机液压卸扣机的设计与研究
煤层气车载钻机是煤层气开采与矿山救援钻孔施工的重要设备,现有车载钻机液压卸扣机整机重量大,搬运不便,卸扣钳调整过程繁琐,无法进行钻杆上部丝扣的卸扣。
本文针对这一问题,进行车载钻机液压卸扣机的设计与研究,完成的主要工作如下:(1)以现有液压卸扣机为基础,确定了适用于60t煤层气车载钻机的液压卸扣机总体方案,该卸扣机由液压系统、钻杆液压卸器与钻头液压卸扣器三个部分组成。
(2)设计了煤层气车载钻机钻头液压卸扣器。
利用solidedge软件建立了的三维实体模型,之后将夹紧钳体、卸扣钳体、卡瓦导入有限元分析软件进行强度分析并优化其结构。
(3)完成了煤层气车载钻机钻杆液压卸扣器的设计。
利用solidedge软件建立了其三维实体模型,并对其夹紧钳体与卸扣钳体做有限元分析,针对有限元分析结果进行了结构优化。
(4)完成了卸扣机液压系统的设计。
在原有液压系统的基础上增加了梭阀,液控单向阀等,在能够满足卸扣钳对中调整机构随动要求的前提下,确保增强夹紧油缸的保压能力。
为钻头液压卸扣器设计了两套夹紧钳保压方案并在试验阶段对保压方案优劣进行对比分析,给出了各自的使用范围。
(5)对液压卸扣机样机进行型式试验,试验项目包括液压卸扣机的卸扣扭矩测试,夹持钻具的尺寸范围测试,两套夹紧油缸保压方案的对比。
车装石油钻机液压系统讲解
车装钻机液压系统泄露的控制及维护总装一分厂李湛2007年6月的控制及维护摘要：“漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。
液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。
因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。
关键词：液压系统（hydraulic system）泄漏（leak）管线（pipeline）冲击（impact）振动（vibration）磨损（abrasion）控制（control）措施（measure）维护（maintenance）设备（Equipment）目录：一、装钻机的液压系统二、液压系统存在的泄漏现象三、液压系统泄漏的原因四、控制泄漏的措施五、液压设备的维护的控制及维护一、车装钻机的液压系统液压系统贯穿车装钻机的各个部分，是每一台设备的重要组成，它由：（1）动力装置——液压泵；（2）控制调节装置——溢流阀、截止阀、换向伐、单向伐等伐件；（3）执行装置——液压缸、液压马达、钻杆动力钳等；（4）辅助装置——油箱、滤油器、管道接头等。
四个部分组成，它的主要部件包括：动力源系统、控制阀件、液压支腿系统、液压绞车及崩扣缸系统、井架起升系统等。
二、液压系统存在的泄露现象“漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。
液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。
因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。
三、液压系统泄漏的原因提起泄漏的原因，可能很多人首先想到的就是安装不到位，该拧紧的地方没有拧紧或是生料带没有缠够。
这些可能是造成泄漏的原因，但仅此而已吗？单单是安装失误就如此难以解决吗？问题远远不是这么简单，造成泄漏的原因是多样的：（1）安装操作失误造成液压管线发生泄漏①管线接头安装过程中没有拧紧；②扣没有对正，使锥面结合偏差。
全液压车载钻机回转系统设计
全液压车载钻机回转系统设计常江华【摘要】On the basis of analyzing load characteristics of full hydraulic truck-mounted rotary system,a hydraulic control system with two-pump and two-circuit control was designed.The system achieves constant torque through remote relief valves which can protect the screw of drilling tool.An oil feeding circuit is designed.When the rotor is impacted,the oil will be added to the positive and reverse drive oil circuit to avoid the phenomenon of suction.A coalbed methane well with the drilling length of 1 358 meters in Jincheng Sihe Coal Mine was successfully drilled byZMK5530TZJ60 type truck-mounted drilling rig,which validated the rationality and reliability of the designed feeding circuit.%在分析全液压车载钻机回转系统负载特性的基础上,开发了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足正常钻进时快速回转及慢速回转卸扣的需求.系统通过远程溢流阀实现定扭矩拧卸钻杆,保护钻具丝扣;设计了补油回路,回转器受到冲击时,油液会补充到正反转驱动油路,避免马达出现吸空现象.系统应用于ZMK5530TZJ60型车载钻机,在山西晋煤集团寺河矿施工完成1口多分支煤层气水平连通井,主孔深度1358 m,验证了回转回路设计的合理性和可靠性.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)002【总页数】3页(P115-117)【关键词】煤层井;车载钻机;全液压;回转回路;负载特性【作者】常江华【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TD41目前，煤层气资源主要有2种开发方式：地面开发和井下抽采。
钻机总体设计、液压系统设计说明书(机械CAD图纸)
1绪论图1.1 型钻机总图1. 固定架2. 夹持卸扣装置3. 孔口导向装置4. 80回转器5. 液压马达6. 73防松器7. 单重分流器(50通径)8. 推进架9. 滑架10. 变角机构11. 机架12. 转盘组件13. 步履机构14. 支撑组件图1.21.1 钻机主要用途钻机的各组成部分都采用了国内先进的组装技术，再加上合理的液压系统，钻机很好的成为一体，关键元件选用优秀可靠的产品，全部是由液压控制，表盘显示，操作灵活，大大提高了工作效率，满足了客户需要。
本产品属于履带式锚固工程钻机，整机重量小于5500公斤。
履带式锚固钻机适用于城市中基坑支护和控制建筑物位移的锚固工程。
本产品是整体式钻机，其中还配有步履机构和夹持卸扣器。
步履机构移动迅速，对中孔位置十分迅速。
夹持卸扣器可以自动拆卸钻杆和套管，这样大大提高了工作效率。
MDL-80D型履带锚固钻机性能十分稳定，工作效率高，具有多用性等特点。
它配和普通的钻头进行回转钻进；往往会在坚硬的岩层采用常规的球齿钻头，进行高速成孔；当在坚硬岩层等不稳定的地层，往往会采用跟钻具可进行钻进成孔，并增加了旋喷功能。
履带式锚固钻机主要有如下几大特点:1、钻机采用全液压的控制、操作灵活、移位方便、机动性好、省时、省力。
2、钻机回转器采用双液压马达驱动，输出扭矩大，回转中心较同类的产品低，大大提高了钻机钻孔的平稳性。
3、新型的变角机构使对孔更加的迅捷，可调节范围增大，并且可以降低对工作面的要求。
4、针对施工地区的地质特点，对钻机总体系统进行了优化，确保钻机在室外温度为40°C时，最打温度为75°C。
5、配有专用跟管钻进钻具（钻杆、套管等），成孔的质量好。
6、履带式锚固钻机主要适合于深基坑锚固支护，还可通过旋喷模块的更换，使钻机可以进行旋喷施工。
1.2、主要技术参数图1.3主要钻进方法：潜孔锤常规钻进、合金钻进、螺旋钻进。
1、钻孔直径（mm）：φ100～φ2102、钻孔深度（m）：60～1003、钻孔角度（°）：0～904、额定输出扭矩(Nm)：45005、额定转速（r/min，正反转）：Ⅰ档(低速档) 6 20 36 60 (输出扭矩4610 N.M)Ⅱ档(高速档) 12 40 72 120 (输出扭矩1767 N.M)6、额定提升力（kN）：607、额定给进力（kN）：308、给进行程（mm）：28009、滑移行程(mm)：90010、动力：电动机，30kW+11kW+1.5kW11、重量（kg）：600012、爬破角度：25°13、主机垂直状态：3200×2200×500014、主机水平状态：4800×2200×1900 (不装固定架)2 钻机的总体传动设计2.1、总体传动设计传动的类型有按工作原理分有机械式，电力式，流体式，磁力式；按运动方式分有定传动比、变传动比，变传动比又分为有级和无级以及周期性规律变化等。
全液压钻机液压系统的设计
全液压钻机液压系统的设计郑州勘察机械厂 张红军 魏永辰 王慧基 马占才 顾荣森KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机，钻孔直径可达3.5 m，深度120m。
该机在国内首先采用四泵双马达组成恒功率回路驱动转盘，并采用液压缸代替卷扬机，起重量大(可达1.2 MN)，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。
该钻机1991年年底投入铜陵长江大桥使用，1992年通过建设部鉴定，此后又在广东虎门大桥、福建厦门海沧大桥、南京长江二桥、湖北荆沙长江大桥、浙江钱塘江三桥等国家重大工程中使用，因其效率高、工作平稳而受到施工单位一致好评，并荣获建设部科技进步二等奖和国家级新产品奖。
因此，设计适用可*的液压系统，对保证钻机的使用性能至关重要。
1 液压系统设计的基本原则利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。
力求简单和适用，尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。
这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可*性，降低工人劳动强度。
2 主油路系统2.1 调速方式和液压泵的选择液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。
无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。
KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。
由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。
并能最大限度地利用源动机的功率，达到最佳的钻进效果。
A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。
车载钻修井机液压转盘及控制系统设计
车载钻修井机液压转盘及控制系统设计肖冠琦【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.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P141-143)【关键词】液压转盘;三级调压溢流阀;四挡【作者】肖冠琦【作者单位】中石化四机石油机械有限公司, 湖北荆州 434024【正文语种】中文【中图分类】TH137;TE9220 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]。
液压钻机的液压系统设计_毕业设计精品
液压钻机的液压系统设计_毕业设计精品液压钻机是一种利用液压能量进行工作的设备，液压系统设计对于液压钻机的性能和工作效率具有重要影响。
液压钻机的液压系统设计需要考虑以下几个方面：液压系统的工作原理、系统的组成部分、控制方式、液压元件的选型和系统参数的计算与估算等。
首先，液压钻机液压系统的工作原理是通过液压泵将液压油压力传递给液压马达或液压缸，从而产生的力和运动。
液压泵通过驱动机械将机械能转化为液压能，并提供所需的流体压力。
液压马达或液压缸则通过液压油的流动将液压能转化为机械能，从而实现工作。
液压钻机液压系统的组成部分一般包括液压泵、液压马达或液压缸、液压控制阀、油箱、管路和配件等。
液压泵用于提供流体压力，液压马达或液压缸用于转化液压能为机械能，液压控制阀用于控制流体进出液压马达或液压缸，油箱用于储存液压油，管路和配件用于连接和配合各个部分。
液压钻机液压系统的控制方式可以分为手动控制和自动控制两种。
手动控制方式需要操作人员手动控制液压控制阀的开关，从而实现液压机件的启动、停止和控制。
自动控制方式则通过电气控制系统或其他控制装置，根据设定的程序或信号控制液压系统的工作状态和运动。
液压钻机液压系统中的液压元件选型需要根据工作条件和要求，选择合适的液压泵、控制阀、油缸和油管等。
根据所需的流量和压力，选择适当类型和规格的液压泵；根据工作负荷和速度，选择合适的液压马达或液压缸；根据工作方式和控制要求，选择合适的液压控制阀；根据工作环境和特殊要求，选择适当的油管和配件。
液压钻机液压系统参数的计算与估算是设计过程中的重要环节。
通过对钻机工作负荷、速度、压力等因素的分析和估算，计算出液压系统的流量、压力、功率以及油箱容积等参数。
同时，还需要考虑液压系统的稳定性和可靠性，通过合理的设计和计算，确保系统能够满足实际工作需求。
综上所述，液压钻机的液压系统设计是一个涉及多个方面的复杂任务，需要综合考虑液压系统的工作原理、组成部分、控制方式、液压元件的选型和系统参数的计算估算等因素。
一种石油钻机转盘定位及扭摆控制方法
一种石油钻机转盘定位及扭摆控制方法摘要：本文提出了一种石油钻机转盘定位及扭摆控制方法。
在钻井作业过程中，转盘的准确定位和控制是十分重要的，能够提高钻井的效率和安全性。
该方法通过引入传感器、控制器和执行机构，对转盘的位置进行监测和控制，实现了转盘的准确定位和稳定扭摆控制。
同时，通过控制算法的优化，提高了钻井作业的自动化程度。
实验表明，该方法在转盘准确定位和扭摆控制方面表现出良好的性能和稳定性。
关键词：石油钻机；转盘；定位控制；扭摆控制；控制算法1.引言石油钻机是石油钻探作业中重要的设备之一，转盘作为石油钻机的核心部件之一，具有承载钻杆旋转和输送钻柱的功能。
在钻井作业中，转盘的准确定位和稳定扭摆控制对于提高钻井作业的效率和安全性至关重要。
2.转盘定位与控制系统设计转盘定位与控制系统主要包括传感器、控制器和执行机构。
传感器用于监测转盘的实时位置和角度，控制器负责计算控制指令并发送给执行机构，执行机构则根据指令将转盘移动到指定位置。
2.1传感器设计传感器主要包括位置传感器和角度传感器。
位置传感器采用非接触式磁性传感器，可实时监测转盘的位置，具有高精度和稳定性。
角度传感器采用陀螺仪传感器，可实时监测转盘的角度，具有高响应速度和准确性。
2.2控制器设计控制器主要包括位置控制和扭摆控制两个部分。
位置控制通过反馈控制算法，计算转盘的位置偏差，并生成控制信号发送给执行机构，将转盘移动到指定位置。
扭摆控制通过反馈控制算法，计算转盘的扭摆角度，根据设定的扭摆角度范围生成控制信号发送给执行机构，实现对转盘的稳定扭摆控制。
2.3执行机构设计执行机构主要包括电动机和传动系统。
电动机通过转动输出轴驱动传动系统，将力传递给转盘，实现对转盘的移动和扭摆控制。
3.控制算法优化为了提高转盘定位和扭摆控制的精度和效率，本文对控制算法进行了优化。
通过引入自适应控制算法和模糊控制算法，对转盘的位置和扭摆角度进行动态调整，提高了钻井作业的自动化程度和稳定性。
钻机液压系统设计
钻机液压系统设计第一篇：钻机液压系统设计钻机液压系统设计1概述目前，随着非开挖施工技术的日益成熟，作为非开挖施工主要设备的水平定向钻机也得到了突飞猛进的发展。
液压系统以它体积小、重量轻、结构紧凑、动力便于传递、力量大等特点，在水平定向钻机中得到了广泛的应用。
钻机液压系统的液压元件以及各回路的性能对钻机的整体性能起着决定性的作用。
2钻机液压系统在大吨位的钻机中，采用液压系统驱动显示出了巨大的优越性，它使产品的结构变得简单，体积大大缩小。
全液压水平定向钻机的液压系统包括：动力头回转液压系统、动力头推进或回拖液压系统、夹持卸扣器液压系统、履带行走液压系统、钻臂升降液压系统、钻机支腿液压系统、驾驶室平移液压系统、吊车液压系统、泥浆泵马达液压系统。
在设计液压系统时，以满足性能和使用要求而又没有多余元件为最佳。
下边我们就分别探讨一下钻机各部分液压系统的工作原理。
动力头回转液压系统动力头回转液压系统，一般由一对规格相同但转向正好相反的低速大扭矩液压马达组成，液压马达带有减速机以便增大扭矩力，两液压马达之间设有一块可使两马达实现串、并联作用的电液动换向阀。
液压系统图见图一。
图一动力头回转液压系统首先，从液压泵站来的液压油的压力和流量要和各液压元件相匹配，液压系统的压力不能超过任何一个液压元件的额定工作压力，否则要用减压阀进行减压。
选择换向阀时要注意，换向阀的通径要满足液压马达到达最大设计转速时对液压油流量的需要。
当电液换向阀4的左边电磁铁带点且换向阀3不带电时，电磁铁将阀4的左边阀芯位置推到中间，来自系统的液压油经过阀4到达马达1的左边，另一路则经过换向阀3到达马达2的右边，推动马达1、2作方向相反的转动，此时主轴正转。
马达1的回油经过换向阀3与马达2的回油会合，经换向阀4流回油箱。
这时两马达并联，转速低，但扭矩最大。
当电液换向阀4的左边电磁铁和换向阀3同时带电时，阀3的右边阀芯被推到左边位置接通，液压油经过马达1、阀3到达马达2的右边，推动两马达转动，主轴正转。
打井机械驱动系统和控制系统的设计与优化
打井机械驱动系统和控制系统的设计与优化1.引言打井机械驱动系统和控制系统在油田钻井作业中起着至关重要的作用。
它们的设计和优化对于提高钻井作业的效率和安全性具有重要意义。
本文将通过对打井机械驱动系统和控制系统的设计和优化进行深入探讨，以期为钻井作业提供技术支持。
2.打井机械驱动系统的设计与优化2.1 打井机械驱动系统的组成打井机械驱动系统是由电动机、传动装置和回转装置等组成。
电动机为驱动系统提供动力，传动装置将电动机输出的动力传递给井下工具，回转装置实现钻头的旋转。
2.2 设计原则与优化方法（1）选型原则：根据井深、井径和作业条件等因素，合理选择电动机和传动装置的型号和参数，以提供足够的驱动力和扭矩。
（2）传动装置优化：通过选择合适的传动方式和传动比，减小功耗，提高效率。
（3）回转装置优化：优化回转装置的结构和传动方式，减小动力传递的损耗，提高旋转稳定性和控制精度。
3.打井机控制系统的设计与优化3.1 打井机控制系统的功能打井机控制系统主要实现对机械驱动系统的控制与监测，包括对电动机的启停、速度调节，对传动装置和回转装置的控制与保护。
3.2 设计原则与优化方法（1）控制策略设计：根据钻井作业的要求，设计合理的控制策略，如闭环控制、模糊控制或PID控制等，以满足不同的工况要求。
（2）传感器布置与选择：合理布置和选择传感器，实时检测和监测驱动系统和井下工具的参数，提供准确的反馈信号，以便进行控制与保护。
（3）通信与数据处理优化：优化控制系统的通信方式和数据处理算法，提高系统的实时性和稳定性。
4.打井机械驱动系统和控制系统的优化案例4.1 性能参数优化案例通过优化电动机功率和传动装置传动比等参数，使打井机械驱动系统的效率得到提高，减少功耗，降低能耗成本。
4.2 控制策略优化案例通过优化控制策略，如PID参数调整或模糊控制规则优化等，提高控制系统的响应速度和稳定性，实现更精确的控制效果。
5.打井机械驱动系统和控制系统的未来发展方向5.1 先进驱动技术发展更高效、低噪音和可靠性更强的电动机和传动装置，并推进新型传动技术的应用，提高系统的性能和可靠性。
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略随着石油行业的发展，对于深井钻机的要求越来越高，需要具备更精密、高效和多功能的液压系统。
本文将介绍多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略。
1.液压系统设计的要求深井钻机的液压系统设计需要满足以下几个方面的要求：1.1 高效性：液压系统设计应确保系统的工作效率高，能够快速、准确地响应操作指令，从而提高钻机的生产效率。
1.2 精确度：液压系统需要具备较高的精确度和稳定性，能够确保钻机在复杂地层中能够准确而稳定地完成钻井作业。
1.3 可靠性：液压系统设计需要考虑到钻机在长时间连续工作过程中的可靠性，能够抵抗较大的振动和冲击，确保系统的稳定运行。
1.4 多功能性：液压系统设计要满足多功能深井钻机的需求，包括不同工况下的可调节性、多路流量与压力控制能力，以适应不同井深和井型的需求。
2.液压系统的基本组成多功能深井钻机的液压系统通常由以下几个基本组成部分组成：2.1 液压泵站：液压泵站是液压系统的能量源，负责向液压系统提供所需的流量和压力。
2.2 液压执行器：液压执行器包括液压缸和液压马达，负责将液压能量转化为机械能，完成钻机的各种运动。
2.3 液压阀组：液压阀组用于控制液压系统的流量、压力和方向，实现对钻机各项功能的控制。
2.4 液压油箱：液压油箱用于储存液压油，保证液压系统的正常运行，并对液压系统进行冷却。
3.液压系统的控制策略为了满足多功能深井钻机的要求，液压系统的控制策略需要考虑以下几个方面：3.1 电控与液控相结合：液压系统可以通过电控和液控相结合的方式实现对钻机的精确控制。
通过采用先进的液压阀技术和传感器，结合电控系统，可以实现对液压系统的精确控制和自动化操作。
3.2 可编程控制器（PLC）：液压系统的控制策略中，可编程控制器可以起到重要的作用。
通过PLC，可以实现对液压系统的智能控制和故障诊断，提高钻机的自动化程度和可靠性。
3.3 混合动力控制：针对深井钻机长时间连续工作的需求，可以考虑引入混合动力控制策略，通过同时使用柴油和电力驱动，以提高燃油的利用效率，降低排放量，延长液压系统的使用寿命。
全液压钻车液压系统设计
全液压钻车液压系统设计全液压钻车是一种操作简单、效率高的工程设备。
其核心组成部分是液压系统，它通过管道、油箱、油泵、液压马达、液压缸等元器件来传递液压能量，实现机器的动作。
液压系统设计的好坏将直接决定全液压钻车的工作效率和使用寿命。
因此，本文将重点介绍全液压钻车液压系统设计。
一、设计依据全液压钻车的液压系统设计必须遵循以下原则：（1）突出性能：根据不同工况需求，选择不同的液压元器件和液压系统拓扑结构，以达到最佳的工作效率。
（2）可靠性、安全性：确保系统能够在有限的时间内完成所需操作，避免液压元器件失效或泄漏等情况，保障人员和设备的安全。
（3）可维护性：保证系统能够方便、快速、精准地维护和故障排除。
二、设计方案在满足设计原则的基础上，为保证全液压钻车的稳定性和运行效率，本文选择四柱式液压马达系统作为设计方案。
四柱液压马达具有扭矩大、输出稳定等优点，在工程中应用广泛。
该系统由油箱、泵站、液压马达、液压缸等构成，经过管道传递液压能量，以实现机器的动作。
具体的设计方案如下：（1）油箱：选择容量为90升的双联油箱，避免机器长时间工作造成液力损耗，同时也能避免对环境造成污染。
（2）泵站：选择柱塞泵，其输出压力相对稳定，效率高，且适合于使全液压钻车产生大功率时的使用。
（3）液压马达：选用多元式液压马达，其输出力矩和转速在大功率转换时性能稳定且可靠。
（4）液压缸：选择同步液压缸，可提供更加平稳的升降、移动运动，减少震荡和噪音。
三、系统参数计算（1）泵站输出流量计算使用四柱式液压马达，为了满足其对液压系统输出流量的需求，泵站输出流量应该在300-400L/min之间。
根据上述计算值，泵站的流量应该为350L/min。
（2）液压缸和液压马达的配合计算选择液压马达时，还需在液压马达和液压缸之间确立配合关系。
因为液压马达输出的流量很大，而液压缸的推力却不是很大，所以需要通过缸口面积来确定液压缸的尺寸。
建议选择6cm×8cm的液压缸，以满足液压马达的压力需求。
车载钻修机液压驱动转盘装置[实用新型专利]
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专利名称：车载钻修机液压驱动转盘装置
专利类型：实用新型专利
发明人：母小平,黄印国,刘世峰,邢付顺,刘炜,闵庆利,陈楠,张超,王红月,牛增强,齐洁
申请号：CN201721663597.3
申请日：20171204
公开号：CN207538780U
公开日：
20180626
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种车载钻修机液压驱动转盘装置。
本实用新型包括转盘、液压马达、液压控制系统，所述液压马达通过连接轴套与转盘连接并驱动所述转盘；所述液压控制系统包括主液压回路、补油及冲洗回路、制动回路；所述主液压回路用于控制所述液压马达的旋转方向；所述补油及冲洗回路用于稳定补油回路、冲洗回路的压力；所述制动回路用于释放钻具的反扭矩。
其有益效果是设计合理，简化了整机传动链，减少传动部件，节省了空间；整机重量降低，移运性能增强，整体布局更加合理。
申请人：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司
地址：300280 天津市滨海新区大港油田北穿港路中段
国籍：CN
代理机构：北京国林贸知识产权代理有限公司
代理人：李富华
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基于S7-200的煤层气车载钻机的控制系统设计
基于S7-200的煤层气车载钻机的控制系统设计李金彪【摘要】目前煤层气的地面开采应运而生,其优点是布置灵活,使用周期长及生产效率高.重点介绍一种基于S7-200 PLC的煤层气车载钻机电控系统,给出了主控PLC 的硬件配置及整个系统软件的控制流程图.试验结果表明,该系统性能稳定可靠,故障率低,有较强的抗干扰能力和现场适应能力.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P89-91,95)【关键词】煤层气车载钻机;电控系统;可编程控制器(PLC) S7-200【作者】李金彪【作者单位】山西金鼎高宝钻探有限责任公司,山西晋城048026【正文语种】中文【中图分类】TP322.30 引言我国煤层的地质条件松软、透气性低，尤其是山西沁水煤田的条件更为恶劣，故如何解决矿井的瓦斯治理问题一直困扰着各矿井生产单位,特别是在掘进、采煤等技术随着科学技术的不断进步大幅度提升的前提下，更加凸显了传统瓦斯抽采方式在安全性、高效性等方面的不足。
目前煤层气的地面开采应运而生，其优点是布置灵活、使用周期长、能源利用率高、生产效率高。
但该抽采方式也存在很多不足，比如对煤层瓦斯含量有所降低。
经分析研究，重点介绍一种应用于煤层气地面抽采的车载钻机的电控系统。
该地面抽采的主要设备是车载钻机，该钻机钻进速度快、效率高、操作简便，钻进工艺适应性强、机组移动灵活，非常适合应用于矿区开采、矿山地区救援时的先导孔等方面。
1 煤层气车载钻机电控系统1.1 系统组成电控系统的主要组成部分有：主电控箱(矿用隔爆兼本质安全型)、矿用遥控装置(由遥控器接收机和遥控器发射机构成)、矿用隔爆型低压电缆接线盒、矿用急停按钮、照明灯、瓦斯传感器、矿用本质安全型语音报警器以及矿用无线钻孔轨迹测量系统等，如图1所示。
1.2 系统功能图1 车载钻机电控系统框架图该系统具有信息显示、遥控控制、本机手动控制、工况检测和故障诊断等功能。
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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）85123491011612司钻控制台7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）05-0141-03Design of Hydraulic Rotary Table and Control System for Truck-mounted Drilling and Workover RigsXIAO 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 thethrottle of the engine.After testing,the rotational speed and torque of the hydraulic rotary table can meet the requirementsof 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圆园员9年第5期网址： 电邮：hrbengineer@压力等级，实现系统的高、低压及单泵供油或双泵供油的不同流量等级。
三级调压溢流阀为电控液形式（带电磁铁），由司钻控制台上的电控旋钮来远程操作。
两个液压马达与转盘输入轴连接，通过二联三位四通换向阀控制液压马达的正、反转及悬停，进而驱动转盘旋转。
二联阀工作阀片为气控液形式（带气缸），由司钻控制台上的手动气控换向阀来远程操作。
通过上述双泵、双马达及不同压力等级的相互组合，可以实现液压转盘高、中、低速及反转等不同挡位，以及不同的转矩大小，以满足现场工况使用要求。
2具体方案设计2.1液压控制原理设计分析由于油田户外作业环境比较恶劣，采用开式液压系统较闭式液压系统在配置成本、抗污染能力及使用可靠性方面更有优势，故采用开式系统[7-8]。
齿轮泵抗污染能力强，使用寿命长，因此主泵采用齿轮泵。
根据总体设计思路，确定液压转盘及控制原理如图2所示。
图2中,大齿轮泵及小齿轮泵的出油口分别接至三级调压溢流阀的P1、P2口，三级调压溢流阀的两个电磁阀分别通过三位电控旋钮来控制，调节两个齿轮泵的压力为高压、低压及卸荷三个等级；压力油经调压后由三级调压阀的A 口输入至二联阀，调压阀T 口为溢流口，接回油箱。
二联液压换向阀的A 、B 口分别与大液压马达和小液压马达的A 、B 口连接，即一个阀对应控制一个马达，二联液压换向阀为Y 型中位机能，可在液压转盘停转后缓慢释放钻柱反转矩并防止液压马达产生空吸；两个手动三位四通气路换向阀的A 、B 口分别与二联阀的换向气缸A 、B 口相连，即一个手动三位四通气路换向阀对应控制一个液压换向阀。
通过手动三位四通气路换向阀远程控制换向气缸的动作，从而控制液压换向阀换向，进而控制液压马达的正、反转及悬停。
根据我厂ZJ15车载钻机用户要求的转盘工作参数,确定齿轮泵及马达参数，如表1所示。
三级调压溢流阀的调压工况及对应压力等级确定为：A 端电磁铁通电,21MPa ；B 端电磁铁通电,14MPa ；电磁铁断电,卸荷。
2.2各挡位操作说明通过控制三级调压溢流阀，使两个齿轮泵同时供油或单个供油，再通过二联换向阀选择两个液压马达同时工作或单个马达工作，这几种工况相互组合，实现液压转盘的高、中、低速及反转挡位选择，具体组合如表2所示。
使用时，同时转动司钻控制台上的两个三位电控旋钮至“14MPa ”位，使三级调压溢流阀的两个电磁阀的B端通电，此时大齿轮泵和小齿轮泵在14MPa 下同时输出油；通过操作司钻控制台上的手动三位四通气路阀手柄至“正转”位，使大马达正转，另一手动三位通气路换向阀手柄保持中位“停”，小马达悬停，该工为转盘高速。
转动三位电控旋钮至“21MPa ”位，使三调压溢流阀的左侧电磁阀A 端通电，此时大齿轮泵在MPa 下输出压力油，另一个三位电控旋钮保持中位卸荷”位，使小齿轮泵卸荷；通过操作手动三位四通气阀手柄至“正转”位，使大马达正转，另一个三位通气路换向阀手柄保持中位“停”，小马达悬停，该工为转盘中速。
转动三位电控旋钮至“21MPa ”位，使三调压溢流阀的左侧电磁阀A 端通电，此时大齿轮泵在MPa 下输出压力油，另一三位电控旋钮保持中位“卸位，使小齿轮泵卸荷；同时操作两个手动三位四通路换向阀手柄至“正转”位，使大马达和小马达均正转，该工况为转盘低速。
通过转动三位电控旋钮至“21MPa ”位，使三级调压溢流阀的左侧电磁阀A 端通电，此时大齿轮泵在21MPa 下输出压力油，另一个三位电控旋钮保持中位“卸荷”位，使小齿轮泵卸荷；通过反向操作两个三位四通气路换向阀手柄至“反转”位，使大马达和小马达均反转，该工况为转盘反转。
液压转盘在某挡位稳定工作时，也可以通过调节发动机的油门对液压转盘的转速进行调节。
在不使用液压转盘时应保证两个电控旋钮处于“卸荷”位，使齿轮泵卸荷。
3现场安装及试验情况分析该液压转盘安装在我厂生产的ZJ15车载钻机上，液压系统与载车液压系统共用液压油箱及主回油管路。
安装时，液压转盘液压管线及电气控制管线与载车其他管线统一布置，三级调压阀电控旋钮及液压马达气控换向阀与载车其他控制阀件一起集中安装在司钻控制台上，无需另外增加相关安装附件，不影响载车其他部分的安装及正常使用。
根据上述工作挡位对其进行了相关功能试验，在发动机转速为1800r/min 时转盘高速挡转速达124r/min ，低速挡转矩达20.19kN ·m ，各项工作参数达到石油钻机和修井机用转盘标准所规定值[9]。
由试验结果可知，该液压转盘的转速及转矩参数可接电源接气源手动气控换向阀手动气控换向阀P114MPa 21MPa 21MPa 14MPaP2T三级调压溢流阀小齿轮泵大齿轮泵电控旋钮电控旋钮二联换向阀液压油箱小液压马达大液压马达A A BB B A BA B AA AB 表1液压转盘系统液压泵及马达参数设备额定压力/MPa 排量/(mL ·r -1）最高转速/（r ·min -1）大齿轮泵小齿轮泵大马达小马达25253131198116606111422002200600600挡位泵工况压力等级/MPa马达工况高速中速低速反转双泵供油大泵供油大泵供油大泵供油14212121大马达工作大马达工作双马达工作双马达工作表2不同挡位对应的泵、马达工况及工作压力142网址： 电邮：hrbengineer@ 圆园员9年第5期+σAC o BD-ε+ε和刚度；2）在进行阻尼材料选取时，温度T 和频率ω折算时，确定激励振荡的频率范围，并确定温度T 范围与设备实际工作的温度范围相吻合；3）阻尼材料选取后，应按照图6的曲线做应力循环加载试验来验证材料损耗因子ξ（黏性阻尼系数c ）。