專利名稱：液壓升降強(qiáng)制排空裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓升降強(qiáng)制排空裝置，屬于油田鉆采設(shè)備的附件裝置技術(shù) 領(lǐng)域。
技術(shù)背景在鉆、修井作業(yè)中，鉆、修井機(jī)井架的起升和下放是安全性極其重要的工作環(huán)節(jié)， 而井架的起升和下放的控制是通過液壓系統(tǒng)進(jìn)行的，當(dāng)液壓回路未排空(液壓回路中有空 氣)而進(jìn)行井架的起升和下放操作時(shí)，因?yàn)榭諝獾膲嚎s比大，所以會(huì)發(fā)生起升上行時(shí)象上 樓梯一樣，一頓一頓的爬坡現(xiàn)象，以及下放時(shí)出現(xiàn)突然快速的下行下坐現(xiàn)象；特別是下放下 坐極易發(fā)生井架倒塌的嚴(yán) 重事故，造成生命財(cái)產(chǎn)的損失，因此操作規(guī)程規(guī)定在井架的起升 和下放操作前必須先進(jìn)行液壓升降系統(tǒng)的排空操作(排空操作是指用液壓油將液壓回路 的空氣排出)，但由于操作人員的疏忽、操作不到位或麻痹大意等等，經(jīng)常發(fā)生因在井架的 起升和下放操作前未進(jìn)行排空操作致使井架倒塌的事故。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種在進(jìn)行井架的起升和下放操作時(shí)，進(jìn)行液壓回 路的強(qiáng)制排空操作，從而避免在井架的起升和下放操作時(shí)，發(fā)生因液壓回路未排空而導(dǎo)致 井架倒塌事故的液壓升降強(qiáng)制排空裝置。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的該液壓升降強(qiáng)制排空裝置由電液換向閥、限壓閥a、單向閥a、電動(dòng)球閥a、單向閥 b、單向閥C、壓力傳感器a、壓力傳感器b、電動(dòng)球閥b、電動(dòng)球閥C、液氣檢測傳感器、流量傳 感器、單向閥d、控制主機(jī)、電源適配器及原系統(tǒng)液路構(gòu)成，其特征在于液壓回路入口接入 電液換向閥入口，電液換向閥的a位出口通過電動(dòng)球閥a、單向閥b、單向閥c后與液壓油缸 的入口連接，其中單向閥b、單向閥c分別與液壓油缸的無桿腔入口和有桿腔入口連接，該 出口并接有限壓閥a ；電液換向閥的b位出口通過單向閥a與操作箱供油連接；電液換向閥 的中位出口接操作箱回油；液壓油缸的有桿腔出口與電動(dòng)球閥b的入口連接，液壓油缸的 無桿腔出口與電動(dòng)球閥c的入口連接，電動(dòng)球閥b的出口與電動(dòng)球閥c的出口連接、并通過 液氣檢測傳感器、流量傳感器和單向閥d與操作箱回油連接，液壓油缸的有桿腔出口并與 泄荷回路連接；液壓油缸的無桿腔入口和有桿腔入口處分別裝有壓力傳感器a和壓力傳感 器b。所述的電液換向閥、電動(dòng)球閥a、電動(dòng)球閥b、電動(dòng)球閥c的信號(hào)輸入端通過電纜與 控制主機(jī)連接。所述的液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器a和壓力傳感器b的信號(hào)輸出端 通過電纜與控制主機(jī)連接。所述的電源適配器通過電纜與電液換向閥、電動(dòng)球閥a、電動(dòng)球閥b、電動(dòng)球閥C、 液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器a、壓力傳感器b及控制主機(jī)連接。[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于該液壓升降強(qiáng)制排空裝置的所有檢測、控制都是由工控機(jī)或單片機(jī)組成的控制主機(jī)全自動(dòng)處理，控制主機(jī)根據(jù)操作命令及液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器的檢測 信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算后，輸出命令控制電液換向閥和電動(dòng)球閥自動(dòng)完成排空操作，能在井架 起升和下放前自動(dòng)完成液壓升降系統(tǒng)的強(qiáng)制排空過程，改變了以往完全依靠人工操作的模 式，從而避免了因井架在起升和下放操作時(shí)發(fā)生液壓回路未排空而導(dǎo)致井架倒塌的事故。

圖1為液壓升降強(qiáng)制排空裝置的液壓結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為液壓升降強(qiáng)制排空裝置的控制系統(tǒng)組成方框圖。圖中1、電液換向閥，2、限壓閥a，3、單向閥a，4、電動(dòng)球閥a，5、單向閥b，6、單向閥 c，7、壓力傳感器a，8、壓力傳感器b，9、電動(dòng)球閥b，10、電動(dòng)球閥c，11、液氣檢測傳感器，12、 流量傳感器，13、單向閥d，14、油濾a, 15、液壓泵，16、單向閥e，17、限壓閥b，18、單向閥f, 19、油濾b，20、單向閥g，21、液壓油缸，22、液壓油箱，23、操作箱回油，24、操作箱供油，25、 起升支路，26、泄荷回路，27、原起降系統(tǒng)液路。
具體實(shí)施方式
該液壓升降強(qiáng)制排空裝置由電液換向閥1、限壓閥a2、單向閥a3、電動(dòng)球閥a4、單 向閥b5、單向閥c6、壓力傳感器a7、壓力傳感器b8、電動(dòng)球閥b9、電動(dòng)球閥c 10、液氣檢測傳 感器11、流量傳感器12、單向閥dl3、控制主機(jī)、電源適配器及原系統(tǒng)液路構(gòu)成。液壓回路 入口接入電液換向閥1的入口，電液換向閥1的a位出口通過電動(dòng)球閥a4、單向閥b5、單向 閥c6后與液壓油缸21的入口連接，其中單向閥b5、單向閥c6分別與液壓油缸21的無桿腔 入口和有桿腔入口連接，該出口并接有限壓閥a2，該出口為排空操作口。電液換向閥1的b 位出口通過單向閥a3與操作箱供油24連接，該出口為升降工作口。電液換向閥1的中位 出口與操作箱回油23連接。液壓油缸21的有桿腔出口與電動(dòng)球閥b9的入口連接，液壓油 缸21的無桿腔出口與電動(dòng)球閥ClO的入口連接，電動(dòng)球閥b9的出口與電動(dòng)球閥ClO的出 口連接、并通過液氣檢測傳感器11、流量傳感器12和單向閥dl3與操作箱回油23連接，液 壓油缸21的有桿腔出口并與泄荷回路26連接。液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔入口 處分別裝有壓力傳感器a7和壓力傳感器b8 (參見附圖1)。所述的電源適配器通過電纜與電液換向閥1、電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9、電動(dòng)球閥 clO、液氣檢測傳感器11、流量傳感器12、壓力傳感器a7、壓力傳感器b8及控制主機(jī)連接，為 整個(gè)裝置提供電源(參見附圖2)。所述的電液換向閥1安裝在液壓回路的入口處，其信號(hào)輸入端通過電纜與控制主 機(jī)連接，用于排空操作和起升操作的液路換向。限壓閥a2安裝在液壓回路中，用于排空操 作時(shí)的壓力限制，防止在排空操作時(shí)因壓力過高而發(fā)生起升的誤動(dòng)作。所述的電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9、電動(dòng)球閥clO安裝在液壓回路中，其信號(hào)輸入端 通過電纜與控制主機(jī)連接，用于控制液壓回路的通斷。所述的單向閥a3、單向閥b5、單向閥c6和單向閥dl3安裝在液壓回路中，用于阻 隔液壓回路的反向流動(dòng)。[0019]所述的液氣檢測傳感器11和流量傳感器12安裝在液壓回路的出口，其信號(hào)輸出端通過電纜與控制主機(jī)連接，用于在排空操作時(shí)檢測液壓回路中的液氣含量及流量。所述的壓力傳感器a7、壓力傳感器b8安裝在液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔 入口處，其輸出端通過電纜與控制主機(jī)連接，用于檢測液壓油缸21的無桿腔入口和有桿腔 入口處的壓力狀態(tài)。所述的控制主機(jī)是一由工控機(jī)或單片機(jī)組成的處理終端，其作用為根據(jù)操作命令 及液氣檢測傳感器11、流量傳感器12、壓力傳感器a7和壓力傳感器b8的檢測信號(hào)，進(jìn)行分 析計(jì)算后通過控制電液換向閥1、電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9和電動(dòng)球閥ClO自動(dòng)完成排空 操作或(和)進(jìn)行升降操作，且控制主機(jī)也是人機(jī)對話的接口。液壓升降系統(tǒng)在非工作狀態(tài)，液壓泵15不工作，即液壓回路入口無液壓輸入，電 液換向閥1的通路在中位，電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9和電動(dòng)球閥ClO均處于導(dǎo)通狀態(tài)，因 此，整個(gè)液路無液壓力。如果希望進(jìn)行升降操作，由于電液換向閥1的通路在中位，液壓油 通過單向閥Π8、油濾bl9直接回液壓油箱22，所以操作箱無法操作，因此無法進(jìn)行起升操 作；由于無起升的液壓力，所以也不能進(jìn)行下放操作。因?yàn)闊o起升的液壓力無法拔下井架的 固定螺栓，所以無論是起升還是下放都必須要通過該液壓升降強(qiáng)制排空裝置的操作才能進(jìn) 行，從而達(dá)到強(qiáng)制排空的目的。當(dāng)通過該液壓升降強(qiáng)制排空裝置進(jìn)行升降操作時(shí)，液壓泵15工作，即液壓回路入 口有液壓輸入，電液換向閥1通路在a位排空操作口，電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9和電動(dòng)球閥 ClO均處于導(dǎo)通狀態(tài)。液壓油通過電液換向閥1、電動(dòng)球閥a4后，一路通過單向閥b5、液壓 油缸21的無桿腔、電動(dòng)球閥ClO后到達(dá)液氣檢測傳感器11 ；另一路通過單向閥c6、液壓油 缸21的有桿腔、電動(dòng)球閥b9后到達(dá)液氣檢測傳感器11 ；再通過液氣檢測傳感器11、流量傳 感器12、單向閥dl3后經(jīng)原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓油箱22，形成排空通路。 排空分三步操作進(jìn)行第一步，同時(shí)排空液壓油缸21的有桿腔和無桿腔，液壓油經(jīng)排空通路循環(huán)，當(dāng)循 環(huán)時(shí)間達(dá)到設(shè)置時(shí)間、同時(shí)液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則本步完成，進(jìn)入下一步；第二步，為防止液壓油缸21無桿腔阻塞，進(jìn)行液壓油缸21無桿腔的檢測，電液換 向閥1通路在排空操作口，電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥ClO均處于導(dǎo)通狀態(tài)，電動(dòng)球閥b9關(guān)閉， 液壓油通過電液換向閥1、電動(dòng)球閥a4、單向閥b5、液壓油缸21的無桿腔、電動(dòng)球閥clO、液 氣檢測傳感器11、流量傳感器12、單向閥dl3后經(jīng)原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓 油箱22，形成無桿腔檢測通路，液壓油經(jīng)無桿腔檢測通路循環(huán)，當(dāng)循環(huán)時(shí)間達(dá)到設(shè)置時(shí)間， 同時(shí)液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則本步完成，進(jìn)入下一步；第三步，為防止液壓油缸21有桿腔阻塞，進(jìn)行液壓油缸21有桿腔的檢測，電液換 向閥1通路在排空操作口，電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9均處于導(dǎo)通狀態(tài)，電動(dòng)球閥clO關(guān)閉， 液壓油通過電液換向閥1、電動(dòng)球閥a4、單向閥c6、液壓油缸21的有桿腔、電動(dòng)球閥b9、液 氣檢測傳感器11、流量傳感器12、單向閥dl3后經(jīng)原液路的單向閥fl8、油濾bl9返回液壓 油箱22，形成有桿腔檢測通路，液壓油經(jīng)有桿腔檢測通路循環(huán)，當(dāng)循環(huán)時(shí)間達(dá)到設(shè)置時(shí)間， 同時(shí)液氣檢測傳感器11的檢測無空氣，則全部排空操作完成。排空操作完成后，電液換向閥1通路切換在b位升降工作口，液壓油經(jīng)電液換向閥 1、單向閥a3至操作箱供油25，電動(dòng)球閥a4、電動(dòng)球閥b9和電動(dòng)球閥clO均處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓油缸21通過操作箱的操作開始工作。在排空操作中，如果流量傳感器12檢測不到流量，表示液路有阻塞或故障，控制主機(jī)將報(bào)警。在排空操作開始時(shí)，如果壓力傳感器a7、壓力傳感器b8檢測壓力超過最大排空壓 力，表示液路系統(tǒng)還未泄壓(此時(shí)電液換向閥1的通路應(yīng)在b位升降工作口、電動(dòng)球閥b9 和電動(dòng)球閥ClO也應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài))或限壓閥a2故障，控制主機(jī)將報(bào)警，并且不進(jìn)行排空 操作。在排空操作中，如果壓力傳感器a7、壓力傳感器b8檢測不到壓力或壓力超過最大 排空壓力，表示液路有阻塞或故障，或限壓閥a2有故障，控制主機(jī)將報(bào)警。
權(quán)利要求一種液壓升降強(qiáng)制排空裝置，它由電液換向閥(1)、限壓閥a(2)、單向閥a(3)、電動(dòng)球閥a(4)、單向閥b(5)、單向閥c(6)、壓力傳感器a(7)、壓力傳感器b(8)、電動(dòng)球閥b(9)、電動(dòng)球閥c(10)、液氣檢測傳感器(11)、流量傳感器(12)、單向閥d(13)、控制主機(jī)、電源適配器及原系統(tǒng)液路構(gòu)成，其特征在于液壓回路入口接入電液換向閥(1)的入口，電液換向閥(1)的a位出口通過電動(dòng)球閥a(4)、單向閥b(5)、單向閥c(6)后與液壓油缸(21)的入口連接，其中單向閥b(5)、單向閥c(6)分別與液壓油缸(21)的無桿腔入口和有桿腔入口連接，該出口并接有限壓閥a(2)電液換向閥(1)的b位出口通過單向閥a(3)與操作箱供油(24)連接，電液換向閥1的中位出口與操作箱回油(23)連接；液壓油缸(21)的有桿腔出口與電動(dòng)球閥b(9)的入口連接，液壓油缸(21)的無桿腔出口與電動(dòng)球閥c(10)的入口連接，電動(dòng)球閥b(9)的出口與電動(dòng)球閥c(10)的出口連接，并通過液氣檢測傳感器(11)、流量傳感器(12)和單向閥d(13)與操作箱回油(23)連接，液壓油缸(21)的有桿腔出口并與泄荷回路(26)連接；液壓油缸(21)的無桿腔入口和有桿腔入口處分別裝有壓力傳感器a(7)和壓力傳感器b(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓升降強(qiáng)制排空裝置，其特征在于所述的電液換向閥(I)、電動(dòng)球閥a(4)、電動(dòng)球閥b(9)、電動(dòng)球閥c (10)的信號(hào)輸入端通過電纜與控制主機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓升降強(qiáng)制排空裝置，其特征在于所述的液氣檢測傳感 器(11)、流量傳感器(12)、壓力傳感器a(7)和壓力傳感器b(8)的信號(hào)輸出端通過電纜與 控制主機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓升降強(qiáng)制排空裝置，其特征在于所述的電源適配器通 過電纜與電液換向閥(1)、電動(dòng)球閥a (4)、電動(dòng)球閥b (9)、電動(dòng)球閥c (10)、液氣檢測傳感器(II)、流量傳感器(12)、壓力傳感器a(7)、壓力傳感器b(8)及控制主機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓升降強(qiáng)制排空裝置，屬于油田鉆采設(shè)備的附件裝置技術(shù)領(lǐng)域。它由電液換向閥、電動(dòng)球閥、壓力傳感器、液氣檢測傳感器、流量傳感器、控制主機(jī)及電源適配器等構(gòu)成。液壓回路入口接入電液換向閥入口，電液換向閥的a位出口通過電動(dòng)球閥、單向閥與液壓油缸的入口連接，電液換向閥的b位出口通過單向閥與操作箱供油連接。液壓油缸通過電動(dòng)球閥、液氣檢測傳感器、流量傳感器與操作箱回油連接。該裝置的檢測控制都是由控制主機(jī)根據(jù)操作命令及液氣檢測傳感器、流量傳感器、壓力傳感器的檢測信號(hào)分析計(jì)算后，通過控制電液換向閥和電動(dòng)球閥自動(dòng)完成強(qiáng)制排空操作，避免了井架在起降操作時(shí)發(fā)生液壓回路未排空而導(dǎo)致井架倒塌的事故。
文檔編號(hào)F15B21/04GK201575004SQ20092028954
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者李家安, 白義才, 陳昌宏 申請人:荊州市元澤石油設(shè)備有限公司