[实用新型]液压式顶部驱动石油钻机电液成套装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种驱动装置，特别涉及一种液压式顶部驱动石油钻机电液成套装置。

背景技术

顶驱的全称为顶部驱动钻井装置TDS(TOP DRIVE DRILLINGSYSTEM)，它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。传统的电力驱动顶驱在钻井深度较浅的应用中，存在体积大，重量重、运行成本高、闭式液压系统发热量大且得不到有效冷却等缺点.

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种液压式顶部驱动石油钻机电液成套装置，具有体积小，运行成本低的特点。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：液压式顶部驱动石油钻机电液成套装置，其特征在于，包括一个集装箱体1，集装箱体1由隔热墙板3分成左右两部分，右边部分包含有一油箱4，油箱4与两台主泵电机组5及马达控制阀组7之间用管道连接，主泵电机组5与两台串联的风冷却器6之间采用软管连接，比例变量马达8和辅助阀组9装在集装箱体1之外的顶驱主体上，马达控制阀组7与比例变量马达8之间采用大通径长距离高压软管连接，油箱4、辅助泵电机组11、比例变量马达8和辅助阀组9之间采用小通径长距离高压软管连接，油箱4和循环泵电机组12及大型风冷却器10之间用硬管连接；左边部分包含两个电气控制柜2，电气控制柜2给右边部分的主泵电机组5、风冷却器6、马达控制阀组7、比例变量马达8、辅助阀组9、大型风冷却器10、辅助泵电机组11和循环泵电机组12供电并控制。

本实用新型将传统的电力驱动改为液压驱动，通过比例P/Q控制主泵电机组5和比例变量马达8为顶驱的钻杆提供扭矩和转速，从而使钻杆按工艺要求进行作业。

附图说明

本实用新型的结构原理图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细叙述。参照附图，液压式顶部驱动石油钻机电液成套装置，其特征在于，包括一个集装箱体1，集装箱体1由隔热墙板3分成左右两部分，右边部分包含有一油箱4，油箱4与两台主泵电机组5及马达控制阀组7之间用管道连接，主泵电机组5与两台串联的风冷却器6之间采用软管连接，比例变量马达8和辅助阀组9装在集装箱体1之外的顶驱主体上，马达控制阀组7与比例变量马达8之间采用大通径长距离高压软管连接，油箱4、辅助泵电机组11、比例变量马达8和辅助阀组9之间采用小通径长距离高压软管连接，油箱4和循环泵电机组12及大型风冷却器10之间用硬管连接；左边部分包含两个电气控制柜2，电气控制柜2给右边部分的主泵电机组5、风冷却器6、马达控制阀组7、比例变量马达8、辅助阀组9、大型风冷却器10、辅助泵电机组11和循环泵电机组12供电并控制。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型的主泵电机组5采用比例P/Q控制变量柱塞泵，通过电气控制柜2输出信号控制主泵的输出流量和压力来控制比例变量马达8输出的转速和扭矩，来驱动顶驱主轴。比例变量马达8的调速是靠电气控制柜2里的PLC控制系统计算速度流量曲线后按比例给主泵流量和压力信号，这样主泵就输出相应的流量和压力，所以马达就输出一定的转速和扭矩；比例变量马达8的正反转由马达控制阀组7通过改变油流方向实现比例变量马达8的正反转，从而驱动钻杆正反转；

顶驱在地质条件比较复杂的地区钻进时，钻杆经常会出现钻空失速的现象，在这时比例变量马达8会出现泵工况，对比例变量马达8造成极大的破坏，辅助泵电机组11的快速充液系统在马达出现泵工况时及时、迅速的补充工作介质，有效的保护了比例变量马达8。

本实用新型有效解决了系统发热量大、功率消耗多的现象，热源分级分段控制，对于一级热源油液直接强制独立风冷冷却后回油箱4，即两台主泵电机组5的泄油管合并后经过2个串联的小风冷却器6后回油箱4；二级热源油液汇总后风冷冷却后回到油箱4，即由循环泵电机组12将油箱4里的热油直接送入大型风冷却器10冷却后回油箱4。其他次要的热源油液直接回油箱，这样回到油箱的油液温度已经降低，有效的降低了油液温度。