[发明专利]一种动力头岩心钻机的液压控制系统

说明书

技术领域

本发明属于钻探设备技术领域，具体涉及一种动力头岩心钻机的液压控制系统。

背景技术

动力头岩心钻机主要是靠动力头带动钻杆钻进，并通过卷扬机带动钢绳提取打捞器，打捞岩心；在更换钻杆的过程中，还需要夹持器夹持钻杆，动力头升降油缸提升动力头；在钻进的过程中，需要搅拌器搅拌泥浆，泥浆泵向钻头部分输送泥浆。在岩心钻机工作的整个过程中，已经实现全液压提供动力，包括动力头旋转、卷扬机旋转、动力头升降油缸提升、夹持器夹持、搅拌器搅拌和泥浆泵输送泥浆等都通过液压系统提供工作动力。

然而，现有的液压控制系统，采用多个液压泵、液压马达以及多路换向阀来一一对应各个执行元件所需的功率输出，动力头旋转、卷扬机旋转等都需要较大功率输出，而夹持器夹持钻杆，以及动力头升降油缸的提升则不需要如此大的功率输出，因为在钻头钻进的过程中，行进速度较慢，动力头升降油缸则不需要大排量输出，甚至大功率输出。为了适应不同执行元件的不同功率输出，现有的液压系统均采用可变泄压阀和变量泵来实现不同功率输出，导致设备成本较高。因此，现有的液压系统很难适应不同功率输出并同时达到设备成本低的要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述岩心钻机的液压控制系统中存在的问题，提供一种动力头岩心钻机的液压控制系统，结构简单、性能优良，设备成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种动力头岩心钻机的液压控制系统，包括动力头马达、卷扬机马达、动力头升降油缸和夹持器油缸，还包括：

液压泵组，其包括第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵和第四液压泵；

三联多路阀组，其包括依次串联的第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀，第一换向阀的输入端分别与第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵相连，且第一换向阀的输出端与动力头马达相连；第二换向阀的输出端与卷扬机马达相连；第三换向阀的输出端与动力头升降油缸相连；

单联多路换向阀，其输入端与第四液压泵相连，输出端分别与动力头升降油缸、夹持器油路相连；

工作油箱，其用于储存工作油；

所述的单联多路换向阀具有与第四液压泵相连接的泵用端口、与工作油箱相连接的回油端口、与动力头升降油缸相连接的第一液压缸用端口和第三液压缸用端口、与夹持器油缸相连接的第二液压缸用端口，所述单联多路换向阀处于中立位置状态时，泵用端口和第二液压缸用端口连通；所述单联多路换向阀处于第一位置状态时，泵用端口和第一液压缸用端口连通，第三液压缸用端口和回油端口连通；所述的单联多路换向阀处于第二位置状态时，泵用端口和第三液压缸用端口连通，第一液压缸用端口和回油端口连通；所述的单联多路换向阀处于第三位置状态时，第一液压缸用端口、第三液压缸用端口和回油端口连通，泵用端口和第二液压缸用端口连通。

优选地，所述的夹持器油路包括三位四通换向阀、液控单向阀、左夹持器油缸和右夹持器油缸，左夹持器油缸和右夹持器油缸的有杆腔相互连接，无杆腔相互连接，并分别通过三位四通换向阀与单联多路换向阀的第二液压缸用端口，以及回油油路连接；左夹持器油缸和右夹持器油缸的无杆腔与三位四通换向阀之间的管路上设置有液控单向阀，液控单向阀的控制油路连接到左夹持器油缸和右夹持器油缸的有杆腔与三位四通换向阀之间的管路上。

优选地，还包括泥浆泵和至少一个搅拌器，第一液压泵的输出端连接有分流阀，经分流阀分流后，其中一支油路连接到泥浆泵；第二液压泵的输出端也连接有分流阀，经分流阀分流后，其中一支油路也连接到泥浆泵；第三液压泵的输出端也连接有分流阀，经分流阀分流后，其中一支油路连接到搅拌器。

优选地，所述的第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀均为三位五通换向阀。

优选地，所述的第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵均为定量泵，排量为17-19ml/r、压力为21-25mpa；所述的第四液压泵也是定量泵，排量为2.0-2.5ml/r、压力为21-25mpa。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种动力头岩心钻机的液压控制系统，采用大排量的液压泵，并通过依次串联的换向阀依次控制动力头及卷扬机，采用小排量的液压泵控制夹持器和动力头升降油缸，在需要动力头升降油缸加速时，再加入大排量的液压泵，使得各执行元件能够在不同工作状态下稳定工作；并且根据不同执行元件选用不同定量泵，设备的效率高、能耗低。