一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油钻机装备技术领域，特别涉及一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统。
【背景技术】
[0002]双作用单级活塞液压缸是石油钻机液压系统的重要执行元件之一，现有双作用单级活塞液压缸的差动控制系统只能实现液压缸活塞空载快速伸出，而不能实现活塞带载匀速运动，随着石油钻机液压系统的升级，也需要对双作用单级活塞液压缸的差动控制系统进行改造升级，提高对双作用单级活塞液压缸的控制效果，使双作用单级活塞液压缸能够执行更多的操作指令，从而提高设备的使用效果。
【发明内容】
[0003]申请人多年从事石油钻机装备设计工作，针对上述问题，设计一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统，可以实现液压缸活塞空载快速运动及活塞带载匀速运动。
[0004]本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是，一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统，由气控液压单联阀、卧式压力表、单联气控比例手柄、控制阀组、液压缸组成；所述气控液压单联阀的进油口与一台液压站的进油口通过连接管线连通，气控液压单联阀的回油口与所述液压站的回油口通过连接管线连通，所述卧式压力表设置在气控液压单联阀的进油口与液压站进油口的连接管线上，所述单联气控比例手柄的工作口与气控液压单联阀的远程气控口连接；所述控制阀组由油路块、立式压力表、溢流阀、两位三通液控阀、梭阀、单向顺序阀和双平衡阀组成，在油路块上开设有连接管线和若干元件安装孔位，元件安装孔位与油路块上开设的连接管线连通，油路块上设有两个进油口以及两个工作油口，油路块上开设的连接管线将油路块的进油口和工作油口连通，所述立式压力表、溢流阀、两位三通液控阀、梭阀、单向顺序阀和双平衡阀从油路块的进油口到工作油口依序安装在油路块的相应元件安装孔位上，油路块上的两个进油口分别与气控液压单联阀的两个工作油口连接，油路块上其中一个工作油口与液压缸无杆腔油口连接，油路块上另一个工作油口与液压缸有杆腔油口连接。
[0005]进一步地，所述气控液压单联阀为气控和手动双控制单联阀。
[0006]本发明的有益效果是:操作简单、稳定可靠，实现了液压缸活塞空载快速运动及活塞带载匀速运动，提高了石油钻机液压系统的工作效率。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的工作原理图。
【具体实施方式】
[0008]参看图1，一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统，由气控液压单联阀1、卧式压力表2、单联气控比例手柄3、控制阀组4、液压缸5组成；所述气控液压单联阀I的进油口与一台液压站6的进油口通过连接管线连通，气控液压单联阀I的回油口与所述液压站6的回油口通过连接管线连通，所述卧式压力表2设置在气控液压单联阀I的进油口与液压站6进油口的连接管线上，所述单联气控比例手柄3的工作口与气控液压单联阀I的远程气控口连接；所述控制阀组4由油路块7、立式压力表8、溢流阀9、两位三通液控阀10、梭阀11、单向顺序阀12和双平衡阀13组成，在油路块7上开设有连接管线和若干元件安装孔位，元件安装孔位与油路块7上开设的连接管线连通，油路块7上设有两个进油口以及两个工作油口，油路块7上开设的连接管线将油路块7的进油口和工作油口连通，所述立式压力表8、溢流阀9、两位三通液控阀10、梭阀11、单向顺序阀12和双平衡阀13从油路块7的进油口到工作油口依序安装在油路块7的相应元件安装孔位上，油路块7上的两个进油口分别与气控液压单联阀I的两个工作油口连接，油路块7上其中一个工作油口与液压缸5无杆腔油口连接，油路块7上另一个工作油口与液压缸5有杆腔油口连接。
[0009]进一步地，所述气控液压单联阀I为气控和手动双控制单联阀。
[0010]本发明采用上述技术方案后具有以下特点:气控液压单联阀I为气控和手动双控制单联阀，既可以实现远程气控又可以在本地进行手动操作。气控液压单联阀I的远程气控通过单联气控比例手柄3来实现，单联气控比例手柄3的工作口 K1/K2分别与气控液压单联阀I远程气控口 KA/KB连接，单联气控比例手柄3安装在司钻房内，司钻通过操作单联气控比例手柄3来远程控制液压单联阀I进而对液压缸5进行控制；操作人员就近操作气控液压单联阀I的手动手柄也可以对液压缸5进行控制。卧式压力表2安装在司钻房内便于司钻观察液压缸中液压油工作压力。
[0011]控制阀组4由油路块7、立式压力表8、溢流阀9、两位三通液控阀10、梭阀11、单向顺序阀12和双平衡阀13组成，立式压力表8、溢流阀9、两位三通液控阀10、梭阀11、单向顺序阀12和双平衡阀13全部集中安装在油路块7上，减少连接管线，节约安装空间，油路块7上腐蚀有相应标识。立式压力表8便于本地操作人员观察液压缸5无杆腔液压油工作压力；油路块7上有两个进油口 A和B以及两个工作油口 Al和BI，油路块7上腐蚀有油口标识，油路块7上进油口 A/B分别与气控液压单联阀I两个工作油口 WA/WB连接，油路块7上工作油口 Al与液压缸5无杆腔油口 HA连接，油路块7上工作油口 BI与液压缸5有杆腔油口 HB连接；溢流阀9用来调定液压缸5无杆腔液压油工作压力。
[0012]本发明差动控制工作原理为:操作液压单联阀，液压单联阀一个工作油口(WA或WB)与液压单联阀进油口 PU接通，进而与液压站进油口接通，另一个工作油口(WA或WB)与液压单联阀回油口 OT接通，进而与液压站回油口接通，液压单联阀通过工作油口 WA/WB给控制阀组油路块进油口 A/B供油；控制阀组油路块一个进油口(A或B)进油，另一个进油口(A或B)回油；控制阀组通过油路块工作油口 A1/B1给液压缸油口 HA/HB供油，液压缸一个油口(HA或HB)进油，另一个油口(HA或HB)回油。
[0013]需要液压缸活塞杆伸出时，操作液压单联阀，通过液压单联阀工作油口 WA给控制阀组油路块进油口 A供油，液压油通过和油路块工作油口 Al连接的平衡阀的单向阀给液压缸无杆腔油口 HA供油，同时把和油路块工作油口 BI连接的平衡阀打开，平衡阀油口 P3和P4导通。当液压缸空载时，液压油压力低，单向顺序阀不打开，单向顺序阀油口 SI和S2不导通，液压缸有杆腔油口 HB的液压油通过平衡阀油口 P3/P4和两位三通液控阀油口 P/U给液压缸无杆腔油口 HA补油，同时把和油路块工作油口 Al连接的平衡阀打开，平衡阀油口 Pl和P2导通，液压油通过平衡阀进入液压缸无杆腔油口 HA，由于液压缸有杆腔受力面积比无杆腔受力面积小，实现活塞杆快速伸出，提高工作效率；当液压缸受载时，液压油压力高，单向顺序阀打开，单向顺序阀油口 SI和S2导通，液压油通过单向顺序阀油口 S1/S2和梭阀给两位三通液控阀液控油口 K供油，对两位三通液控阀进行控制，两位三通液控阀换向，两位三通液控阀油口 P和T导通，液压缸有杆腔油口 HB的液压油通过平衡阀油口 P3/P4和两位三通液控阀油口 P/T回油箱，和油路块工作油口 Al连接的平衡阀不打开，平衡阀油口 Pl和P2不导通，液压油通过和油路块工作油口 Al连接平衡阀的单向阀给液压缸无杆腔油口 HA供油，活塞杆匀速伸出。
[0014]需要液压缸活塞杆缩回时，操作液压单联阀，通过液压单联阀工作油口 WB给控制阀组油路块进油口 B供油，液压油通过梭阀给两位三通液控阀液控油口 K供油，对两位三通液控阀进行控制，两位三通液控阀换向，两位三通液控阀油口 P和T导通，液压油通过和油路块工作油口 BI连接的平衡阀的单向阀给液压缸有杆腔油口 HB供油，同时把和油路块工作油口 Al连接的平衡阀打开，平衡阀油口 Pl和P2导通，液压缸无杆腔油口 HA的液压油通过平衡阀油口 P1/P2和液压单联阀油口 WB/0T回油箱。
[0015]液压单联阀中位机能位“Y”型，中位泄压，当液压单联阀不操作时，阀芯在中位，液压单联阀两个工作油口 WA和WB和回油口 OT接通，进而与液压站回油口接通，两位三通液控阀液控油口 K的控制油也回油箱，此时，由于液压油压力很低，双平衡阀均不打开，平衡阀油口 Pl和P2不导通，平衡阀油口 P3和P4不导通，液压猫头液压缸无杆腔油口 HA和有杆腔油口 HB的液压油均保压而不回油箱。双平衡阀可以对控制系统进行安全保护，在与有杆腔油口 HB或与无杆腔油口 HA连接的液压管线爆裂时避免液压缸受载时活塞杆快速伸出或缩回，发生安全事故。
【主权项】
1.一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统，其特征是:它由气控液压单联阀、卧式压力表、单联气控比例手柄、控制阀组、液压缸组成；所述气控液压单联阀的进油口与一台液压站的进油口通过连接管线连通，气控液压单联阀的回油口与所述液压站的回油口通过连接管线连通，所述卧式压力表设置在气控液压单联阀的进油口与液压站进油口的连接管线上，所述单联气控比例手柄的工作口与气控液压单联阀的远程气控口连接；所述控制阀组由油路块、立式压力表、溢流阀、两位三通液控阀、梭阀、单向顺序阀和双平衡阀组成，在油路块上开设有连接管线和若干元件安装孔位，元件安装孔位与油路块上开设的连接管线连通，油路块上设有两个进油口以及两个工作油口，油路块上开设的连接管线将油路块的进油口和工作油口连通，所述立式压力表、溢流阀、两位三通液控阀、梭阀、单向顺序阀和双平衡阀从油路块的进油口到工作油口依序安装在油路块的相应元件安装孔位上，油路块上的两个进油口分别与气控液压单联阀的两个工作油口连接，油路块上其中一个工作油口与液压缸无杆腔油口连接，油路块上另一个工作油口与液压缸有杆腔油口连接。2.如权利要求1所述的一种液压缸差动控制系统，其特征是:所述气控液压单联阀为气控和手动双控制单联阀。
【专利摘要】本发明属于石油钻机装备技术领域，提出一种双作用单级活塞液压缸差动控制系统。它由气控液压单联阀、卧式压力表、单联气控比例手柄、控制阀组、液压缸组成，气控液压单联阀与一台液压站通过连接管线连通，单联气控比例手柄的工作口与气控液压单联阀的远程气控口连接，控制阀组由油路块、立式压力表、溢流阀、两位三通液控阀、梭阀、单向顺序阀和双平衡阀组成，油路块上的两个进油口分别与气控液压单联阀的两个工作油口连接，油路块上其中一个工作油口与液压缸无杆腔油口连接，油路块上另一个工作油口与液压缸有杆腔油口连接。本新型操作简单、稳定可靠，实现液压缸活塞空载快速运动及活塞带载匀速运动，提高了石油钻机液压系统的工作效率。
【IPC分类】F15B11/08, F15B13/04
【公开号】CN105041745
【申请号】CN201510365906
【发明人】戴树涛, 韩小启, 牛永超, 刘海伟, 王坤哲, 沈晓博, 崔凯, 张江河
【申请人】南阳二机石油装备(集团)有限公司, 中国石油技术开发公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日