[实用新型]顶驱钻机用节能液压泵站系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质钻探工程液压系统技术领域，特别涉及一种顶驱钻机用节能液压泵站系统。

背景技术

目前国内外的深井钻机、海洋及浅海石油钻井平台、施工特殊工艺井大多配备了顶部驱动钻井装置。顶部驱动钻井装置也简称为顶驱。顶部驱动钻井装置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。顶部驱动钻井装置，特别是海洋平台的顶部驱动钻井装置，泵站的设计方案有两种。一种是一体式液压泵站，即泵站与顶驱本体集成在一起。另一种是分离式液压泵站，即泵站放置于地面，通过管线及快速接头实现泵站与顶驱本体液压管路连接。当前这两种设计方案都各有利弊，主要为：(1)对于一体式泵站，因顶驱空间有限，其结构布局复杂，在钻井和震击等工况下泵站元器件可靠性相对降低；(2)对于分离式泵站，因普遍采用恒压控制模式，泵基本一直处在中高压工作状态，不利于泵作为关键部件有效使用寿命的提升。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种顶驱钻机用节能液压泵站系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种顶驱钻机用节能液压泵站系统，其包括液压油箱、主泵、为主泵提供动力的电机、泵头阀组、设于顶驱本体上的蓄能器以及排气阀；主泵的进口连通于液压油箱；主泵的出口与泵头阀组的输入口连接；泵头阀组的输出口分别与顶驱本体的主阀、蓄能器及液压油箱连接；泵头阀组包括单向阀、用于系统泄压的卸荷节流阀、用于系统安全压力设定及主泵低压卸荷的卸荷溢流阀；排气阀连通于泵头阀组，排气阀的出口连接于液压油箱。

较佳地，主泵为变量柱塞泵，电机为三相异步电机。

较佳地，主泵和电机均为两个，一个主泵和一个电机为一个工作组，两个工作组为并联连接。

较佳地，液压油箱上设有呼吸阀和油位计。

较佳地，泵头阀组和液压油箱之间设有回油过滤器；主泵和液压油箱之间设有吸油过滤器。

较佳地，泵头阀组还包括压力传感器。

较佳地，蓄能器与泵头阀组之间设有截止阀。

本实用新型的积极进步效果在于：通过设定柱塞泵最小排量(通常为最大排量的1/2)，并通过恒压控制方式(一般变量压力设定需大于5MPa)从而实现低压大流量，高压小流量的快速高效作业效果。通过卸荷溢流阀及联合蓄能器实现系统恒压效果，使得系统压力始终维持在100％设定压力及85％设定压力之间。在系统维持这个压力期间，主泵大流量低压卸荷，并经过滤器循环，有利于提高系统油液清洁度，提升系统可靠性。泵口增加排气阀，可实现启动初期排气及实现空载启动，有利于提高系统运行的平稳性。双泵双电机的冗余设计，有利于提高系统可靠性，有效降低故障停机时间。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的系统原理图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，一种顶驱钻机用节能液压泵站系统，其包括液压油箱1、主泵、为主泵提供动力的电机、泵头阀组、设于顶驱本体上的蓄能器15以及排气阀12。液压油箱1上设有呼吸阀2和油位计3。

电机为三相异步电机。主泵为变量柱塞泵，且为恒压变量方式，变量压力设定相对最高工作压力较低，一般需大于5MPa，最小排量非零设定，考虑效率一般设定为最小排量的50％左右。

主泵为两个，具体为柱塞泵8.1和柱塞泵8.2，电机为两个，具体为电机7.1和电机7.2。柱塞泵8.1和电机7.1为一个工作组，柱塞泵8.2和电机7.2为另一个工作组，两个工作组为并联连接。主泵和电机为双泵双电机并联连接，一组工作，一组备用，在控制上互锁。

柱塞泵8.1的进口和柱塞泵8.2的进口分别连通于液压油箱；柱塞泵8.1的出口和柱塞泵8.2的出口分别与泵头阀组的输入口连接；泵头阀组的输出口分别与顶驱本体的主阀、蓄能器15及液压油箱1连接。

泵头阀组和液压油箱之间设有回油过滤器4。柱塞泵8.1和液压油箱1之间设有吸油过滤器5.1，柱塞泵8.2和液压油箱1之间设有吸油过滤器5.2。柱塞泵8.1和吸油过滤器5.1之间设有球阀6.1，柱塞泵8.2和吸油过滤器5.2之间设有球阀6.2。

泵头阀组包括单向阀9.1、单向阀9.2、单向阀9.3、用于系统泄压的卸荷节流阀11、用于系统安全压力设定及主泵低压卸荷的卸荷溢流阀10、压力传感器13。