土建钻机可满足钻凿水源井、打桩孔、扩底桩孔及高层建筑和桥梁施工打基础桩孔等施工需要。该钻机主要由桅架、动力头、拉压装置、夹持器、绞车、机泵组和液压系统组成。该钻机可装在专用或普通的汽车上,具有机动灵活,搬迁方便等优点。
钻机具有抓、松、上提、下放、下压、正转、反转、撅起、侧摆、锁固等10个动作。能独立完成抓卡钻具,接单根、旋紧、旋松、打钻、起(下)钻等钻井作业,大大减轻钻井工人的劳动强度。
该系统动力装置由A8V107变量双泵32和A2F28定量柱塞泵24组成,为系统提供液压油源。执行器由两个液压马达8和7组液压缸组成。其中,一个液压马达8为动力头提升装置,它驱动绞车滚筒,通过钢丝绳一滑轮组形成倍增传动,来升降动力头。另一个液压马达8’为动力头的旋转驱动装置,借助行星减速装置,使动力头获得3种速度。使用1台A2F28液压泵,通过2组多路阀,分别控制7组液压缸。为避免干扰,实现同时动作,采用等量分流阀22,构成并联流量控制回路。列于回程平稳性要求较高的翘举、起架、拉压等工作回路,采用平衡阀17保证回路工作的平稳性;对于同步动作要求较高的夹持器回路,采用双向等最分流集流阀10,以达到双缸工作始终保持同步的目的。
用7组液压缸可分别实现拉压、侧摆、锁固、卡头、翘举、夹持、起架等动作。
恒压钻进液压系统:根据钻进中,按钻井工艺要求,必须保持悬重、稳定钻压、均匀送钻。随着钻井深度的增加,钻杆逐渐接长,自重逐渐加大,浮力增加,为保证恒压钻进,需在钻井过程中,不断调整液压马达的背压,以保持悬重,稳定钻压就显得格外重要。改进的液压系统采用了电液比例调压系统,实现悬重的调整和钻压的稳定,收到了较好的效果,使悬重波动值控制在2kN范围以内。
图4.14-20所示为恒压钻进液压系统原理图。该系统在原钻机液压系统的基础上增加了一些液压元件,如电磁阀l将压力油引入,电磁阀2可实现两极压山的切换,溢流阀3、4可设置两种不同的系统工作压力,电磁阀5可实现液压马达的正转、反转及停止,电磁阀6可对液压马达的回油控制方式进行切换,调速阀9可控制液压马达的转速,比例溢流阀7可控制液压马达的回油背压,故可实现恒压钻进功能,组成恒压钻进液压系统。
钻杆无磨损旋动是钻机打钻工艺所要求的,动力头本身有一个钻杆螺纹头,该螺纹头与钻杆螺纹对接后即可开机打钻。当打完一节钻杆后,由夹持器卡紧并承受全部钻具重量,卸开动力头与钻杆的连接螺纹,把地面小车送入的另一节钻杆继续和井中的钻具对接并旋紧。同时,把动力头与钻杆连接螺纹也旋紧后,开机就又可以打钻了。
钻杆旋紧时,必须保证动力头下放和旋转同步进行;钻杆旋松时,必须保证动力头提升和旋转同步进行,以防磨损螺纹。
为了实现上述要求,液压系统进行了如下改进(见图4.14-20)。
设置调速阀9,实现液压马达8的转速调整,保证动力头下放与旋转,提升与旋转按螺纹螺距要求进行,改进后的系统可以达到旋动钻杆螺纹时,螺纹的最大轴向拉(压)力小于lkN,避免了螺纹的磨损。
图4 14 20恒压钻进液压系统原理图
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土建钻机液压系统
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液压行业知识
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液压马达