ГИДРОПРИВОД Российский патент 1997 года по МПК F15B11/02 F15B1/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в лесной, строительной технике и агрегатах для ремонта и освоения нефтегазовых скважин, когда нагрузки на исполнительный орган (крюкблок, стрела манипулятор) значительно отличаются по величине на прямом и обратной ходе.

Известен гидропривод по а.с. СССР N 1035303, кл. F 15 B 11/22, 1981, содержащий гидродвигатель, гидрораспределитель, гидроуправляемый запорный элемент, управляющая полость которого соединена с линией связи напорной полости гидродвигатели и гидрораспределителя через элемент запаздывания, выполненный в виде дросселя и гидроаккумулятора.

Такое решение позволяет осуществить плавное торможение гидродвигателя за счет плавной разрядки гидроаккумулятора без возможности реверсирования гидродвигателя.

Известна также гидросистема по а.с. СССР N 1312270, кл. F 15 B 15/22, 1985 г. содержащая исполнительный гидродвигатель, на каждой полости которого установлены предохранительный клапан, гидроуправляемый запорный элемент с элементом запаздывания в виде дросселя и гидроаккумулятора, связанного через гидроуправляемый элемент с линией связи полости гидродвигателя и гидрораспределителя.

Такое техническое решение обеспечивает плавный останов гидродвигателя с нарастанием момента торможения и реверсирование гидродвигателя от источника питания.

Недостатками указанного технического решения, принятого за прототип являются:
1. Неуправляемое реверсивное вращение гидродвигателя после снятия нагрузки на гидродвигателя, поскольку в одной полости гидродвигателя гидроаккумуляторы разряжены, а в полости торможения заряжены.

2. Реверсирование гидродвигателя возможно только при включенном источнике питания, а энергия торможения расходуется на нагрев рабочей жидкости.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей путем использования энергии торможения для управляемого реверса гидродвигателя без включения источника питания.

Указанный технический результат достигается тем, что гидропривод (например, лебедки для спуско-подъемных операций), содержащий гидродвигатель, полости которого через гидрораспределитель соединены с насосом и сливом, гидроуправляемый запорный элемент, установленный в гидролинии связи сливной полости гидродвигателя и гидрораспределителя, а его полость управления соединена с гидролинией связи напорной полости гидродвигателя и гидрораспределителя, предохранительный клапан, вход которого соединен со сливной полостью гидродвигателя, и гидроаккумулятор, снабжен подпорным клапаном и клапаном "ИЛИ", установленным в напорной гидролинии между насосом и гидрораспределителем, при этом его второй вход подключен к гидроаккумулятору, соединенному со входом предохранительного клапана через подпорный клапан.

Предлагаемый гидропривод позволяет накапливать энергию торможения в гидроаккумуляторе для реверсирования вращения гидродвигателя без включения источника питания и осуществлять плавный его останов.

Изобретение поясняется чертежом, где представлен гидропривод, например, лебедки для спуско-подъемных операций.

Гидропривод содержит гидродвигатель 1, полости которого через гидрораспределитель 2 соединены с источником питания 3 и сливом 4, предохранительный клапан 5, вход которого соединен со сливной полостью гидродвигателя линией связи 6, гидроуправляемый запорный элемент 7, полость управления 8 которого соединена с линией связи 9 напорной полости гидродвигателя 1 с гидрораспределителем 2, гидроаккумулятор 10, соединенный через подпорный клапан 11 со входом предохранительного клапана 5 и входом клапана "ИЛИ" 12, выход которого соединен с гидрораспределителем 2, а другой вход клапана "ИЛИ" 12 соединен с источником питания 3.

Гидропривод работает следующим образом.

При выполнении спуско-подъемных операций, например, подъем колонны труб методом перехвата (подъем колонны на дискретную величину, крепление колонны на устье скважины, опускание крюк-блока с отсоединенной свечой и так до полного подъема всей колонны, состоящей из труб (свеч) включает источник питания 3, распределитель 2 устанавливают в позицию 13. Рабочая жидкость подается через клапан "ИЛИ" 12, распределитель 2 и обратный клапан 16 в гидродвигатель 1 по линии подъема 6 и по сливной линии 9 поступает в слив 3. Одновременно рабочая жидкость через клапан "ИЛИ" 17 подается в гидроцилиндр 18 и растормаживает барабан лебедки 19 и кинематически связанный с ним гидродвигатель 1.

Давление от источника питания также поступает в гидроаккумулятор 10 через подпорный клапан 11.

После завершения цикла подъема колонны труб на дискретную величину осуществляют торможение гидродвигателя 1 и барабана 19 лебедки установкой гидрораспределителя 2 в позицию 14. При этом гидролинии 6 и 9 сообщаются со сливом 4, давление в гидроцилиндре 18 падает, гидроуправляемый элемент 7 закрыт. Нагрузка от веса колонны труб воспринимается запертым давлением в линии 6, определяемым настройкой предохранительного клапана 3 и тормозом барабана 19 лебедки.

Для подготовки следующего этапа дискретного подъема колонны труб без включения источника питания 3, гидрораспределитель 2 устанавливают в позицию 15. Давление рабочей жидкости из гидроаккумулятора 10 через дроссель 21, ограничивающий скорость вращения гидродвигателя 1, клапан "ИЛИ" 12, гидрораспределитель 2 по линии 9 поступает в гидродвигатель 1, а также через клапан "ИЛИ" 17 в гидроцилиндр 18, растормаживая барабан 19 лебедки. Давление из линии 9 поступает через элемент запаздывания, выполненный в виде гидравлической полости 8 (управляющая полость 8) гидроуправляемого запорного элемента 7 и переводит его в положение "открыто", обеспечивая тем самым вращение гидродвигателя 1.

После завершения операции подготовки к последующему подъему колонны труб гидрораспределитель устанавливают в позицию 14. При этом гидроуправляемый запорный элемент 7 плавно переходит за счет элемента запаздывания 20 в положение "Закрыто", обеспечивая тем самым плавное торможение гидродвигателя 1. Падение давления в линии 9 обеспечивает торможение барабана 19.

При опускании колонны труб в скважину гидропривод работает следующим образом.

При отключении источника питания 3 включают гидрораспределитель 2 в позицию 15. Рабочая жидкость из аккумулятора 10 через клапан "ИЛИ" 12, гидрораспределитель 2 по линии 9 поступает в гидродвигатель 1, гидроцилиндр 18, растормаживая барабан 19 лебедки, в полость 8 гидроуправляемого запорного элемента 7, плавно переводя его в положение "открыто", обеспечивая этим слив из гидродвигателя 1.

Попутная нагрузка от веса труб увеличивает скорость вращения гидродвигателя 1, ограниченную дросселем 21, что приводит к падению давления в линии 9, вследствие чего гидроуправляемый запорный элемент 7 в зависимости от превышения заданной скорости вращения гидродвигателя 1 перемещается в сторону положения "полностью закрыто". При этом рабочая жидкость из гидродвигателя 1 по линии 6 через подпорный клапан 11 поступает в гидроаккумулятор 10 и слив 4 через предохранительный клапан 5, чем обеспечивается заданная скорость опускания колонны труб в скважину. После завершения этапа опускания колонны труб на дискретную величину гидрораспределитель 2 устанавливают в позицию 14. Этим обеспечивается сброс давления в линии 9, гидроцилиндре 18 и осуществляется плавный останов гидродвигателя 1 и барабана лебедки 19 за счет разрядки элемента запаздывания 20.

Использование, в горной промышленности и может быть использовано в лесной, строительной технике и агрегатных для ремонта и освоения нефтегазовых скважин. Сущность изобретения: в гидроприводе, например, лебедки для спускоподъемных операций в бурении, содержащем гидродвигатель, полости которого через гидрораспределитель соединены с источником питания и сливом, гидроуправляемый запорный элемент, предохранительный клапан и гидроаккумулятор. Привод снабжен подпорным клапаном и клапаном "ИЛИ", установленным в напорной гидролинии между насосом и гидрораспределителем, при этом его второй вход подключен к гидроаккумулятору, соединенному со входом предохранительного клапана через подпорный клапан. 1 ил.

Гидропривод, например, лебедки для спускоподъемных операций в бурении, содержащий гидродвигатель, полости которого через гидрораспределитель соединены с насосом и сливом, гидроуправляемый запорный элемент, установленный в гидролинии связи сливной полости гидродвигателя и гидрораспределителя, а его полость управления соединена с гидролинией связи напорной полости гидродвигателя и гидрораспределителя, предохранительный клапан, вход которого соединен со сливной полостью гидродвигателя, и гидроаккумулятор, отличающийся тем, что он снабжен подпорным клапаном и клапаном ИЛИ, установленным в напорной гидролинии между насосом и гидрораспределителем, при этом его второй вход подключен к гидроаккумулятору, соединенному с входом предохранительного клапана через подпорный клапан.