钻机钻杆势能释放系统及其控制方法与流程

本发明涉及钻机，尤其涉及一种钻机钻杆势能释放系统及其控制方法。

背景技术：

1、钻机是一种钻进机械，主要用于煤层气、页岩气、浅层石油、地热、地下水等资源的钻凿开采，也可用于矿山补给孔、救援孔、勘探孔、物探孔的钻进；钻机的钻进装置包括钻头、钻杆、动力头和给进装置，其中，动力头带动钻杆和钻头转动，实现钻进，其工作过程为：动力头提供旋转动力，驱动钻杆和钻头转动，克服钻头和钻杆处的旋转阻力；钻杆的长度一般可达数千米至上万米，钻杆的扭转弹性显著，在钻杆的扭矩方向上，钻杆存在显著的扭转变形，并存储着扭转势能。

2、在特定工况下，需要释放钻杆的扭转弹性势能，而且，释放速度不能太快，以防止行程冲击；也不能太慢，以提高工作效率。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种钻机钻杆势能释放系统及其控制方法，旨在解决钻杆上的扭矩难以稳定释放的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种钻机钻杆势能释放系统，包括：

3、液压马达，具有出油口以及吸油口，所述液压马达的输出轴用以连接至钻机的钻杆上，所述出油口和所述吸油口用以连通至外界供油装置内；以及，

4、连通阀，具有两个相互连通的连通口，两个所述连通口分别连通至所述出油口以及所述吸油口；

5、其中，调节所述连通阀的开度，以调节所述出油口和所述吸油口之间的油液交换速率。

6、可选的，所述钻机钻杆势能释放系统还包括补油装置，所述补油装置内用以储存油液，所述补油装置连通至所述吸油口，用以向所述液压马达内输送油液。

7、可选的，所述钻机钻杆势能释放系统还包括蓄能器，连通至所述出油口内，所述蓄能器内用以稳定与所述出油口之间的油液压力。

8、可选的，所述连通阀为电磁连通阀。

9、可选的，所述钻机钻杆势能释放系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置用以检测所述出油口和所述吸油口处的压力。

10、本发明还提供一种钻机钻杆势能释放系统的控制方法，基于上述的钻机钻杆势能释放系统，所述钻机钻杆势能释放系统的控制方法包括以下步骤：

11、获取所述出油口处的出口压力值和所述吸油口处的进口压力值；

12、根据所述出口压力值和所述进口压力值，确定所述电磁连通阀的控制信号值；

13、根据所述控制信号值，确定所述连通阀的开度。

14、可选的，所述根据所述出口压力值和所述进口压力值，确定所述电磁连通阀的控制信号值，包括：

15、根据所述出口压力值和所述进口压力值，确定压力差值；

16、根据所述出口压力值和预设压力值，确定压力比值，并确定所述压力比值大于预设比值的持续时间；

17、根据所述压力差值以及所述持续时间，确定所述控制信号值。

18、可选的，所述获取所述出油口处的出口压力值和所述吸油口处的进口压力值，包括：

19、获取所述出油口处的实时出口压力检测信号值和所述吸油口的实时进口压力检测信号值；

20、分别对所述实时出口压力检测信号值和所述实时进口压力检测信号值进行滤波处理，得到出口信号滤波值和进口信号滤波值；

21、确定所述出口信号滤波值和所述进口信号滤波值对应的出口压力值和进口压力值。

22、可选的，所述分别对所述实时出口压力检测信号值和所述实时进口压力检测信号值进行滤波处理，得到出口信号滤波值和进口信号滤波值，包括：

23、获取预设时间内的多个实时出口压力检测信号值，确定多个所述实时出口压力检测信号值的出口信号平均值，将所述出口信号平均值作为所述出口信号滤波值；

24、获取预设时间内的多个实时进口压力检测信号值，确定多个所述实时进口压力检测信号值的进口信号平均值，将所述出口信号平均值作为所述进口信号滤波值。

25、可选的，所述根据所述控制信号值，确定所述连通阀的开度，包括：

26、对所述控制信号值进行滤波处理，得到控制信号滤波值；

27、根据所述控制信号滤波值，确定所述连通阀的开度。

28、在本发明提供的钻机钻杆势能释放系统中，所述液压马达转动，带动所述钻杆活动，而在停机后，所述钻杆上还累计有扭矩，进而传递至所述液压马达上，在停机时，所述液压马达的两个油口中，出油口的压力高于所述吸油口的压力，具有驱动所述液压马达反向转动的扭矩，通过所述连通阀，连通所述液压马达的两侧的吸油口和出油口，以平衡两侧的压力，使得所述液压马达在压力和扭矩的作用下慢慢释放所述钻杆上的扭矩，其中，通过调节所述连通阀的开度，使得所述液压马达两侧的压力变化速率不同，进而实现不同速度的压力释放，以此既可以避免直接连通导致的行程冲击，也可以有效的提高工作效率，节省扭矩的释放时间。

技术特征：

1.一种钻机钻杆势能释放系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钻机钻杆势能释放系统，其特征在于，所述钻机钻杆势能释放系统还包括补油装置，所述补油装置内用以储存油液，所述补油装置连通至所述吸油口，用以向所述液压马达内输送油液。

3.根据权利要求1所述的钻机钻杆势能释放系统，其特征在于，所述钻机钻杆势能释放系统还包括蓄能器，连通至所述出油口内，所述蓄能器内用以稳定与所述出油口之间的油液压力。

4.根据权利要求1所述的钻机钻杆势能释放系统，其特征在于，所述连通阀为电磁连通阀。

5.根据权利要求1所述的钻机钻杆势能释放系统，其特征在于，所述钻机钻杆势能释放系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置用以检测所述出油口和所述吸油口处的压力。

6.一种钻机钻杆势能释放系统的控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至5中任意一项所述的钻机钻杆势能释放系统，所述钻机钻杆势能释放系统的控制方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的钻机钻杆势能释放系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述出口压力值和所述进口压力值，确定所述电磁连通阀的控制信号值，包括：

8.根据权利要求6所述的钻机钻杆势能释放系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述出油口处的出口压力值和所述吸油口处的进口压力值，包括：

9.根据权利要求8所述的钻机钻杆势能释放系统的控制方法，其特征在于，所述分别对所述实时出口压力检测信号值和所述实时进口压力检测信号值进行滤波处理，得到出口信号滤波值和进口信号滤波值，包括：

10.根据权利要求6所述的钻机钻杆势能释放系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述控制信号值，确定所述连通阀的开度，包括：

技术总结本发明属于钻机领域，公开了一种钻机钻杆势能释放系统及其控制方法。钻机钻杆势能释放系统包括液压马达以及连通阀；所述液压马达具有出油口以及吸油口，所述液压马达的输出轴用以连接至钻机的钻杆上，所述出油口和所述吸油口用以连通至外界供油装置内；所述连通阀，具有两个相互连通的连通口，两个所述连通口分别连通至所述出油口以及所述吸油口；其中，调节所述连通阀的开度，以调节所述出油口和所述吸油口之间的油液交换速率。在本发明提供的钻机钻杆势能释放系统中，通过调节所述连通阀的开度使得所述液压马达两侧的压力变化速率不同，实现不同速度的压力释放，可以避免直接连通导致的行程冲击，有效的提高工作效率，节省扭矩的释放时间。技术研发人员：曹显利受保护的技术使用者：三一石油智能装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11