鉆機(jī)的氣控制系統(tǒng)課件

第六章鉆機(jī)的控制系統(tǒng)本章主要內(nèi)容：1、鉆井（氣）控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與組成；2、氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件；3、氣動(dòng)控制基本回路4、鉆機(jī)液壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介鉆井機(jī)械12/21/20221石油鉆采機(jī)械——任連城第六章鉆機(jī)的控制系統(tǒng)鉆井機(jī)械12/19/2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)

第一節(jié)概述一、控制系統(tǒng)的作用

1、動(dòng)力機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、并車、停車；2、絞車的啟動(dòng)、停車、換檔、剎車及緊急停車；3、轉(zhuǎn)盤(pán)的啟動(dòng)、停車、換檔、倒車；4、鉆井泵的啟動(dòng)、停車；5、傳動(dòng)系統(tǒng)的掛合及摘離；6、氣動(dòng)卡瓦、氣液大鉗、液壓貓頭、其他輔助設(shè)備的操作控制；12/21/20222石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)二、控制系統(tǒng)的要求

1）反映靈敏，傳遞迅速，動(dòng)作準(zhǔn)確，平穩(wěn)柔和；2）操作簡(jiǎn)便，安全可靠，容易實(shí)現(xiàn)集中控制；3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，易造好修，成本低廉。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20223石油鉆采機(jī)械——任連城二、控制系統(tǒng)的要求鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20223石油鉆三、控制方式的選擇

1、機(jī)械控制：利用機(jī)械離合器、制動(dòng)裝置等實(shí)現(xiàn)控制；2、氣控制：利用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制；3、電控制：利用強(qiáng)、弱電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制，如接觸器控制、微機(jī)控制（PLC控制）；4、液壓控制：利用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制；

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20224石油鉆采機(jī)械——任連城三、控制方式的選擇鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20224石油鉆四、鉆機(jī)的氣控制系統(tǒng)

１、氣動(dòng)控制技術(shù)

氣動(dòng)控制技術(shù)是利用壓縮空氣作為傳遞動(dòng)力或信號(hào)的工作介質(zhì)，配合氣動(dòng)控制系統(tǒng)的主要?dú)鈩?dòng)元件，與機(jī)械、液壓、電氣、電子（包括PLC控制器和微電腦）等部分或全部綜合構(gòu)成的控制回路，使氣動(dòng)元件按生產(chǎn)工藝要求的工作狀況、按設(shè)定的順序或條件動(dòng)作。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20225石油鉆采機(jī)械——任連城四、鉆機(jī)的氣控制系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20225石２、氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、使用安全；2）以空氣作介質(zhì)，排氣處理簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)、緊湊。3）利用空氣的可壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虝r(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。4）壓縮空氣工作壓力低(0.7～1MPa)，氣控元件制造精度不是很高，易制造，好維修，操作簡(jiǎn)便，工作可靠。5）壓縮空氣不易燃，不污染，使用安全、衛(wèi)生。6）可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20226石油鉆采機(jī)械——任連城２、氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20226石油３、氣控制系統(tǒng)的組成

1）氣源系統(tǒng)：空壓機(jī)、干燥機(jī)及氣源處理裝置。2）控制元件：壓力、流量和方向控制閥以及各種邏輯元件等。3）氣路輔件：包括供氣管線、氣動(dòng)傳感器、氣液元件，消聲器、連接閥件等：4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包括氣離合器、氣缸、氣貓頭、氣馬達(dá)、伊頓盤(pán)剎等。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20227石油鉆采機(jī)械——任連城３、氣控制系統(tǒng)的組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022第二節(jié)氣源裝置

由空氣壓縮機(jī)和空氣凈化裝置組成，為氣控系統(tǒng)提供干燥、清潔的壓縮空氣。

氣源裝置的組成及工藝流程見(jiàn)下頁(yè)圖。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20228石油鉆采機(jī)械——任連城第二節(jié)氣源裝置鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20228石油鉆采氣源裝置的組成及工藝流程1—壓縮機(jī)；2—冷卻器；3—油水分離器；4—儲(chǔ)氣罐；5—干燥器；6—分水濾氣器；7—儲(chǔ)氣罐；8—加熱器；9—分配閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/20229石油鉆采機(jī)械——任連城氣源裝置的組成及工藝流程1—壓縮機(jī)；2—冷卻器；3—油水分離

一空氣壓縮機(jī)(氣源制備裝置)目前，鉆機(jī)所用的空氣壓縮機(jī)主要有兩種：活塞式、螺桿式。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202210石油鉆采機(jī)械——任連城一空氣壓縮機(jī)(氣源制備裝置)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2１、活塞式壓縮機(jī)1)工作原理：

電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲軸連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作腔的容積作周期性變化，它與吸、排氣閥的啟閉動(dòng)作相配合，實(shí)現(xiàn)包括吸氣、壓縮、排氣和膨脹4個(gè)過(guò)程的工作循環(huán)，從而不斷吸入、壓縮并排出氣體。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202211石油鉆采機(jī)械——任連城１、活塞式壓縮機(jī)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202211石油鉆2)組成

活塞式壓縮機(jī)主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作部件及機(jī)體構(gòu)成。此外還有潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)節(jié)等輔助系統(tǒng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202212石油鉆采機(jī)械——任連城2)組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202212石油鉆采機(jī)械2．螺桿式壓縮機(jī)1)工作原理:在空壓機(jī)殼體中裝有一對(duì)相互嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子，其中一根轉(zhuǎn)子具有凸面齒形，另一根轉(zhuǎn)子具有凹面齒形，兩根轉(zhuǎn)子之間及殼體三者圍成的空間，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過(guò)程中沿軸向移動(dòng)，其容積逐漸減小，這樣，從進(jìn)口吸入的空氣逐漸被壓縮，并從出口排出。螺桿式空壓機(jī)需要加油進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑及密封，所以在出口處需設(shè)置油分離器。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202213石油鉆采機(jī)械——任連城2．螺桿式壓縮機(jī)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202213石油鉆

2)螺桿式壓縮機(jī)的組成:主要零部件有：陰螺桿、陽(yáng)螺桿、機(jī)體、軸承、同步齒輪以及密封組件等。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202214石油鉆采機(jī)械——任連城2)螺桿式壓縮機(jī)的組成:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20223、活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的特性比較

螺桿壓縮機(jī)性能優(yōu)良，具有長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作能力。它與活塞式壓縮機(jī)相比，具有易損件少,大修周期長(zhǎng),耗能少，氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,無(wú)人值守，適應(yīng)鉆機(jī)配套要求。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202215石油鉆采機(jī)械——任連城3、活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的特性比較螺桿壓縮機(jī)性能

二、氣源處理裝置

1、冷卻器

壓縮機(jī)排出的壓縮空氣有很高的溫度，可達(dá)150多度，其中也含有許多水、油蒸汽，必須加以冷卻。冷卻的目的：一是降溫，二是讓水、油蒸汽冷凝后除去。冷卻方式：風(fēng)冷卻；水冷卻。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202216石油鉆采機(jī)械——任連城二、氣源處理裝置鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20221

2、油水分離器

作用：除去壓縮空氣中的絕大部分水和油；

原理：利用離心、碰撞、吸附等原理來(lái)分離。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202217石油鉆采機(jī)械——任連城2、油水分離器

作用：除去壓縮空氣中的絕大部分水和油3、干燥器

干燥瓶的作用：進(jìn)一步清除壓縮空氣中的水分。干燥器類型：冷凍式；吸附式。

1)冷凍式:

將濕空氣冷卻到其露點(diǎn)溫度以下，使空氣中水蒸氣凝結(jié)成水滴并清除出去，然后再將壓縮空氣加熱至環(huán)境溫度輸送出去。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202218石油鉆采機(jī)械——任連城3、干燥器1)冷凍式:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022進(jìn)入干燥器的空氣首先進(jìn)入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻的空氣中析出的水份和油份經(jīng)分離器排出。然后，空氣再進(jìn)入致冷器，進(jìn)一步冷卻到2～5℃，使空氣中含有的水份、油份等由于溫度的降低而進(jìn)一步大量地析出，經(jīng)分水排水器排出。冷卻后的空氣再進(jìn)入熱交換器加熱輸出。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202219石油鉆采機(jī)械——任連城進(jìn)入干燥器的空氣首先進(jìn)入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻2)吸附式:

吸附式干燥器由兩個(gè)干燥瓶和加熱器組成（見(jiàn)下頁(yè)圖）。干燥瓶?jī)?nèi)裝有吸附劑（如硅膠、鋁膠等）。經(jīng)油水分離器分離后的壓縮空氣進(jìn)入干燥瓶。干燥瓶?jī)?nèi)的吸附劑吸收壓縮空氣中的水分，排出干燥氣體。經(jīng)干燥處理后的壓縮空氣含水量一般不應(yīng)超過(guò)0.01～0.03克／米3。吸水達(dá)到飽和后的吸附劑需加熱再生，脫水后備用。兩個(gè)干燥瓶輪流使用，一個(gè)工作，另一個(gè)再生備用。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202220石油鉆采機(jī)械——任連城2)吸附式:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202220石油鉆鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202221石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202221石油鉆采機(jī)械——任連城4、分水濾氣器作用：精密過(guò)濾壓縮空氣。精度可達(dá)95%以上。結(jié)構(gòu)：1）外杯為透明體，可以看到內(nèi)部積水。2）濾網(wǎng)為粉末燒結(jié)體，孔隙小，過(guò)濾精度高；強(qiáng)度高。3）濾網(wǎng)下部橡膠罩用以防止氣流將杯底積水?dāng)嚻?。原理：利用離心、碰撞、篩分等原理來(lái)分離。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202222石油鉆采機(jī)械——任連城4、分水濾氣器鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202222石油鉆采第三節(jié)氣控制閥

氣控制閥可分為三大類：

壓力控制閥(壓力閥)——作用是：通過(guò)控制氣控系統(tǒng)的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)作用力、作用力矩的控制。常用壓力閥有：調(diào)壓閥（減壓閥）、溢流閥（安全閥）、兩用繼氣器等。

流量控制閥(流量閥)——作用是：通過(guò)控制氣體在系統(tǒng)中的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的控制。常用的有節(jié)流閥、快速放氣閥等。

方向控制閥(換向閥)——作用是：通過(guò)控制氣體在系統(tǒng)中的流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的控制。常用的有：兩通閥、三通旋塞閥、氣控二位三通閥(兩用繼氣器)等。

在控制原理圖中，用一定的符號(hào)來(lái)表示不同的閥。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202223石油鉆采機(jī)械——任連城第三節(jié)氣控制閥在控制原理圖中，用一定的符號(hào)來(lái)表示不同的閥一、壓力控制閥(壓力閥)

它依靠作用在閥心上的氣壓力和彈簧力相平衡以獲得被控制氣體的一定壓力。改變彈簧力即改變?cè)胶鉅顟B(tài)，閥內(nèi)通道也隨之改變，從而使與壓力閥并聯(lián)或串聯(lián)的氣路中空氣壓力也相應(yīng)發(fā)生變化。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202224石油鉆采機(jī)械——任連城一、壓力控制閥(壓力閥)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20221、調(diào)壓閥（減壓閥）

調(diào)壓閥是在一定的進(jìn)口壓力下，通過(guò)調(diào)節(jié)手柄(或踏板)，可送出不同的出口壓力。調(diào)壓閥有單向、雙向兩種。

調(diào)壓閥種類繁多，雖然在結(jié)構(gòu)、調(diào)壓精度、用途上有所不同，但它們的工作原理基本相同。常見(jiàn)的調(diào)壓閥有：直動(dòng)式調(diào)壓閥；內(nèi)部先導(dǎo)式調(diào)壓閥；外部先導(dǎo)式調(diào)壓閥；過(guò)濾調(diào)壓閥等。在控制原理圖中，用一定的圖形符號(hào)來(lái)表示不同的閥。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202225石油鉆采機(jī)械——任連城1、調(diào)壓閥（減壓閥）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202225石直動(dòng)式、先導(dǎo)式調(diào)壓閥過(guò)濾調(diào)壓閥單向壓力順序閥安全閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202226石油鉆采機(jī)械——任連城直動(dòng)式、先導(dǎo)式調(diào)壓閥過(guò)濾調(diào)壓閥單向壓力順序閥安全閥鉆機(jī)的控制

直動(dòng)式調(diào)壓閥1—調(diào)節(jié)手柄；2、3—調(diào)壓彈簧；4—溢流閥口；5—膜片；6—反饋導(dǎo)管；7—閥桿；8—進(jìn)氣閥；9—復(fù)位彈簧；10—溢流口；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202227石油鉆采機(jī)械——任連城直動(dòng)式調(diào)壓閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202227石油鉆采◆工作原理：

1）初始狀態(tài)，兩閥口均堵死，無(wú)壓力氣輸出；2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄，壓縮彈簧，推動(dòng)溢流閥座下行，推動(dòng)閥桿下行，進(jìn)氣閥開(kāi)啟，經(jīng)節(jié)流后輸出口有相應(yīng)氣壓輸出；輸出氣壓經(jīng)反饋導(dǎo)管進(jìn)入反饋腔，壓縮膜片，使溢流閥座上移，進(jìn)氣閥口略減小，輸出氣壓穩(wěn)定在某一值；調(diào)壓閥處于正常工作狀態(tài)；3）順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄，可使輸出氣壓增大或減小。4）輸出氣壓只能在低于進(jìn)氣壓力的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202228石油鉆采機(jī)械——任連城◆工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202228石油鉆采機(jī)◆結(jié)構(gòu)組成主要組成部分是三個(gè)工作腔、兩閥：

進(jìn)氣腔A、出氣腔B、反饋腔C；

進(jìn)氣閥（位于A、B腔之間）、溢流閥（位于C腔與排氣口之間）。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)先導(dǎo)式單向調(diào)壓閥12/21/202229石油鉆采機(jī)械——任連城◆結(jié)構(gòu)組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)先導(dǎo)式單向調(diào)壓閥12/19/2022工作原理：

調(diào)壓閥在進(jìn)氣（工作與調(diào)壓)時(shí)，操縱機(jī)構(gòu)(頂舌)將上閥座壓下(圖b)使球形閥下端球面將下閥座放氣通孔關(guān)閉。當(dāng)上閥座繼續(xù)向下移動(dòng)，球形閥上端球面便將上閥座通孔逐漸打開(kāi)，使氣源由氣室A進(jìn)入氣室B，同時(shí)經(jīng)孔D進(jìn)入氣室C。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202230石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202230石油鉆采機(jī)械工作原理：當(dāng)操縱桿在某一位置停止操作時(shí)，氣室B的上閥座通孔及下閥座的放氣孔，由于下閥座與調(diào)壓彈簧相互壓力平衡而都關(guān)閉(圖c)。此時(shí)氣室B的氣體壓力的大小，取決于操縱桿的下壓程度。當(dāng)氣室B的壓力低于開(kāi)始調(diào)整的壓力時(shí)，由于調(diào)壓彈簧的作用，又將上閥座自動(dòng)打開(kāi)，直到恢復(fù)開(kāi)始調(diào)整的壓力后又自動(dòng)關(guān)閉，以保持氣室B的恒壓(圖c)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202231石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202231石油鉆采機(jī)械工作原理：排氣時(shí)，將操縱機(jī)構(gòu)松開(kāi)(圖a)，上閥座在頂桿套彈簧作用下向上移動(dòng)復(fù)位，關(guān)閉氣室A與氣室B的通路，同時(shí)打開(kāi)氣室B的放氣通路，將氣室B的進(jìn)氣通路內(nèi)的氣源放掉。調(diào)壓閥的工作性能與調(diào)壓彈簧有很大關(guān)系，要選擇恰當(dāng)，剛性過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響調(diào)壓閥的靈敏性。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202232石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202232石油鉆采機(jī)械

◆調(diào)壓閥在鉆機(jī)上的應(yīng)用：

在鉆機(jī)氣控制系統(tǒng)中，調(diào)壓閥主要用在要求平穩(wěn)啟動(dòng)和有變換操作壓力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，如：1）控制剎車氣缸的輸入氣壓，從而得到不同的制動(dòng)力矩；2）控制轉(zhuǎn)盤(pán)離合器、絞車高低速檔離合器，使轉(zhuǎn)盤(pán)、絞車滾筒能夠平穩(wěn)的起動(dòng)；3）控制柴油機(jī)油門(mén)調(diào)節(jié)氣缸的輸入氣壓，從而調(diào)節(jié)柴油機(jī)的油門(mén)大小，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

注：對(duì)于進(jìn)氣流量較大的執(zhí)行元件，不能用調(diào)壓閥直接供氣，要與調(diào)壓繼氣器聯(lián)合使用。調(diào)壓閥控制調(diào)壓繼氣器，調(diào)壓繼氣器向執(zhí)行元件輸入壓力氣。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202233石油鉆采機(jī)械——任連城◆調(diào)壓閥在鉆機(jī)上的應(yīng)用：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022

2安全閥（溢流閥）

作用：回路中壓力超過(guò)某定值時(shí)，用安全閥往外放氣。安全閥在系統(tǒng)中起過(guò)載保護(hù)作用。安全閥也分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式。結(jié)構(gòu)上分為：活塞式、球閥式、膜片式等。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202234石油鉆采機(jī)械——任連城2安全閥（溢流閥）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20球閥式膜片式鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202235石油鉆采機(jī)械——任連城球閥式膜片式鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202235石油鉆采機(jī)

工作原理：當(dāng)系統(tǒng)中壓力在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，作用在球閥上的壓力小于彈簧力，球閥處于關(guān)閉狀態(tài)；系統(tǒng)壓力升高，作用在球閥上的壓力大于彈簧力時(shí)，球閥左移，氣體從溢流口放出，直到系統(tǒng)壓力降至規(guī)定壓力以下，球閥在彈簧力的作用下右移并重新關(guān)閉。溢流口進(jìn)氣口鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202236石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：當(dāng)系統(tǒng)中壓力在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，作用在球閥上3、調(diào)壓繼氣器

調(diào)壓繼氣器要與調(diào)壓閥聯(lián)合使用。調(diào)壓繼氣器安裝于執(zhí)行元件的附近，輸出口與執(zhí)行元件進(jìn)氣口直接相連。

◆結(jié)構(gòu)：(見(jiàn)圖)

調(diào)壓繼氣器結(jié)構(gòu)原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202237石油鉆采機(jī)械——任連城3、調(diào)壓繼氣器調(diào)壓繼氣器結(jié)構(gòu)原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/1◆工作原理

（1）當(dāng)控制口沒(méi)有控制信號(hào)時(shí)，在主彈簧的作用下，移動(dòng)閥座處于最右端，進(jìn)氣口與輸出口不通，輸出口與排氣口相通，氣動(dòng)系統(tǒng)無(wú)壓力氣；

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202238石油鉆采機(jī)械——任連城◆工作原理鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202238石油鉆采機(jī)◆工作原理

（2）當(dāng)向控制口出入一定壓力的信號(hào)時(shí)，氣壓推力克服主彈簧力，移動(dòng)閥座左移。當(dāng)左閥芯將排氣口堵死時(shí)，調(diào)壓繼氣器處于臨界狀態(tài)；繼續(xù)增大控制氣壓，移動(dòng)閥座繼續(xù)左移，而閥芯不動(dòng)。右閥芯與閥座分離，進(jìn)氣閥開(kāi)啟，進(jìn)氣口的氣源氣體經(jīng)進(jìn)氣閥口節(jié)流后由輸出口輸出。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202239石油鉆采機(jī)械——任連城◆工作原理鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202239石油鉆采機(jī)

根據(jù)節(jié)流原理，進(jìn)氣閥口開(kāi)啟度越大，輸出氣壓越高；反之，輸出氣壓越低。而進(jìn)氣閥口的開(kāi)啟度與控制氣壓成正比關(guān)系。結(jié)論：輸出氣壓于控制氣壓成正比?？刂茐毫υ礁?，輸出氣壓越高。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202240石油鉆采機(jī)械——任連城根據(jù)節(jié)流原理，進(jìn)氣閥口開(kāi)啟度越大，輸出氣壓越高；反之，

◆調(diào)壓繼氣器的應(yīng)用

調(diào)壓繼氣器應(yīng)用于要求調(diào)壓、且供氣量較大的場(chǎng)合。如：控制轉(zhuǎn)盤(pán)離合器、轉(zhuǎn)盤(pán)高低速檔離合器。這些離合器都是通風(fēng)型氣胎離合器，尺寸較大，耗氣量大。分別控制轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)盤(pán)滾筒的啟動(dòng)與停車。為使控制靈敏，需要調(diào)壓繼氣器與調(diào)壓閥配合使用。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202241石油鉆采機(jī)械——任連城◆調(diào)壓繼氣器的應(yīng)用鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202241石

二流量控制閥(流量閥)

用來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)氣或排氣的流量，以調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度。由于空氣的可壓縮性，氣控制系統(tǒng)就不能采用容積調(diào)速，只可能采用節(jié)流調(diào)速。任何一個(gè)流量閥都有一個(gè)發(fā)生節(jié)流的部分，大多是可調(diào)的。通過(guò)調(diào)節(jié)過(guò)流斷面的大小，來(lái)調(diào)節(jié)氣體流量的大小。氣流經(jīng)小孔或縫隙也必然產(chǎn)生顯著的壓力降。

1、單向節(jié)流閥

◆結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)：如下頁(yè)圖所示，由節(jié)流閥與單向閥構(gòu)成。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202242石油鉆采機(jī)械——任連城二流量控制閥(流量閥)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/21、單向節(jié)流閥工作原理：當(dāng)氣源接B口，由A（或C）輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn)變速進(jìn)氣和快放氣。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202243石油鉆采機(jī)械——任連城1、單向節(jié)流閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202243石油鉆采工作原理：當(dāng)氣源接A（或C）口，由B輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)氣和變速放氣。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202244石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202244石油鉆采機(jī)械2、快速放氣閥

◆作用裝在氣胎離合器、氣缸等耗氣量較大的執(zhí)行元件的進(jìn)口管線上。就近、快速放掉執(zhí)行元件中的壓縮空氣，提高開(kāi)車、停車的靈敏度，延長(zhǎng)摩擦零件的使用壽命。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202245石油鉆采機(jī)械——任連城2、快速放氣閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202245石油鉆采2）快速放氣閥◆結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)：如圖所示。由閥體、閥蓋、導(dǎo)閥、導(dǎo)閥蓋、閥芯等組成。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202246石油鉆采機(jī)械——任連城2）快速放氣閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202246石油鉆采工作原理：

1)當(dāng)經(jīng)過(guò)快速放氣閥向執(zhí)行元件供氣時(shí)，壓力氣推動(dòng)導(dǎo)閥在閥體內(nèi)向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也推動(dòng)閥芯在導(dǎo)閥內(nèi)向左運(yùn)動(dòng)。使導(dǎo)閥堵死放氣口，閥芯與閥座分離，壓縮氣體沿閥芯的軸向槽向左流動(dòng)，然后經(jīng)徑向槽進(jìn)入執(zhí)行元件。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202247石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202247石油鉆采機(jī)械工作原理：

2)當(dāng)氣源被切斷后，執(zhí)行元件內(nèi)的壓力氣體推動(dòng)閥芯、導(dǎo)閥向右運(yùn)動(dòng)，放氣口打開(kāi)，執(zhí)行元件內(nèi)的壓力氣體由放氣口快速排空。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202248石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202248石油鉆采機(jī)械三方向控制閥(換向閥)

用來(lái)控制氣體流動(dòng)方向的閥。用閥芯切換進(jìn)、出氣通道即可使氣路換向。按操縱方式可分為手動(dòng)和氣控兩種。按照閥芯的運(yùn)動(dòng)方式課可分為：滑閥式和轉(zhuǎn)閥式；按照操作方式可分為：手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、氣動(dòng)式，電磁換向閥；按照工作位數(shù)或控制通道數(shù)可分為兩位的、三位的、四位的、多位的和兩通的、三通的、四通的、六通的。常用的有：兩通閥、三通旋塞閥、氣控二位三通閥(兩用繼氣器)等。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202249石油鉆采機(jī)械——任連城三方向控制閥(換向閥)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202241、二位三通換向閥（二通氣開(kāi)關(guān)）

◆結(jié)構(gòu)：

有一個(gè)供氣口Ⅰ，一個(gè)輸出氣口E，一個(gè)排氣口A。當(dāng)通道加多時(shí)，同樣的零件也可構(gòu)成三通閥和四通閥。

◆作用控制一個(gè)對(duì)象的進(jìn)氣、排氣。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202250石油鉆采機(jī)械——任連城1、二位三通換向閥（二通氣開(kāi)關(guān)）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/◆原理：手柄有兩個(gè)位置：a）Ⅰ→E，A堵死，向系統(tǒng)供氣；b）Ⅰ堵死，E→A，系統(tǒng)氣體排空。ⅠEA鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202251石油鉆采機(jī)械——任連城◆原理：ⅠEA鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202251石油鉆三通旋塞閥：手柄有兩個(gè)位置，或使A與B相通；或使A與C相通；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202252石油鉆采機(jī)械——任連城三通旋塞閥：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202252石油鉆采機(jī)

2、三位四通換向閥（三通氣開(kāi)關(guān)）

◆結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。

有一個(gè)供氣口Ⅰ，兩個(gè)輸出氣口E1、E2，兩個(gè)排氣口A1、A2。手柄有三個(gè)位置：a）Ⅰ→E1，E2→A2，向一個(gè)系統(tǒng)供氣；b）Ⅰ→E2，堵死，E1→A1，向另一個(gè)系統(tǒng)供氣；c）Ⅰ堵死，E1、E2與A聯(lián)通

ⅠE1AE2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202253石油鉆采機(jī)械——任連城2、三位四通換向閥（三通氣開(kāi)關(guān)）ⅠE1AE2鉆機(jī)的控制系ⅠE1AE2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202254石油鉆采機(jī)械——任連城ⅠE1AE2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202254石油鉆采機(jī)◆作用控制兩個(gè)互鎖的系統(tǒng)，使得當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)不工作。例如：控制貓頭離合器和貓頭慣性剎車兩個(gè)系統(tǒng)：當(dāng)貓頭離合器進(jìn)氣時(shí)，貓頭慣性剎車放氣；當(dāng)貓頭慣性剎車進(jìn)氣時(shí)，貓頭離合器放氣。ⅠE1AE2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202255石油鉆采機(jī)械——任連城◆作用控制兩個(gè)互鎖的系統(tǒng)，使得當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)，另一個(gè)3、兩用繼氣器

兩用繼氣器要與氣開(kāi)關(guān)聯(lián)合使用。兩用繼氣器安裝于執(zhí)行元件的附近，輸出口與執(zhí)行元件進(jìn)氣口直接相連。它在一個(gè)小氣量的控制氣遙控作用下，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到主氣路大流量的工作氣。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202256石油鉆采機(jī)械——任連城3、兩用繼氣器鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202256石油鉆采3、兩用繼氣器

◆結(jié)構(gòu)：由控制氣室A，常閉氣室B，常開(kāi)氣室C和一個(gè)活塞閥構(gòu)成。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202257石油鉆采機(jī)械——任連城3、兩用繼氣器鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20225工作原理：

主要是依靠控制氣壓作用在活塞上產(chǎn)生的推力與彈簧力相互平衡，從而使閥芯移動(dòng)，開(kāi)啟或關(guān)閉閥口來(lái)完成執(zhí)行元件的進(jìn)氣、放氣。一個(gè)兩用繼氣器由于氣路連接的不同，可以使其成為常開(kāi)式或常閉式鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202258石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202258石油鉆采機(jī)械

（1）常閉式

當(dāng)控制口無(wú)控制氣時(shí)，活塞在彈簧的作用下向左移動(dòng)，活塞帶動(dòng)閥門(mén)也向左移動(dòng)，堵住內(nèi)閥的通道，使氣源與通向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣路切斷，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)放氣。當(dāng)控制口有控制氣時(shí)，放氣口堵死，氣源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣路接通。兩用繼氣器工作原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202259石油鉆采機(jī)械——任連城（1）常閉式兩用繼氣器工作原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/

（2）常開(kāi)式

將常閉式兩用繼氣器Ⅰ、Ⅱ通道反接，即變成常開(kāi)式。當(dāng)控制口無(wú)控制氣時(shí)，在彈簧的作用下，活塞帶動(dòng)閥門(mén)處于左端位置，堵住內(nèi)閥，氣源通路Ⅱ與執(zhí)行機(jī)構(gòu)通路G接通，執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)氣。當(dāng)控制口有控制氣時(shí)，活塞與閥門(mén)被推向右端，堵住外閥，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)通道G與放空通道Ⅰ接通，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)放空。

兩用繼氣器工作原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202260石油鉆采機(jī)械——任連城（2）常開(kāi)式兩用繼氣器工作原理示意圖鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/◆兩用繼氣器的應(yīng)用

在鉆機(jī)氣控制系統(tǒng)中，耗氣量較大、對(duì)啟動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合，大都用兩用繼氣器與氣開(kāi)關(guān)配合控制。如：泥漿泵離合器的控制回路：控制泵的啟、停；并車離合器的控制回路：控制某臺(tái)柴油機(jī)的摘、掛；

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202261石油鉆采機(jī)械——任連城◆兩用繼氣器的應(yīng)用鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202261石油4、導(dǎo)氣龍頭（風(fēng)葫蘆）作用：把氣從管線靜止部分引入旋轉(zhuǎn)部分。

（1）單向?qū)恺堫^當(dāng)沖管與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接后，密封蓋受彈簧的壓力與沖管的密封端貼合，形成一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的密封通道。例如：將氣體導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)的氣胎離合器中，需要將軸內(nèi)鉆孔，將導(dǎo)氣龍頭旋到軸上，才能將氣體導(dǎo)入。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202262石油鉆采機(jī)械——任連城4、導(dǎo)氣龍頭（風(fēng)葫蘆）（1）單向?qū)恺堫^鉆機(jī)的控制系統(tǒng)1

（2）雙向?qū)恺堫^基本原理與單向?qū)恺堫^一樣。只是可以提供兩個(gè)獨(dú)立的流體通道。例如：滾筒軸上有高、低速兩個(gè)氣胎離合器，為分別控制，必須用雙向?qū)恺堫^。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202263石油鉆采機(jī)械——任連城（2）雙向?qū)恺堫^鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202263

有兩個(gè)進(jìn)氣口，一個(gè)輸出口。輸出口接執(zhí)行元件。可以由兩個(gè)氣路來(lái)控制同一個(gè)執(zhí)行元件。當(dāng)B口有壓力氣時(shí)，推動(dòng)閥芯左移，堵住C口，B→A，由來(lái)自B路的控制信號(hào)來(lái)控制。當(dāng)C口有壓力氣時(shí)，推動(dòng)閥芯左移，堵住B口，C→A，由來(lái)自C路的控制信號(hào)來(lái)控制。1—三通體；2—閥芯；3—墊圈；4—接頭；5—橡膠墊；6—螺栓螺母5、梭閥（氣控三通換向閥）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202264石油鉆采機(jī)械——任連城有兩個(gè)進(jìn)氣口，一個(gè)輸出口。輸出口接執(zhí)行元件?？梢杂?、三通旋塞閥作用：用手動(dòng)方式來(lái)切斷或連通控制氣路。通常裝在經(jīng)常檢修的設(shè)備附近。當(dāng)要檢修時(shí)，關(guān)閉三通旋塞閥，防止控制臺(tái)上誤操作而發(fā)生事故。

結(jié)構(gòu)及工作原理：其結(jié)構(gòu)如圖所示。其結(jié)構(gòu)如圖所示，錐形旋塞上有兩個(gè)互成900的通孔，閥體上有A、B、C三個(gè)通孔。三個(gè)氣口：兩個(gè)工作氣口B、C，一個(gè)放氣口A。連接時(shí)，B口接氣源，C口接執(zhí)行元件。手柄有兩個(gè)位置：當(dāng)在位置1時(shí)，B→C，A口堵死，氣源氣流進(jìn)入執(zhí)行元件；當(dāng)在位置2時(shí)，C→A，B口堵死，切斷氣源，執(zhí)行元件放氣。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202265石油鉆采機(jī)械——任連城6、三通旋塞閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202265石油鉆鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202266石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202266石油鉆采機(jī)械——任連城

7、頂桿閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202267石油鉆采機(jī)械——任連城7、頂桿閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202267石油鉆采

8、按鈕閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202268石油鉆采機(jī)械——任連城8、按鈕閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202268石油鉆第四節(jié)氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件的作用是執(zhí)行指令，完成所需的各種動(dòng)作。在鉆機(jī)上常用的氣動(dòng)執(zhí)行元件主要有：1）氣胎離合器——為徑向作用的氣動(dòng)摩擦離合器，利用摩擦力傳遞或切斷動(dòng)力。主要類型有：通風(fēng)型氣胎離合器、普通型氣胎離合器；2）氣動(dòng)盤(pán)式摩擦離合器——為軸向作用的氣動(dòng)摩擦離合器，利用摩擦力傳遞或切斷動(dòng)力。（使用數(shù)量較少）。3）氣缸——在氣壓作用下輸出往復(fù)直線位移，主要類型有：?jiǎn)巫饔脷飧祝迷趧x車、柴油機(jī)油門(mén)控制等處；雙作用氣缸，用在兩位換檔；三位氣缸，用在三位換檔。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202269石油鉆采機(jī)械——任連城第四節(jié)氣動(dòng)執(zhí)行元件鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202269石一、通風(fēng)型氣胎離合器通風(fēng)型氣胎離合器用在傳遞功率較大、頻繁啟停等較重要的場(chǎng)合。

◆結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)構(gòu)：如下頁(yè)圖所示。其中，擋板5與一根軸相固連，摩擦鼓8與另一根軸相固連。

工作原理：通風(fēng)型氣胎離合器屬?gòu)较蜃饔玫哪Σ潦诫x合器，即：充、放氣后，摩擦片徑向移動(dòng)，抱緊或松開(kāi)摩擦鼓。當(dāng)氣胎充氣時(shí)，沿半徑方向推動(dòng)摩擦片連接體，使摩擦片抱緊摩擦鼓，從而將動(dòng)力從一軸傳到另一軸。當(dāng)放氣時(shí)，氣胎回縮，在板簧作用下摩擦片連接體沿半徑回縮，摩擦片松開(kāi)摩擦鼓，切斷兩軸的動(dòng)力傳遞。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202270石油鉆采機(jī)械——任連城一、通風(fēng)型氣胎離合器鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20227012/21/202271石油鉆采機(jī)械——任連城12/19/202271石油鉆采機(jī)械——任連城12/21/202272石油鉆采機(jī)械——任連城12/19/202272石油鉆采機(jī)械——任連城1—摩擦片；2—摩擦片連接體；3—承扭桿；4—板簧；5—擋板；6—?dú)馓ィ?—鋼圈；8—摩擦鼓12345678鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202273石油鉆采機(jī)械——任連城1—摩擦片；2—摩擦片連接體；3—承扭桿；12345678鉆

◆特點(diǎn)

與普通型氣胎離合器相比，通風(fēng)型氣胎離合器有如下特點(diǎn)：1）氣胎不承受扭矩。氣胎只用做沿徑向推動(dòng)摩擦片連接體的作用，不承受扭矩，因而壽命大大增長(zhǎng)；扭矩通過(guò)摩擦片連接體傳給承扭桿，在由承扭桿傳給檔板；2）氣胎不直接受熱。摩擦片連接體由導(dǎo)熱性能很好的鋁制成，并且中間有許多通風(fēng)的空洞區(qū)域。摩擦產(chǎn)生的熱傳給摩擦片連接體后，很快散發(fā)，使得氣胎獲得的熱量很少，穩(wěn)升不大，因而壽命大大增長(zhǎng)。

二普通型氣胎離合器普通型氣胎離合器非常簡(jiǎn)單，摩擦片直接連接在氣胎上，靠氣胎的膨脹和收縮帶動(dòng)摩擦片抱緊或松開(kāi)摩擦鼓；同時(shí)還要靠氣胎來(lái)傳遞扭矩。與通風(fēng)型氣胎離合器相比，氣胎直接受熱，氣胎承受扭矩，因而壽命短，傳遞的功率小。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202274石油鉆采機(jī)械——任連城◆特點(diǎn)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202274石油鉆采機(jī)械

三三位氣缸

由于單作用、雙作用氣缸非常簡(jiǎn)單，這里就不再介紹了。僅僅介紹三位氣缸。

◆三位氣缸的作用：精確控制三位牙嵌或齒輪離合器的摘、掛。

◆三位氣缸的結(jié)構(gòu)及工作原理（見(jiàn)下頁(yè)圖）有三個(gè)進(jìn)氣口，Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3。當(dāng)Ⅰ2進(jìn)氣時(shí)，左、右活塞向兩端運(yùn)動(dòng)，直到頂住缸蓋，活塞芯和活塞桿處于中間位置（如圖所示）；當(dāng)Ⅰ1進(jìn)氣時(shí)，氣壓作用在活塞芯上，推動(dòng)活塞芯和活塞桿向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)左活塞向右運(yùn)動(dòng)，直到頂住右活塞，活塞桿完全伸出；當(dāng)Ⅰ3進(jìn)氣時(shí)，氣壓作用在活塞芯上，推動(dòng)活塞芯和活塞桿向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)右活塞向左運(yùn)動(dòng)，直到頂住左活塞，活塞桿完全縮回。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202275石油鉆采機(jī)械——任連城三三位氣缸鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202275石油鉆采1—“O”型密封圈；2—前蓋；3、11—孔用彈性擋圈；4—缸體；5—擋圈；6—右活塞；7—活塞芯；8—軸用彈性擋圈；9—左活塞；10—后蓋；12—活塞桿；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202276石油鉆采機(jī)械——任連城1—“O”型密封圈；2—前蓋；3、11—孔用彈性擋圈；4—缸第五節(jié)鉆機(jī)典型的氣控制回路（以ZJ70LC鉆機(jī)為例）一泵起?？刂啤⒉裼蜋C(jī)并車控制回路鉆機(jī)的控制系統(tǒng)

這些回路基本相似，不需要調(diào)壓、耗氣量大、放氣要快，盡量減少摩擦片一摩擦鼓的相對(duì)滑動(dòng)，從而減少摩擦磨損。12/21/202277石油鉆采機(jī)械——任連城第五節(jié)鉆機(jī)典型的氣控制回路（以ZJ70LC鉆機(jī)為例）鉆二絞車高、低速離合器控制回路回路要求：調(diào)壓、互鎖、耗氣量大、放氣快。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202278石油鉆采機(jī)械——任連城二絞車高、低速離合器控制回路鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/三、柴油機(jī)油門(mén)、剎車氣缸控制回路這些回路的共同點(diǎn)是：

執(zhí)行元件為單作用氣缸，活塞桿外伸靠氣壓力，回縮靠彈簧力；要求調(diào)壓，以獲得不同的外伸位移；耗氣量不大。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202279石油鉆采機(jī)械——任連城三、柴油機(jī)油門(mén)、剎車氣缸控制回路鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2四轉(zhuǎn)盤(pán)離合器及剎車、絞車總離合器及剎車控制回路

這些回路的共同點(diǎn)是：

執(zhí)行元件為通風(fēng)型氣胎離合器，要求調(diào)壓、離合器與剎車互鎖、耗氣量大、放氣快。轉(zhuǎn)盤(pán)離合器及剎車控制回路如下頁(yè)圖所示。特點(diǎn)：1）采用間接供氣。調(diào)壓繼氣器裝在氣胎離合器附近，可以從主氣路就近提供大流量氣體；2）采用雙向調(diào)壓閥，實(shí)現(xiàn)離合器與剎車的互鎖。當(dāng)離合器充氣時(shí)，剎車氣胎必然放氣；當(dāng)剎車氣胎充氣時(shí)，離合器必然放氣，切斷動(dòng)力。3）利用調(diào)壓閥控制，可以通過(guò)控制氣壓實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)緩慢啟動(dòng)、微調(diào)轉(zhuǎn)速等。絞車總離合器及剎車控制回路與上完全相同，不再贅述。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202280石油鉆采機(jī)械——任連城四轉(zhuǎn)盤(pán)離合器及剎車、絞車總離合器及剎車控制回路鉆機(jī)的控制系1—導(dǎo)氣龍頭；2—快速放氣閥；3—調(diào)壓繼氣器；4—雙向調(diào)壓閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)ZJ70L鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)氣控制系統(tǒng)12/21/202281石油鉆采機(jī)械——任連城1—導(dǎo)氣龍頭；2—快速放氣閥；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)ZJ70L鉆機(jī)轉(zhuǎn)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202282石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202282石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的液壓控制系統(tǒng)(選講)以ZJ40DBS-J鉆機(jī)液控系統(tǒng)為例鉆機(jī)中液壓控制系統(tǒng)主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

一、鉆臺(tái)機(jī)具液壓控制系統(tǒng)1）起、放井架2）左、右液壓貓頭操作3）鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）操作4）液壓小絞車操作

二、

盤(pán)式剎車液壓控制系統(tǒng)

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202283石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的液壓控制系統(tǒng)(選講)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022

一、鉆臺(tái)機(jī)具液壓控制系統(tǒng)

機(jī)具液壓控制系統(tǒng)為鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）、液壓貓頭、液壓小絞車、井架緩沖裝置提供液壓動(dòng)力。

1、主要技術(shù)參數(shù)

隔爆電機(jī)：功率37kW轉(zhuǎn)速1000r/min軸向柱塞泵：排量160ml/r額定工作壓力：16.6MPa額定工作流量：120L/min工作介質(zhì)：夏季用HM-68抗磨液壓油，冬季用HV-32低溫抗磨液壓油液壓系統(tǒng)清潔度：NAS1638，9級(jí)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202284石油鉆采機(jī)械——任連城一、鉆臺(tái)機(jī)具液壓控制系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/2、工作原理

1）系統(tǒng)工作壓力、流量設(shè)定（見(jiàn)圖）

系統(tǒng)工作壓力為16.6MPa,由電磁溢流閥（5.1）設(shè)定。在設(shè)定壓力時(shí)，電磁溢流閥（5.1）的電磁鐵YV1必須得電。將并緊螺母松開(kāi)，用內(nèi)六角扳手順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電磁溢流閥（5.1）壓力調(diào)節(jié)螺釘，觀察系統(tǒng)壓力表（18.1）讀數(shù)，直至16.6MPa為止。系統(tǒng)的流量為120L/min,可通過(guò)調(diào)節(jié)軸向柱塞泵上的手動(dòng)旋鈕進(jìn)行設(shè)定，順時(shí)針調(diào)節(jié)為減小泵的排量，逆時(shí)針調(diào)節(jié)為增大泵的排量。手動(dòng)調(diào)節(jié)泵的調(diào)節(jié)螺桿，刻度盤(pán)指針在7-8之間為宜。然后旋動(dòng)鎖緊螺母將調(diào)節(jié)螺桿鎖緊，防止松動(dòng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202285石油鉆采機(jī)械——任連城2、工作原理鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202285石油鉆采機(jī)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202286石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202286石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202287石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202287石油鉆采機(jī)械——任連城1、3－電磁鐵線圈；2－閥芯；4、8－節(jié)流閥；5、7－單向閥；6－主閥芯當(dāng)電磁鐵左邊得電，把閥芯2推向右邊，控制油頂開(kāi)單向閥7進(jìn)入液動(dòng)閥左腔，推動(dòng)主閥芯向右端，主閥芯右端控制油經(jīng)節(jié)流閥4回郵箱。這時(shí)，主閥進(jìn)油口P和A通，油口B和A通。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202288石油鉆采機(jī)械——任連城1、3－電磁鐵線圈；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202288石

2）起、放井架

（見(jiàn)圖）

●起井架將系統(tǒng)壓力設(shè)置到10MPa,檢查各各處是否有泄漏，油缸伸縮自如否；將系統(tǒng)壓力設(shè)置到3.5MPa,操作手動(dòng)換向閥,將緩沖油缸伸出，待井架接觸到緩沖油缸；緩慢逆時(shí)針調(diào)節(jié)溢流閥旋鈕，將壓力降低，直至井架能夠緩慢移動(dòng)為止，此時(shí)系統(tǒng)壓力約為3MPa。注意，在井架接觸到緩沖油缸后，嚴(yán)禁操作手動(dòng)換向閥進(jìn)行換向，否則井架將受到損傷。●放井架將系統(tǒng)壓力設(shè)置到8MPa，緩慢操作手動(dòng)換向閥，將井架平穩(wěn)頂出。在起、放井架時(shí)，電磁溢流閥（5.1）的電磁鐵YV1必須得電。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202289石油鉆采機(jī)械——任連城2）起、放井架（見(jiàn)圖）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2012/21/202290石油鉆采機(jī)械——任連城12/19/202290石油鉆采機(jī)械——任連城

3）左、右液壓貓頭操作（見(jiàn)圖）

操作司鉆房?jī)?nèi)的電動(dòng)按鈕，分別使電磁鐵YV4、YV6、YV5、YV7得電，實(shí)現(xiàn)左、右液壓貓頭的上、卸扣動(dòng)作。電磁鐵YV5、YV7得電，左、右液壓貓頭活塞桿退回。電磁鐵YV4、YV6得電，左、右液壓貓頭活塞桿伸出。注：左、右液壓貓頭的上、卸扣壓力可在司鉆房?jī)?nèi)顯示屏上顯示。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202291石油鉆采機(jī)械——任連城3）左、右液壓貓頭操作（見(jiàn)圖）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2

4）鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）操作（見(jiàn)圖）

操作司鉆房?jī)?nèi)的電動(dòng)按鈕，使電磁鐵YV2得電或失電，從而控制鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）壓力油的通、斷。操作鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）上的手動(dòng)換向閥，實(shí)現(xiàn)鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）的正、反轉(zhuǎn)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202292石油鉆采機(jī)械——任連城4）鉆桿動(dòng)力鉗（套管動(dòng)力鉗）操作（見(jiàn)圖）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)

5）液壓小絞車操作（見(jiàn)圖）

操作司鉆房?jī)?nèi)的電動(dòng)按鈕，使電磁鐵YV3得電或失電，從而控制液壓小絞車壓力油的通、斷。操作液壓小絞車附近的手動(dòng)換向閥，實(shí)現(xiàn)液壓小絞車的正、反轉(zhuǎn)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202293石油鉆采機(jī)械——任連城5）液壓小絞車操作（見(jiàn)圖）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/

3、注意事項(xiàng)

在接通液壓站電源之前，應(yīng)做以下工作：1）加入液壓油時(shí)應(yīng)用20μ過(guò)濾器過(guò)濾液壓油，保證油液干凈。2）檢查各油管及相關(guān)連接是否符合圖紙要求，接頭螺母連接是否緊固,無(wú)松動(dòng)。3）檢查油箱液溫計(jì)上顯示的油位是否合符要求。4）用手搬動(dòng)軸向柱塞泵與電機(jī)之間的聯(lián)軸器，應(yīng)旋轉(zhuǎn)自如，無(wú)卡死象。5）為了延長(zhǎng)軸向柱塞泵的使用壽命，減小能量的消耗，在啟動(dòng)、停止液壓泵之前或用柱塞泵進(jìn)行油液循環(huán)時(shí)，應(yīng)確保電磁溢流閥（5.1）的電磁鐵YV1為失電狀態(tài)，讓泵卸荷。6）液壓油在連續(xù)使用后如發(fā)現(xiàn)變色有沉淀時(shí)，應(yīng)更換液壓油，并清洗油箱后加入新油。7）泵站油箱及泵、閥均不能被陽(yáng)光直接照射，保證液壓油溫度最高不超過(guò)70℃，最低不低于15℃，以延長(zhǎng)液壓油的使用壽命。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202294石油鉆采機(jī)械——任連城3、注意事項(xiàng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202294石油鉆

4、維護(hù)與保養(yǎng)

1）液壓管線接頭漏油：檢查接頭螺母是否擰緊，接頭密封件是否老化，如老化應(yīng)更換密封件。2）液壓管線壓合處漏油：應(yīng)更換液壓管線。3）液壓泵壓力油出口處壓力表不顯示壓力值：首先檢查油箱內(nèi)是否有液壓油，溢流閥的閥芯是否卡死，然后再檢查液壓泵出口處是否有壓力油壓出，如無(wú)壓力油壓出，檢查液壓泵吸油口管路是否有接頭螺母松動(dòng)，如仍無(wú)問(wèn)題，則需更換液壓泵。4）防爆電液換向閥不動(dòng)作，而壓力表有壓力顯示：首先檢查電磁鐵是否有吸合力量，如無(wú)問(wèn)題則拆換向閥閥體進(jìn)行清洗，并手動(dòng)換向觀察閥芯是否動(dòng)作。如閥芯不動(dòng)作，則需更換電磁閥并對(duì)閥進(jìn)行維修。5）泵的排量較?。簷z查泵的刻度盤(pán)指針是否在7-8之間，再檢查過(guò)濾器是否已過(guò)臟將過(guò)濾器堵塞。如過(guò)濾器堵塞，更換過(guò)濾器濾芯。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202295石油鉆采機(jī)械——任連城4、維護(hù)與保養(yǎng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202295石油

二、盤(pán)式剎車液壓控制系統(tǒng)

1、功能

工作制動(dòng)通過(guò)操作剎車閥的控制手柄，調(diào)節(jié)工作鉗對(duì)制動(dòng)盤(pán)的正壓力，從而為主機(jī)提供大小可調(diào)的剎車力矩，滿足送鉆、起下鉆等不同工況的要求。緊急制動(dòng)遇到緊急情況時(shí)，按下緊急制動(dòng)按鈕，工作鉗、安全鉗全部參與制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緊急剎車。

駐車制動(dòng)當(dāng)鉆機(jī)不工作或司鉆要離開(kāi)操作臺(tái)時(shí)，拉下駐車制動(dòng)手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑落。

過(guò)卷保護(hù)當(dāng)大鉤提升重物上升到某位置，由于操作員失誤或其它原因，應(yīng)該工作制動(dòng)而未實(shí)施制動(dòng)時(shí)，過(guò)卷閥或防碰閥會(huì)發(fā)出信號(hào)，工作鉗和安全鉗全部參與剎車，實(shí)施緊急制動(dòng)，避免碰天車事故。

誤操作保護(hù)當(dāng)司鉆未按規(guī)定要求解除駐車制動(dòng)、緊急制動(dòng)時(shí)，所有剎車鉗都處在制動(dòng)狀態(tài)，從而起到了安全保護(hù)作用。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202296石油鉆采機(jī)械——任連城二、盤(pán)式剎車液壓控制系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/22、主要技術(shù)參數(shù)

1)工作鉗鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202297石油鉆采機(jī)械——任連城2、主要技術(shù)參數(shù)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202297石2)安全鉗鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202298石油鉆采機(jī)械——任連城2)安全鉗鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202298石油鉆采機(jī)3)液壓系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/202299石油鉆采機(jī)械——任連城3)液壓系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202299石油鉆采

3、制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括：工作鉗、安全鉗、剎車盤(pán)和鉗架四部分，其結(jié)構(gòu)及布置。（見(jiàn)圖）1、工作鉗工作鉗主要由常開(kāi)式單作用油缸、桿杠及剎車塊組成，其結(jié)構(gòu)及工作原理參見(jiàn)圖。（見(jiàn)圖）2、安全鉗安全鉗主要由常閉式單作用油缸、碟簧、桿杠、剎車塊組成，其結(jié)構(gòu)及工作原理參見(jiàn)圖。（見(jiàn)圖）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022100石油鉆采機(jī)械——任連城3、制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022100

4、液壓系統(tǒng)原理

1）工作制動(dòng)

工作制動(dòng)是由剎把控制剎車閥（12）實(shí)現(xiàn)的。剎車閥為手動(dòng)比例減壓閥，閥的輸出壓力隨著拉動(dòng)剎把而呈比例變化。當(dāng)剎把拉到最大角度時(shí)，對(duì)應(yīng)閥的輸出壓力最大，工作鉗制動(dòng)力最大；剎把推到原始位置，閥輸出壓力為零，工作鉗松剎。每個(gè)回路中設(shè)有單向節(jié)流閥（18），在工作鉗制動(dòng)時(shí)起緩沖作用，使制動(dòng)力逐漸施加，避免因操縱過(guò)猛而對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022101石油鉆采機(jī)械——任連城4、液壓系統(tǒng)原理鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022101石

2）緊急制動(dòng)

緊急制動(dòng)是由緊急按鈕閥（15）控制的，該閥是一個(gè)手動(dòng)換向氣閥，控制氣控?fù)Q向閥（16）。當(dāng)按下緊急制動(dòng)按鈕時(shí)，切斷氣源，氣控?fù)Q向閥（16）彈簧復(fù)位，實(shí)現(xiàn)安全鉗制動(dòng)；同時(shí)，液控?fù)Q向閥（17）因控制端失壓而換向，壓力油直接進(jìn)入工作鉗，實(shí)現(xiàn)工作鉗制動(dòng)。即：所有制動(dòng)鉗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了緊急制動(dòng)。解除緊急制動(dòng)時(shí)，同上述解除駐車制動(dòng)一樣，必須先將剎把拉至“剎”位，再拔出緊急制動(dòng)按鈕，才能解除緊急制動(dòng)。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022102石油鉆采機(jī)械——任連城2）緊急制動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2

3）過(guò)卷保護(hù)

當(dāng)絞車提升重物接近天車時(shí)，絞車上安裝的氣動(dòng)行程閥由于外力碰撞而動(dòng)作，使氣路接通。即正常工作時(shí)，氣控?fù)Q向閥（16）控制端通氣源，這時(shí)，由過(guò)卷閥輸出的氣信號(hào)控制氣控?fù)Q向氣閥（14）換向，切斷氣源，實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022103石油鉆采機(jī)械——任連城3）過(guò)卷保護(hù)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202

4）駐車制動(dòng)

駐車制動(dòng)閥（19）為手動(dòng)換向閥，拉動(dòng)手柄，駐車制動(dòng)閥換向，使安全鉗油缸卸壓，彈簧力使安全鉗實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)。解除駐車制動(dòng)時(shí)，必須先將剎把拉至“剎”位，使剎車閥（12）的輸出壓力控制誤操縱保護(hù)閥（13）換向，再推動(dòng)駐車制動(dòng)閥手柄，將壓力油輸入到安全鉗油缸，克服碟簧力，解除駐車制動(dòng)。注意：解除駐車制動(dòng)，必須先拉工作制動(dòng)剎把，再推駐車制動(dòng)手柄方能解鎖。該回路中設(shè)有單向節(jié)流閥（18），在安全鉗制動(dòng)時(shí)起緩沖作用，使制動(dòng)力逐漸施加，保護(hù)設(shè)備。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022104石油鉆采機(jī)械——任連城4）駐車制動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/

5）誤操作保護(hù)

需要解除駐車時(shí)，必須先把剎車閥（12）的剎把拉至“剎”位，再推駐車手柄。若司鉆操縱時(shí)，沒(méi)有按照規(guī)程執(zhí)行，先推駐車手柄，此時(shí)，駐車制動(dòng)不但沒(méi)有解除，反而工作鉗也處于全制動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)誤操縱保護(hù)功能。它強(qiáng)迫司鉆必須按規(guī)程操作。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022105石油鉆采機(jī)械——任連城5）誤操作保護(hù)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/返回84、88、89、90、9112/21/2022106石油鉆采機(jī)械——任連城返回84、88、89、90、9112/19/2022106石返回65、66、67、68、6912/21/2022107石油鉆采機(jī)械——任連城返回65、66、67、68、6912/19/2022107石12/21/2022108石油鉆采機(jī)械——任連城12/19/2022108石油鉆采機(jī)械——任連城返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022109石油鉆采機(jī)械——任連城返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022109石油鉆采機(jī)械——工作鉗工作原理

返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022110石油鉆采機(jī)械——任連城工作鉗工作原理返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022110安全鉗工作原理

返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022111石油鉆采機(jī)械——任連城安全鉗工作原理返回鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022111本章小結(jié)：1、理解鉆機(jī)氣控制系統(tǒng)的作用、組成；2、理解鉆機(jī)控制系統(tǒng)氣源裝置的作用、組成；3、了解鉆機(jī)氣控制系統(tǒng)主要控制元件的作用及工作原理；4、理解鉆機(jī)通風(fēng)型氣胎離合器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；5、了解鉆機(jī)液壓控制系統(tǒng)的作用、組成。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022112石油鉆采機(jī)械——任連城本章小結(jié)：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022112石油鉆采機(jī)本章完鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022113石油鉆采機(jī)械——任連城本章完鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022113石油鉆12/21/2022114石油鉆采機(jī)械——任連城12/19/2022114石油鉆采機(jī)械——任連城

第六章鉆機(jī)的控制系統(tǒng)本章主要內(nèi)容：1、鉆井（氣）控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與組成；2、氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件；3、氣動(dòng)控制基本回路4、鉆機(jī)液壓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介鉆井機(jī)械12/21/2022115石油鉆采機(jī)械——任連城第六章鉆機(jī)的控制系統(tǒng)鉆井機(jī)械12/19/2鉆機(jī)的控制系統(tǒng)

第一節(jié)概述一、控制系統(tǒng)的作用

1、動(dòng)力機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、并車、停車；2、絞車的啟動(dòng)、停車、換檔、剎車及緊急停車；3、轉(zhuǎn)盤(pán)的啟動(dòng)、停車、換檔、倒車；4、鉆井泵的啟動(dòng)、停車；5、傳動(dòng)系統(tǒng)的掛合及摘離；6、氣動(dòng)卡瓦、氣液大鉗、液壓貓頭、其他輔助設(shè)備的操作控制；12/21/2022116石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)二、控制系統(tǒng)的要求

1）反映靈敏，傳遞迅速，動(dòng)作準(zhǔn)確，平穩(wěn)柔和；2）操作簡(jiǎn)便，安全可靠，容易實(shí)現(xiàn)集中控制；3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，易造好修，成本低廉。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022117石油鉆采機(jī)械——任連城二、控制系統(tǒng)的要求鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20223石油鉆三、控制方式的選擇

1、機(jī)械控制：利用機(jī)械離合器、制動(dòng)裝置等實(shí)現(xiàn)控制；2、氣控制：利用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制；3、電控制：利用強(qiáng)、弱電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制，如接觸器控制、微機(jī)控制（PLC控制）；4、液壓控制：利用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制；

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022118石油鉆采機(jī)械——任連城三、控制方式的選擇鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20224石油鉆四、鉆機(jī)的氣控制系統(tǒng)

１、氣動(dòng)控制技術(shù)

氣動(dòng)控制技術(shù)是利用壓縮空氣作為傳遞動(dòng)力或信號(hào)的工作介質(zhì)，配合氣動(dòng)控制系統(tǒng)的主要?dú)鈩?dòng)元件，與機(jī)械、液壓、電氣、電子（包括PLC控制器和微電腦）等部分或全部綜合構(gòu)成的控制回路，使氣動(dòng)元件按生產(chǎn)工藝要求的工作狀況、按設(shè)定的順序或條件動(dòng)作。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022119石油鉆采機(jī)械——任連城四、鉆機(jī)的氣控制系統(tǒng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20225石２、氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、使用安全；2）以空氣作介質(zhì)，排氣處理簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)、緊湊。3）利用空氣的可壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣。可短時(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。4）壓縮空氣工作壓力低(0.7～1MPa)，氣控元件制造精度不是很高，易制造，好維修，操作簡(jiǎn)便，工作可靠。5）壓縮空氣不易燃，不污染，使用安全、衛(wèi)生。6）可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022120石油鉆采機(jī)械——任連城２、氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20226石油３、氣控制系統(tǒng)的組成

1）氣源系統(tǒng)：空壓機(jī)、干燥機(jī)及氣源處理裝置。2）控制元件：壓力、流量和方向控制閥以及各種邏輯元件等。3）氣路輔件：包括供氣管線、氣動(dòng)傳感器、氣液元件，消聲器、連接閥件等：4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包括氣離合器、氣缸、氣貓頭、氣馬達(dá)、伊頓盤(pán)剎等。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022121石油鉆采機(jī)械——任連城３、氣控制系統(tǒng)的組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022第二節(jié)氣源裝置

由空氣壓縮機(jī)和空氣凈化裝置組成，為氣控系統(tǒng)提供干燥、清潔的壓縮空氣。

氣源裝置的組成及工藝流程見(jiàn)下頁(yè)圖。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022122石油鉆采機(jī)械——任連城第二節(jié)氣源裝置鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20228石油鉆采氣源裝置的組成及工藝流程1—壓縮機(jī)；2—冷卻器；3—油水分離器；4—儲(chǔ)氣罐；5—干燥器；6—分水濾氣器；7—儲(chǔ)氣罐；8—加熱器；9—分配閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022123石油鉆采機(jī)械——任連城氣源裝置的組成及工藝流程1—壓縮機(jī)；2—冷卻器；3—油水分離

一空氣壓縮機(jī)(氣源制備裝置)目前，鉆機(jī)所用的空氣壓縮機(jī)主要有兩種：活塞式、螺桿式。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022124石油鉆采機(jī)械——任連城一空氣壓縮機(jī)(氣源制備裝置)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2１、活塞式壓縮機(jī)1)工作原理：

電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲軸連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作腔的容積作周期性變化，它與吸、排氣閥的啟閉動(dòng)作相配合，實(shí)現(xiàn)包括吸氣、壓縮、排氣和膨脹4個(gè)過(guò)程的工作循環(huán)，從而不斷吸入、壓縮并排出氣體。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022125石油鉆采機(jī)械——任連城１、活塞式壓縮機(jī)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202211石油鉆2)組成

活塞式壓縮機(jī)主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作部件及機(jī)體構(gòu)成。此外還有潤(rùn)滑、冷卻、調(diào)節(jié)等輔助系統(tǒng)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022126石油鉆采機(jī)械——任連城2)組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202212石油鉆采機(jī)械2．螺桿式壓縮機(jī)1)工作原理:在空壓機(jī)殼體中裝有一對(duì)相互嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子，其中一根轉(zhuǎn)子具有凸面齒形，另一根轉(zhuǎn)子具有凹面齒形，兩根轉(zhuǎn)子之間及殼體三者圍成的空間，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過(guò)程中沿軸向移動(dòng)，其容積逐漸減小，這樣，從進(jìn)口吸入的空氣逐漸被壓縮，并從出口排出。螺桿式空壓機(jī)需要加油進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑及密封，所以在出口處需設(shè)置油分離器。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022127石油鉆采機(jī)械——任連城2．螺桿式壓縮機(jī)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202213石油鉆

2)螺桿式壓縮機(jī)的組成:主要零部件有：陰螺桿、陽(yáng)螺桿、機(jī)體、軸承、同步齒輪以及密封組件等。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022128石油鉆采機(jī)械——任連城2)螺桿式壓縮機(jī)的組成:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20223、活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的特性比較

螺桿壓縮機(jī)性能優(yōu)良，具有長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作能力。它與活塞式壓縮機(jī)相比，具有易損件少,大修周期長(zhǎng),耗能少，氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,無(wú)人值守，適應(yīng)鉆機(jī)配套要求。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022129石油鉆采機(jī)械——任連城3、活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的特性比較螺桿壓縮機(jī)性能

二、氣源處理裝置

1、冷卻器

壓縮機(jī)排出的壓縮空氣有很高的溫度，可達(dá)150多度，其中也含有許多水、油蒸汽，必須加以冷卻。冷卻的目的：一是降溫，二是讓水、油蒸汽冷凝后除去。冷卻方式：風(fēng)冷卻；水冷卻。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022130石油鉆采機(jī)械——任連城二、氣源處理裝置鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20221

2、油水分離器

作用：除去壓縮空氣中的絕大部分水和油；

原理：利用離心、碰撞、吸附等原理來(lái)分離。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022131石油鉆采機(jī)械——任連城2、油水分離器

作用：除去壓縮空氣中的絕大部分水和油3、干燥器

干燥瓶的作用：進(jìn)一步清除壓縮空氣中的水分。干燥器類型：冷凍式；吸附式。

1)冷凍式:

將濕空氣冷卻到其露點(diǎn)溫度以下，使空氣中水蒸氣凝結(jié)成水滴并清除出去，然后再將壓縮空氣加熱至環(huán)境溫度輸送出去。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022132石油鉆采機(jī)械——任連城3、干燥器1)冷凍式:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/2022進(jìn)入干燥器的空氣首先進(jìn)入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻的空氣中析出的水份和油份經(jīng)分離器排出。然后，空氣再進(jìn)入致冷器，進(jìn)一步冷卻到2～5℃，使空氣中含有的水份、油份等由于溫度的降低而進(jìn)一步大量地析出，經(jīng)分水排水器排出。冷卻后的空氣再進(jìn)入熱交換器加熱輸出。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022133石油鉆采機(jī)械——任連城進(jìn)入干燥器的空氣首先進(jìn)入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻2)吸附式:

吸附式干燥器由兩個(gè)干燥瓶和加熱器組成（見(jiàn)下頁(yè)圖）。干燥瓶?jī)?nèi)裝有吸附劑（如硅膠、鋁膠等）。經(jīng)油水分離器分離后的壓縮空氣進(jìn)入干燥瓶。干燥瓶?jī)?nèi)的吸附劑吸收壓縮空氣中的水分，排出干燥氣體。經(jīng)干燥處理后的壓縮空氣含水量一般不應(yīng)超過(guò)0.01～0.03克／米3。吸水達(dá)到飽和后的吸附劑需加熱再生，脫水后備用。兩個(gè)干燥瓶輪流使用，一個(gè)工作，另一個(gè)再生備用。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022134石油鉆采機(jī)械——任連城2)吸附式:鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202220石油鉆鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022135石油鉆采機(jī)械——任連城鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202221石油鉆采機(jī)械——任連城4、分水濾氣器作用：精密過(guò)濾壓縮空氣。精度可達(dá)95%以上。結(jié)構(gòu)：1）外杯為透明體，可以看到內(nèi)部積水。2）濾網(wǎng)為粉末燒結(jié)體，孔隙小，過(guò)濾精度高；強(qiáng)度高。3）濾網(wǎng)下部橡膠罩用以防止氣流將杯底積水?dāng)嚻?。原理：利用離心、碰撞、篩分等原理來(lái)分離。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022136石油鉆采機(jī)械——任連城4、分水濾氣器鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202222石油鉆采第三節(jié)氣控制閥

氣控制閥可分為三大類：

壓力控制閥(壓力閥)——作用是：通過(guò)控制氣控系統(tǒng)的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)作用力、作用力矩的控制。常用壓力閥有：調(diào)壓閥（減壓閥）、溢流閥（安全閥）、兩用繼氣器等。

流量控制閥(流量閥)——作用是：通過(guò)控制氣體在系統(tǒng)中的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的控制。常用的有節(jié)流閥、快速放氣閥等。

方向控制閥(換向閥)——作用是：通過(guò)控制氣體在系統(tǒng)中的流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的控制。常用的有：兩通閥、三通旋塞閥、氣控二位三通閥(兩用繼氣器)等。

在控制原理圖中，用一定的符號(hào)來(lái)表示不同的閥。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022137石油鉆采機(jī)械——任連城第三節(jié)氣控制閥在控制原理圖中，用一定的符號(hào)來(lái)表示不同的閥一、壓力控制閥(壓力閥)

它依靠作用在閥心上的氣壓力和彈簧力相平衡以獲得被控制氣體的一定壓力。改變彈簧力即改變?cè)胶鉅顟B(tài)，閥內(nèi)通道也隨之改變，從而使與壓力閥并聯(lián)或串聯(lián)的氣路中空氣壓力也相應(yīng)發(fā)生變化。

鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022138石油鉆采機(jī)械——任連城一、壓力控制閥(壓力閥)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/20221、調(diào)壓閥（減壓閥）

調(diào)壓閥是在一定的進(jìn)口壓力下，通過(guò)調(diào)節(jié)手柄(或踏板)，可送出不同的出口壓力。調(diào)壓閥有單向、雙向兩種。

調(diào)壓閥種類繁多，雖然在結(jié)構(gòu)、調(diào)壓精度、用途上有所不同，但它們的工作原理基本相同。常見(jiàn)的調(diào)壓閥有：直動(dòng)式調(diào)壓閥；內(nèi)部先導(dǎo)式調(diào)壓閥；外部先導(dǎo)式調(diào)壓閥；過(guò)濾調(diào)壓閥等。在控制原理圖中，用一定的圖形符號(hào)來(lái)表示不同的閥。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022139石油鉆采機(jī)械——任連城1、調(diào)壓閥（減壓閥）鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202225石直動(dòng)式、先導(dǎo)式調(diào)壓閥過(guò)濾調(diào)壓閥單向壓力順序閥安全閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022140石油鉆采機(jī)械——任連城直動(dòng)式、先導(dǎo)式調(diào)壓閥過(guò)濾調(diào)壓閥單向壓力順序閥安全閥鉆機(jī)的控制

直動(dòng)式調(diào)壓閥1—調(diào)節(jié)手柄；2、3—調(diào)壓彈簧；4—溢流閥口；5—膜片；6—反饋導(dǎo)管；7—閥桿；8—進(jìn)氣閥；9—復(fù)位彈簧；10—溢流口；鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022141石油鉆采機(jī)械——任連城直動(dòng)式調(diào)壓閥鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202227石油鉆采◆工作原理：

1）初始狀態(tài)，兩閥口均堵死，無(wú)壓力氣輸出；2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄，壓縮彈簧，推動(dòng)溢流閥座下行，推動(dòng)閥桿下行，進(jìn)氣閥開(kāi)啟，經(jīng)節(jié)流后輸出口有相應(yīng)氣壓輸出；輸出氣壓經(jīng)反饋導(dǎo)管進(jìn)入反饋腔，壓縮膜片，使溢流閥座上移，進(jìn)氣閥口略減小，輸出氣壓穩(wěn)定在某一值；調(diào)壓閥處于正常工作狀態(tài)；3）順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄，可使輸出氣壓增大或減小。4）輸出氣壓只能在低于進(jìn)氣壓力的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022142石油鉆采機(jī)械——任連城◆工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202228石油鉆采機(jī)◆結(jié)構(gòu)組成主要組成部分是三個(gè)工作腔、兩閥：

進(jìn)氣腔A、出氣腔B、反饋腔C；

進(jìn)氣閥（位于A、B腔之間）、溢流閥（位于C腔與排氣口之間）。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)先導(dǎo)式單向調(diào)壓閥12/21/2022143石油鉆采機(jī)械——任連城◆結(jié)構(gòu)組成鉆機(jī)的控制系統(tǒng)先導(dǎo)式單向調(diào)壓閥12/19/2022工作原理：

調(diào)壓閥在進(jìn)氣（工作與調(diào)壓)時(shí)，操縱機(jī)構(gòu)(頂舌)將上閥座壓下(圖b)使球形閥下端球面將下閥座放氣通孔關(guān)閉。當(dāng)上閥座繼續(xù)向下移動(dòng)，球形閥上端球面便將上閥座通孔逐漸打開(kāi)，使氣源由氣室A進(jìn)入氣室B，同時(shí)經(jīng)孔D進(jìn)入氣室C。鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/21/2022144石油鉆采機(jī)械——任連城工作原理：鉆機(jī)的控制系統(tǒng)12/19/202230石油鉆采機(jī)械工作原理：當(dāng)操縱桿在某一位置停止操作時(shí)，氣室B的上閥座通孔及下閥座的放氣孔，由于下閥座與調(diào)壓彈簧相互壓力平衡而都關(guān)閉(圖c)。此時(shí)氣室B的氣體壓力的大小，取決于操縱桿的下壓程度。當(dāng)氣室B的壓力低于開(kāi)始調(diào)整的壓力時(shí)，由于調(diào)壓彈簧的作用，又將上閥座自動(dòng)