钻机液压系统工作原理是怎样的？

ZDY6000LD型钻机液压系统为双泵开式循环系统，如图3-14所示，钻机胶管连接如图3-15、3-16所示。其工作原理如下:电动机(1)启动后，Ⅰ泵(3)经吸油滤油器(2)吸入低压油，输出的高压油进入主操纵台液控多路换向阀(5)，压力表(4)指示Ⅰ泵压力。多路换向阀(5)由四联组成，左起第一联控制左侧履带液压马达(6)的正转、反转和停止;左起第二联控制右侧履带液压马达(7)的正转、反转和停止;右起第二联控制液压马达(8)的正转、反转和停止;右起第一联控制给进油缸(9)的前进、后退和停止。四联阀都处于中位时，Ⅰ泵卸荷，马达(8)和给进油缸(9)处于浮动状态，履带马达(6)、(7)自行制动。Ⅰ泵回油经冷却器(10)和回油滤油器(11)回到油箱，压力表(12)指示回油压力，其大小反映出回油滤油器的脏污程度。Ⅱ泵(13)经吸油滤油器(14)吸入低压油，输出的高压油至Ⅱ泵分流功能换向阀(15)，压力表(16)指示Ⅱ泵压力。该阀置于前位，Ⅱ泵高压油至多路换向阀(17)，多路换向阀(17)由九联组成，右起第一联控制绞车马达(18)的正转、反转和停止，其余八联分别控制八只稳固调角油缸的伸、缩、停，压力表(19)指示油液压力。九联阀都处于中位时，Ⅱ泵卸荷。Ⅱ泵分流功能转化阀(15)置于后位，高压油进入Ⅱ泵油路板(20)。安全溢流阀(21)、溢流调压阀(22)、减压阀(23)固装在油路板(20)上，限定或调节Ⅱ泵给进压力，钻进方式换向阀(24)置于中位时，Ⅱ泵卸荷。钻进方式换向阀(24)置于前位时，为Ⅱ泵溢流给进，适用于钻进所需的回转转矩较大而给进力较小(如复合片钻进)的工况，此时Ⅱ泵的压力油全部进入给进回路，通过调节溢流调压阀(22)来控制给进压力的大小，其值由给进压力表(25)指示。钻进方式换向阀(24)置于后位，为减压给进，适用于钻进所需的回转转矩较小而给进力较大的工况。这时卡盘(26)的供油压力与泵压(马达工作压力)相同，卡盘卡紧力往往稍显不够，从而引起钻杆打滑。为确保卡盘可靠地卡紧钻杆，将换向阀(24)置于后位，并将溢流调压阀(22)关闭，使Ⅱ泵的压力油分为两路(此操作也是实现采用孔底马达钻进时，向抱紧装置(27)供油使回转器制动):一路直接进入液压卡盘，使卡盘的工作压力(Ⅱ泵的系统压力)保证卡盘可靠地卡紧钻杆;另一路经减压阀进入给进回路，用减压阀(23)调节给进压力的大小。调压给进方式与减压给进方式比较，使用前者Ⅱ泵的溢流压力较低，液压油发热较少。Ⅱ泵回油可进入Ⅰ泵回油路，也可以由油路板上的泄油路经冷却器(30)和回油滤油器(31)直接回到油箱。

图-14 液压系统原理图1—电动机；2—吸油滤油器；3—Ⅰ泵；4—Ⅰ泵系统压力表；5—主多路换向阀；6—左行走马达；7—右行走马达；8—回转器马达；9—给进油缸；10—冷却器；11—主回油滤油器；12—主回油压力表；13—Ⅱ泵；14—副吸油滤油器；15—Ⅱ泵分流功能换向阀；16—Ⅱ泵系统压力表；17—副多路换徊阀；18—绞车马达；19—副多路阀压力表；20—副油路板；21—安全阀；22—溢流阀；23—减压阀；24—钻进方式功能换向阀；25—给进压力表；26—卡盘；27—换紧装置；28—精滤油器；29—钻进操作换向阀；30—冷却器；31—副回油滤油器；32—主油路板；33—夹转联动功能换向阀；34—夹持器；35—起下钻功能转换阀；36—液控节流阀；37—截止阀；38—起拔压力表；39—滤油器；40—截止阀；41—孔底马达钻进保护阀

图3-15 ZDY6000LD型钻机胶管连接图Ⅰ

图3-16 ZDY6000LD型钻机胶管连接图Ⅱ油马达(8)回转时，回转油路的一部分高压油经主油路板(32)中的单向阀组进入液压卡盘(26)，使卡盘自动夹紧。此外，当夹持器联动功能转换阀(33)置于联动位置时(即换向阀后位)，驱动油马达的压力油还可再分一部分进入夹持器(34)使之松开。利用回转油马达、液压卡盘与夹持器三者之间的这种联动功能(夹转联动)，可方便地进行扫孔作业。

液压卡盘的松开由主油路板(32)中的一组串联的液控单向阀和节流阀来控制。液压卡盘工作时回油单向阀关闭，避免压力油泄漏。当需要液压卡盘松开时，由来自给进或起拔回路的压力控制油打开回油单向阀，使液压卡盘泄油松开。调整节流阀可控制液压卡盘的回油(松开)速度，使液压卡盘与夹持器的开合动作协调(在起下钻具时，应使其中之一刚刚卡紧另一个就立即松开，钻具既不会被卡瓦划伤也不会窜动)，当回转油马达与液压卡盘、夹持器处于联动状态，夹持器的回油也经过这组阀流回油箱。

起下钻功能转换阀(35)为三位四通阀，通过该阀可以改变液压卡盘、夹持器与给进油缸的联动方式。起、下钻时先将联动转换阀置于相应位置(即起钻或下钻位)，然后同向操作给进起拔手把，即可协调地控制液压卡盘、夹持器的开合动作与给进油缸的前后移动动作，完成起、下钻作业。当该阀处于中位时，其联动功能失效。在给进油缸的出油管上串联一个双向液控节流阀，用于调节油缸的背压。在钻进时调节节流阀(36)可以控制给进速度。在起下钻具时，适当调节节流阀，可以使夹持器充分张开不损伤钻杆。

联动功能转换阀(33)用于控制卡盘、夹持器与给进油缸、马达的联动和分离。联动功能转换阀(33)置于下位，卡盘、夹持器与油马达联动(夹转联动)。联动功能转换阀(33)处于上位，夹转联动分离，卡盘、夹持器与给进油缸联动。联动功能转换阀(33)置于中位，夹持器油路处于关闭状态。夹转联动功能用于系统压力较高工况下，此时夹持器供油压力较高，夹持器开口较充分。在使用夹转联动功能时要注意，应在每个钻进回次结束前，将夹持器与回转器的联动功能取消，而转变为分离状态，以便夹持器能快速地夹持孔内钻具。

Ⅰ泵的最高工作压力出厂时已限定为28MPa，该压力不可调，各执行元件(油缸、马达等)最高工作压力由多路换向阀(5)内的安全阀限定。Ⅱ泵的最高工作压力由Ⅱ泵油路板上的安全阀(21)控制，限定压力为21MPa，其值由压力表(16)显示。

岩心钻机是多泵多回路液压系统，可实现各种机构单独或联合动作。钻机液压系统分回转、升降系统，给进系统和泥浆泵、行走系统。柴油机直接驱动三个串接的液压泵。液压系统工作原理分述如下。
1.回转、升降液压系统
回转、升降系统包括：回转液压回路、液压缸快速升降液压回路。主卷扬机液压回路和取心卷扬机液压回路。
液压泵1为负载敏感泵，泵的工作压力为30MPa，排量为100mL/r，转速为2200r/min。手动比例多路阀4由比例换向阀、先导溢流阀、梭阀及单向过载阀等组成。利用梭阀将系统最高负载压力引导至泵流量补偿阀的敏感腔，通过变量活塞自动调节泵的排量。由于4个液压回路无同时工作要求，故阀4内不设置减压阀。根据执行元件不同要求，限定压力和流量。并选择滑阀机能和定位方式。快速液压回路要求换向阀中位封闭，其余回路中位卸荷；回转回路要求摩擦定位，其余回路则为弹簧复位。主卷扬机由液压马达8驱动。组合阀7由平衡阀、两个液控单向阀及梭阀组成。平衡阀的作用是限制重物（钻具）下降速度。梭阀的作用是松开由弹簧压紧的制动器。卷扬机重物下降时，换向阀于下位，压力油进入平衡阀打开阀口，同时压力油进入制动器液压缸，松开制动器，然后液压马达转动使重物缓慢下降。当要求卷扬机浮动时，换向阀于中位，外控压力油进入组合阀7打开两个液控单向阀，马达进出油路相通，马达处于浮动状态。
2.给进液压系统
由图9-9、9-10和9-11知，给进系统由恒压泵3供油，泵的工作压力为25MPa，排量为25mL/r。该液压系统包括给进液压回路、动力头浮动液压回路、卡盘液压回路、孔口夹持器液压回路以及钻架起落液压回路、滑架移动液压回路、支腿液压回路等。