本發(fā)明涉及一種變量泵及其液壓控制系統(tǒng),屬于液壓控制。
背景技術:
1、近些年,由于具有一次性投資少、占地面積小、節(jié)能等優(yōu)點,螺桿泵采油技術在油田開采領域得到了廣泛地應用。盡管優(yōu)勢明顯,但螺桿泵在實際應用中也存在不足之處。如圖1所示,給出了一種地面驅動螺桿泵井的結構示意圖,套管501伸入井下,油管502置于套管內;桿柱503置于油管502內,桿柱503的上端設有光桿部件,下端與螺桿泵504連接。電動機505安裝在固定支架507上,通過傳動裝置506和桿柱503驅動螺桿泵504抽取套管501內的油液,并由油管502進行輸出。當螺桿泵504停機時,由于桿柱503工作時變形儲存的彈性勢能和油管502與套管501液位差等因素的存在,桿柱503可能進行高速反轉,容易造成地面驅動裝置的損壞、皮帶輪破裂、光桿被甩出等一系列危害安全生產運行的問題。
2、對于該現(xiàn)象,現(xiàn)有技術多采用棘輪棘爪機構對螺桿泵井反轉進行控制,但該機構在雨雪冰凍天氣條件下存在失效的可能,無法保證生產的安全性。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術存在的問題,本發(fā)明提供一種變量泵及其液壓控制系統(tǒng),該變量泵能夠根據自身輸出流量調節(jié)自身排量,該液壓控制系統(tǒng)能夠防止螺桿泵抽油桿柱反轉,為井下生產提供安全保障。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種變量泵,包括殼體,殼體內設置有泵本體、變量控制油缸、壓力控制閥和流量控制閥,泵本體內部鉸接設置有斜盤,斜盤的一端與變量控制油缸連接;泵本體的出油口與變量泵殼體上設置的出油口之間通過管路一連通,所述管路一上開設節(jié)流孔;
3、所述變量控制油缸的有桿腔內的活塞桿段外部套設有復位彈簧,活塞桿端部與靠近其所在側的斜盤一端連接;變量控制油缸的活塞桿還通過反饋桿與流量控制閥的閥套連接;
4、所述流量控制閥工作在右位時,其p口與b口連通,a口與t口連通;當其工作在左位時,p口與a口連通,b口與t口連通;流量控制閥的左側控制口設置有管路二,管路二通過管路一與泵本體的出油口連通;流量控制閥的右側控制口設置有管路三,管路三通過管路一與變量泵殼體上的出油口連通;流量控制閥的t口通過管路四泄油至殼體;流量控制閥的a口通過管路五與變量控制油缸的有桿腔連通;
5、所述壓力控制閥工作在右位時,p口被封閉,a口與t口連通;當其工作在左位時,p口與a口連通,t口被封閉;壓力控制閥的p口與壓力控制閥左側控制口之間通過管路六連通;壓力控制閥的a口與變量控制油缸的無桿腔之間通過管路七連通;壓力控制閥的右側設置有可調彈簧;
6、流量控制閥的p口與壓力控制閥的左側控制口之間通過管路八連通,管路八通過管路九將流量控制閥的p口與壓力控制閥的左側控制口并聯(lián)于管路一上;所述管路九上串聯(lián)有阻尼;所述阻尼的通流面積小于節(jié)流孔的通流面積;管路八和管路六之間連通;
7、流量控制閥的b口通過管路十與壓力控制閥的t口連通。
8、進一步地,所述的泵本體內部還設有限位擋塊,所述限位擋塊靠近泵本體的出油口一;當斜盤旋轉至其最高行程處,與限位擋塊接觸配合。
9、一種基于上述變量泵的液壓控制系統(tǒng),還包括先導式溢流閥和油箱;
10、變量泵殼體上還開設有s口以及用于泄漏油液流回油箱的l口,s口和l口分別與油箱連通;變量泵殼體上開設的出油口通過管路十一與先導式溢流閥的進油口連通;
11、在螺桿泵的桿柱端部設有單向旋轉機構,所述單向旋轉機構與變量泵的傳動軸傳動連接。
12、進一步地,還包括控制器,所述控制器與先導式溢流閥連接。
13、進一步地,還包括安全閥,所述安全閥的進油口p連接于變量泵與先導式溢流閥之間,安全閥和先導式溢流閥的t口均與油箱連通,且安全閥的設定壓力高于壓力控制閥的設定壓力。
14、進一步地,所述的單向旋轉機構為棘輪結構或單向離合器;所述的傳動連接為皮帶或齒輪連接。
15、本發(fā)明通過在變量泵殼體內設置變量控制油缸、壓力控制閥和流量控制閥,泵本體內部鉸接設置有斜盤,斜盤一端與變量控制油缸連接;根據各控制閥工作于不同的位置,斜盤在變量控制油缸的帶動下擺動,從而實現(xiàn)對變量泵流排量的調節(jié)。該變量泵在一定范圍內可以根據自身流量大小調整自身排量大小,流量越大,排量越大。將該變量泵應用于螺桿泵井中,根據螺桿泵及桿柱的制動需要,自動調整自身的制動作用,避免了桿柱轉速過高的同時,盡可能消耗其反轉能量,為螺桿泵井提供了安全防護,為井下生產提供了安全保障。
1.一種變量泵,包括殼體(2),殼體(2)內設置有泵本體(3)、變量控制油缸(4)、壓力控制閥(5)和流量控制閥(6),泵本體(3)內部鉸接設置有斜盤(7),其特征在于,泵本體(3)的出油口與變量泵(1)殼體上設置的出油口之間通過管路一(8)連通,所述管路一(8)上開設節(jié)流孔(9);
2.根據權利要求1所述的變量泵,其特征在于,所述的泵本體(3)內部還設有限位擋塊(24),所述限位擋塊(24)靠近泵本體(3)的出油口;當斜盤(7)旋轉至其與豎直方向最小角度時,與限位擋塊(24)接觸配合。
3.一種基于權利要求1或2所述變量泵的液壓控制系統(tǒng),其特征在于,還包括先導式溢流閥(25)和油箱(26);
4.根據權利要求3所述的液壓控制系統(tǒng),其特征在于,還包括控制器,所述控制器與先導式溢流閥(25)連接。
5.根據權利要求3所述的液壓控制系統(tǒng),其特征在于,還包括安全閥(29),所述安全閥(29)的進油口p連接于變量泵(1)與先導式溢流閥(25)之間,安全閥(29)和先導式溢流閥(25)的t口均與油箱(26)連通,且安全閥(29)的設定壓力高于壓力控制閥(5)的設定壓力。
6.根據權利要求3所述的液壓控制系統(tǒng),其特征在于,所述的單向旋轉機構(28)為棘輪結構或單向離合器;所述的傳動連接為皮帶或齒輪連接。