CRD200 全回转套管钻机液压系统的核心结构、工作原理、性能参数及常见故障处理有哪些？
发布时间:2025-06-25
一、核心结构与功能
动力元件：主要为液压泵，通常采用柱塞泵，如 A4VSO 系列。它将机械能转换为液压能，为整个系统提供高压油液，其排量决定系统流量大小，如常见的 125mL/r，可满足钻机不同工况对油液流量需求。
执行元件：包括回转马达、推进油缸、提升油缸等。回转马达带动套管进行 360° 全回转，实现套管对土体的切削钻进，一般选用斜盘式轴向柱塞马达，如 MCR 系列，能输出大扭矩；推进油缸用于将套管压入地层，提升油缸则负责套管的提升作业，二者通过活塞杆的伸缩推动负载运动，缸径与行程根据钻机设计参数确定，如推进油缸缸径 200mm，行程 1500mm。
控制元件：各类阀组是关键。溢流阀设定系统最高压力，防止系统过载，如先导式溢流阀，调定压力 25MPa；换向阀控制油液流向，实现执行元件的不同动作，如三位四通电磁换向阀，切换执行元件运动方向；节流阀、调速阀等调节油液流量，控制执行元件运动速度，像调速阀可精确调节回转马达转速，实现套管平稳钻进。
辅助元件：油箱储存液压油，保证系统有足够油液循环，容量一般为 500 - 1000L；滤清器过滤油液杂质，如高压管路过滤器，过滤精度 10μm，防止杂质进入系统损坏元件；油管负责连接各元件，传递油液，高压油管采用高强度无缝钢管，耐压能力达 31.5MPa。
二、工作原理
动力传输：电机驱动液压泵运转，液压泵从油箱吸入油液并加压，将机械能转化为液压油的压力能，高压油液经油管输送至各控制元件。
动作控制：当操作钻机进行回转作业时，换向阀切换至相应位置，高压油液流入回转马达，驱动其旋转，通过齿轮传动带动套管全回转；进行推进作业时，换向阀改变油液流向，使高压油进入推进油缸无杆腔，推动活塞杆伸出，将套管压入地层；提升作业原理类似，油液进入提升油缸有杆腔实现套管提升。在整个过程中，控制元件根据操作指令和系统压力、流量反馈，实时调节油液参数，保证动作准确平稳。
三、关键性能参数
系统压力：最高工作压力可达 31.5MPa，此压力能保证在硬质地层中，回转马达和推进油缸有足够动力驱动套管切削、压入地层。
流量：液压泵总流量一般为 200 - 300L/min，不同工况下各执行元件所需流量由控制元件分配调节，如回转作业时，回转马达流量约 120 - 180L/min ，满足套管不同转速下对油液的需求。
执行元件速度：回转马达转速范围 5 - 30r/min，可根据地层情况调整套管回转速度，提高钻进效率；推进油缸、提升油缸活塞杆伸出和缩回速度一般在 0.1 - 0.5m/s，确保套管平稳压入与提升。
四、典型故障与处理
系统压力不足：
原因：油泵磨损内泄，内部零件磨损导致间隙增大，油液泄漏严重，使输出压力降低；溢流阀故障，阀芯卡滞或弹簧失效，导致压力无法建立，设定压力值无法维持；系统管路泄漏，如油管破裂、接头松动，油液外泄造成压力损失。
处理：检查油泵，测量油泵输出流量与压力，若磨损严重则更换油泵；检修溢流阀，清洗阀芯，更换损坏弹簧，重新调试溢流阀压力；检查管路，紧固松动接头，更换破裂油管，修复泄漏点。
执行元件动作迟缓或无力：
原因：液压油污染，杂质堵塞节流阀、调速阀等元件，影响油液流量；油缸密封件损坏，内泄或外泄导致压力与流量损失；负载过大，超过液压系统设计能力，如地层坚硬，套管钻进阻力过大。
处理：更换液压油并清洗滤清器，保证油液清洁度；拆解油缸，更换损坏的密封件；评估地层情况，采取辅助措施降低负载，如预破碎地层、调整钻进工艺。
系统油温过高：
原因：冷却系统故障，如散热器散热片堵塞，影响散热效果；液压油过少，循环散热能力不足；系统长时间高负荷工作，油液持续受高压剪切，产生过多热量。
处理：清理散热器散热片，保证通风良好；检查油位，补充液压油至规定液位；合理安排钻机工作时间，避免长时间连续高负荷作业，必要时可增设冷却装置。
