權利要求書： 1.一種鉆機液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：推進油缸(110)，用于安裝馬達減速箱總成(210)；

電比例背壓閥(120)，其具有第一油口和第二油口，所述電比例背壓閥(120)的第一油口與所述推進油缸(110)的無桿腔連接；

控制閥組(130)，其具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口，所述控制閥組(130)的第一油口用于連接液壓泵(220)，第二油口用于連接主油箱(230)，第三油口與所述電比例背壓閥(120)的第二油口連接，第四油口與所述推進油缸(110)的有桿腔連接；

單向閥(140)，其進油口與所述控制閥組(130)的第三油口連接，出油口與所述推進油缸(110)的無桿腔連接；

主控器，與所述電比例背壓閥(120)電性連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述主控器電性連接的壓力傳感器(150)，所述壓力傳感器(150)用于檢測所述推進油缸(110)的無桿腔與所述電比例背壓閥(120)的第一油口之間的油壓。

3.根據(jù)權利要求1所述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電比例背壓閥(120)采用反比例電動背壓閥。

4.根據(jù)權利要求1所述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥組(130)包括換向閥組。

5.一種鉆機系統(tǒng)，其特征在于，包括：如權利要求1至4任一所述的鉆機液壓控制系統(tǒng)；

馬達減速箱總成(210)，與所述主控器電性連接并設置于所述推進油缸(110)上；

至少一根鉆桿(240)，其一端與所述馬達減速箱總成(210)連接，用于在所述馬達減速箱總成(210)驅(qū)動下轉(zhuǎn)動；

鉆頭(250)，與所述鉆桿(240)的另一端連接；

主油箱(230)，與所述控制閥組(130)的第二油口連接；

液壓泵(220)，連接在所述主油箱(230)與所述控制閥組(130)的第一油口之間。

6.根據(jù)權利要求5所述的鉆機系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆頭(250)采用牙輪鉆頭。

說明書： 一種鉆機液壓控制系統(tǒng)及鉆機系統(tǒng)技術領域[0001] 本實用新型屬于工程機械領域，具體涉及一種鉆機液壓控制系統(tǒng)及鉆機系統(tǒng)。背景技術[0002] 天井鉆機在導孔鉆進施工時，馬達減速箱總成驅(qū)動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)，馬達減速箱總成與推進油缸缸筒連接成一整體，控制閥組出口的液壓油管與其中推進油缸的有桿腔、

無桿腔連接，通過控制閥組的換向，改變工作油管中液壓油的工作流向，帶動推進油缸的

上、下移動，從而帶動馬達減速箱總成的升降，將鉆孔需要的軸壓傳遞至鉆頭。

[0003] 但是在開孔過程中，隨著鉆孔深度的加深，馬達減速箱總成、推進油缸、鉆桿及鉆頭的總重量也越來越重，最終超過鉆孔所需要的軸壓，因此，在鉆孔過程中能夠平衡掉多余

的重量就顯得尤為的重要，而目前平衡多余的重量的方式，主要是通過人工調(diào)節(jié)推進油缸

中油壓來完成對多余的重量平衡，因此對操作人員的專業(yè)水平以及經(jīng)驗要求較高，且容易

出現(xiàn)因為人為操作而導致的失誤。此外，因為只能通過人工進行調(diào)節(jié)，也難以滿足日漸高要

求的智能化生產(chǎn)需求。

實用新型內(nèi)容

[0004] 本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種鉆機液壓控制系統(tǒng)，解決了鉆孔過程中平衡多余重量需要通過人工調(diào)節(jié)的問題。本

實用新型還提出了一種鉆機系統(tǒng)。

[0005] 根據(jù)本實用新型第一方面實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)，包括：[0006] 推進油缸，用于安裝馬達減速箱總成；[0007] 電比例背壓閥，其具有第一油口和第二油口，所述電比例背壓閥的第一油口與所述推進油缸的無桿腔連接；

[0008] 控制閥組，其具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口，所述控制閥組的第一油口用于連接液壓泵，第二油口用于連接主油箱，第三油口與所述電比例背壓閥的第二油

口連接，第四油口與所述推進油缸的有桿腔連接；

[0009] 單向閥，其進油口與所述控制閥組的第三油口連接，出油口與所述推進油缸的無桿腔連接；

[0010] 主控器，與所述電比例背壓閥電性連接。[0011] 根據(jù)本實用新型實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)，至少具有如下技術效果：通過控制閥組和單向閥可以向推進油缸有桿腔或無桿腔中的輸入液壓油，從而可以驅(qū)動推進油缸實

現(xiàn)對馬達減速箱總成的提升和下降的控制。通過電比例背壓閥可以調(diào)節(jié)推進油缸無桿腔中

油壓，從而可以通過推進油缸保持鉆頭上壓力的穩(wěn)定，且通過主控器的進一步控制，可以在

鉆頭鉆入不同深度時，自動調(diào)節(jié)電比例背壓閥的設定壓力值，以保證可以平衡掉多余的重

量，從而保證鉆頭鉆孔時壓力的穩(wěn)定。本實用新型實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)

的人工調(diào)節(jié)而言，具備了自動平衡多余重量的能力，降低了對操作人員的專業(yè)水平以及經(jīng)

驗的要求，適合進行產(chǎn)業(yè)化推廣。

[0012] 根據(jù)本實用新型的一些實施例，上述鉆機液壓控制系統(tǒng)還包括與所述主控器電性連接的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測所述推進油缸的無桿腔與所述電比例背壓閥

的第一油口之間的油壓。

[0013] 根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述電比例背壓閥采用反比例電動背壓閥。[0014] 根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述控制閥組包括換向閥組。[0015] 根據(jù)本實用新型第二方面實施例的鉆機系統(tǒng)，包括：[0016] 如上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)；[0017] 馬達減速箱總成，與所述主控器電性連接并設置于所述推進油缸上；[0018] 至少一根鉆桿，其一端與所述馬達減速箱總成連接，用于在所述馬達減速箱總成驅(qū)動下轉(zhuǎn)動；

[0019] 鉆頭，與所述鉆桿的另一端連接；[0020] 主油箱，與所述控制閥組的第二油口連接；[0021] 液壓泵，連接在所述主油箱與所述控制閥組的第一油口之間。[0022] 根據(jù)本實用新型實施例的鉆機系統(tǒng)，至少具有如下技術效果：通過采用上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對鉆進壓力的自動平衡，避免了在鉆進深度過深時，容易對鉆頭

在成損壞或引起其它故障。同時，采用上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，也使得本實用新型實施例

的鉆機系統(tǒng)具備了自動平衡鉆進過程中多余重量的問題，不再需要人工進行壓力調(diào)節(jié)，具

備了智能化控制的基礎。

[0023] 根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述鉆頭采用牙輪鉆頭。[0024] 本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明[0025] 本實用新型的上述或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

[0026] 圖1是本實用新型實施例的鉆機系統(tǒng)的結構簡圖。[0027] 附圖標記：[0028] 推進油缸110、電比例背壓閥120、控制閥組130、單向閥140、壓力傳感器150、[0029] 馬達減速箱總成210、液壓泵220、主油箱230、鉆桿240、鉆頭250。具體實施方式[0030] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參

考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的

限制。

[0031] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝

置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型

的限制。

[0032] 在本實用新型的描述中，若干的含義是一個或者多個，多個的含義是兩個以上，大于、小于、超過等理解為不包括本數(shù)，以上、以下、以內(nèi)等理解為包括本數(shù)。如果有描述到第

一、第二只是用于區(qū)分技術特征為目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指

明所指示的技術特征的數(shù)量或者隱含指明所指示的技術特征的先后關系。

[0033] 本實用新型的描述中，除非另有明確的限定，設置、安裝、連接等詞語應做廣義理解，所屬技術領域技術人員可以結合技術方案的具體內(nèi)容合理確定上述詞語在本實用新型

中的具體含義。

[0034] 下面參考圖1描述根據(jù)本實用新型實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)。[0035] 根據(jù)本實用新型第一方面實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)，包括推進油缸110、電比例背壓閥120、控制閥組130、單向閥140、主控器。

[0036] 推進油缸110，用于安裝馬達減速箱總成210；[0037] 電比例背壓閥120，其具有第一油口和第二油口，電比例背壓閥120的第一油口與推進油缸110的無桿腔連接；

[0038] 控制閥組130，其具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口，控制閥組130的第一油口用于連接液壓泵220，第二油口用于連接主油箱230，第三油口與電比例背壓閥120的

第二油口連接，第四油口與推進油缸110的有桿腔連接；

[0039] 單向閥140，其進油口與控制閥組130的第三油口連接，出油口與推進油缸110的無桿腔連接；

[0040] 主控器，與電比例背壓閥120電性連接。[0041] 參考圖1，在開孔的最初一段深度中，因為鉆桿240的數(shù)量比較少，馬達減速箱總成210、推進油缸110、鉆桿240和鉆頭250的重量不足以推進鉆頭250鉆開巖層，此時，需要通過

推進油缸110來提供一個向下的壓力，使得鉆頭250與巖層接觸區(qū)域保持足夠的壓力，從而

可以更好的破開巖層。通過調(diào)節(jié)控制閥組130可以將液壓泵220輸出的液壓油輸入到推進油

缸110的有桿腔，從而讓推進油缸110向鉆頭250提供需求的推進力，此時電比例背壓閥120

的設定壓力值最小，隨著鉆孔深度的增加，鉆桿240數(shù)量的增加，馬達減速箱總成210、推進

油缸110、鉆桿240及鉆頭250的總重量也越來越重，最終會超過鉆孔所需要的軸壓，此過程

中，為了保護鉆頭250不會因為軸壓過大而被損壞以及控制導孔偏斜率的需求，需要通過不

斷調(diào)節(jié)電比例背壓閥120的設定壓力值來平衡掉多余的重量，同時，通過控制閥組130向推

進油缸110有桿腔補充所需的液壓油，防止有桿腔吸空。這里需要說明，電比例背壓閥120的

設定壓力值越高，則液壓油通過電比例背壓閥120流向主油缸230所需要的壓力就越大，因

此可以通過改變電比例背壓閥120的設定壓力值來實現(xiàn)對推進油缸110無桿腔中油壓進行

調(diào)節(jié)，從而達到平衡多余重量的目的。

[0042] 此外需要說明，在實際施工中，會根據(jù)施工地點的地質(zhì)資料來預先計算好鉆頭250鉆入不同深度時需要通過電比例背壓閥120需要平衡掉的重量，從而可以進一步確定鉆頭

250處于不同深度時電比例背壓閥120的設定壓力值，這些設定值會與相應的深度值一起存

入到主控器中。在需要進行鉆孔時，通過已經(jīng)連接的鉆桿240數(shù)量可以估算出當前的深度，

從而可以自動獲取對應的電比例背壓閥120的設定壓力值，并利用該設定壓力值對電比例

背壓閥120調(diào)節(jié)即可。

[0043] 當需要增加鉆桿或者卸除鉆桿時，需要推進油缸的無桿腔往上提升，此時，讓控制閥組130換向，使液壓泵220輸出的液壓油通過單向閥140向推進油缸110的無桿腔輸入即

可。

[0044] 根據(jù)本實用新型實施例的鉆機液壓控制系統(tǒng)，通過控制閥組130和單向閥140可以向推進油缸110有桿腔或無桿腔中的輸入液壓油，從而可以驅(qū)動推進油缸110實現(xiàn)對馬達減

速箱總成210的提升和下降的控制。通過電比例背壓閥120可以調(diào)節(jié)推進油缸110無桿腔中

油壓，從而可以通過推進油缸110保持鉆頭250上壓力的穩(wěn)定，且通過主控器的進一步控制，

可以在鉆頭250鉆入不同深度時，自動調(diào)節(jié)電比例背壓閥120的設定壓力值，以保證可以平

衡掉多余的重量，從而保證鉆頭250鉆孔時壓力的穩(wěn)定。本實用新型實施例的鉆機液壓控制

系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)而言，具備了自動平衡多余重量的能力，降低了對操作人員的

專業(yè)水平以及經(jīng)驗的要求，適合進行產(chǎn)業(yè)化推廣。

[0045] 在本實用新型的一些實施例中，參考圖1，上述鉆機液壓控制系統(tǒng)還包括與主控器電性連接的壓力傳感器150，壓力傳感器150用于檢測推進油缸110的無桿腔與電比例背壓

閥120的第一油口之間的油壓。在導孔鉆進過程中，通過壓力傳感器150，主控器可以實時監(jiān)

測到回轉(zhuǎn)、推進壓力，當壓力異常時，即可初步判定導孔施工遇到裂隙、溶洞、破碎帶等復雜

的地質(zhì)情況，此時，需要自動調(diào)整電比例背壓閥120的設定壓力值，防止卡鉆及保證導孔偏

斜率。

[0046] 在本實用新型的一些實施例中，電比例背壓閥120采用反比例電動背壓閥。為了保證導孔鉆進時的安全，電比例背壓閥120需要采用反比例類型，即，反比例電動背壓閥的設

定壓力隨著電流值的增大而減小，隨著電流值的減小而增大。當主控器傳輸?shù)椒幢壤妱?br />
背壓閥的電控信號異?；蛘叻幢壤妱颖硥洪y本身出現(xiàn)故障時，能夠保證反比例電動背壓

閥的設定壓力值為最大設定壓力，即反比例電動背壓閥的壓力設定值最大，從而防止鉆頭

250軸壓過大而鉆頭250損壞。

[0047] 在本實用新型的一些實施例中，控制閥組130包括換向閥組。采用換向閥組即可實現(xiàn)對向推進油缸110的無桿腔或有桿腔中輸入液壓油。

[0048] 在本實用新型的一些實施例，主控器可以采用PLC、單片機、ARM或DSP。具體可以采用西門子S7系列PLC即可。在一些實施例中，還可以通過主控器外接平板電腦、臺式電腦等

智能終端，從而可以實現(xiàn)對鉆機液壓控制系統(tǒng)的智能化控制，以及遠程監(jiān)控。

[0049] 根據(jù)本實用新型第二方面實施例的鉆機系統(tǒng)，包括：[0050] 如上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)；[0051] 馬達減速箱總成210，與主控器電性連接并設置于推進油缸110上；[0052] 至少一根鉆桿240，其一端與馬達減速箱總成210連接，用于在馬達減速箱總成210驅(qū)動下轉(zhuǎn)動；

[0053] 鉆頭250，與鉆桿240的另一端連接；[0054] 主油箱230，與控制閥組130的第二油口連接；[0055] 液壓泵220，連接在主油箱230與控制閥組130的第一油口之間。[0056] 參考圖1，馬達減速箱總成210設置在推進油缸110上，從而可以跟隨推進油缸110動作，馬達減速箱總成210的輸出軸與鉆桿240連接，從而可以在收到啟動信號后，驅(qū)動鉆桿

240轉(zhuǎn)動，進而帶動鉆頭250跟隨轉(zhuǎn)動，達到鉆孔的目的。液壓泵220和主油箱230主要用于向

鉆機液壓控制系統(tǒng)進行供油以及回油，從而可以驅(qū)動推進油缸110提升和下降。這里需要說

明，馬達減速箱總成210集成了驅(qū)動馬達、減速箱以及配套的傳動部件，從而可以在啟動后，

實現(xiàn)驅(qū)動鉆桿240轉(zhuǎn)動的目的。

[0057] 根據(jù)本實用新型實施例的鉆機系統(tǒng)，通過采用上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對鉆進壓力的自動平衡，避免了在鉆進深度過深時，容易對鉆頭250在成損壞或引起其它

故障。同時，采用上述的鉆機液壓控制系統(tǒng)，也使得本實用新型實施例的鉆機系統(tǒng)具備了自

動平衡鉆進過程中多余重量的問題，不再需要人工進行壓力調(diào)節(jié)，具備了智能化控制的基

礎。

[0058] 在本實用新型的一些實施例，鉆頭250采用牙輪鉆頭。牙輪鉆頭相較于普通的鉆頭250而言，更適合進行組鉆井作業(yè)。

[0059] 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結

構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術

語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或

者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

[0060] 盡管上述結合附圖對本實用新型實施例作了詳細說明，但是本實用新型不限于上述實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下

可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等

同物限定。