液压同步系统在钻具输送装置中的应用

　　0 引 言

　　近年来，国内外钻井技术和装备得到了长足发展，作为钻井辅助设备之一的钻具输送装置可以实现钻具从钻具盒到钻台面的自动化传送，将钻具安全、平 稳运送到井口中心，既方便作业，又能将钻具从井口卸下，从钻台平稳运送到猫道旁的钻具盒内。在钻具输送装置作业过程中，液压同步系统起着极其重要的作用。 液压同步系统是指在有 2 个或多个液压执行元件的液压系统中，要求执行元件以相同的位移或速度同步运行[1]。笔者通过分析对比几种常用的液压同步系统，阐述了分流集流阀同步回路 液压系统在钻具输送装置中的应用。

　　1 方案确定

　　钻具输送装置的基本结构由金属框架构成，液压系统为其提供动力，钢丝绳滑轮组起导向和连接作用。在钻具输送装置的动力系统中需要用到 4 个液压缸同步系统，对同步精度要求较高，同时各个独立液压缸载荷可能不同，并且缸与缸之间的相对位置较大。

　　1. 1 机械连接式同步回路

　　机械连接式同步回路各个液压缸之间通过刚性构件、齿轮齿条副或连杆机构等机械连接实现同步运动，回路工作可靠，结构简单。如果 2 个液压缸之间的载荷差别较大，而连接刚性较小时，则会因偏载造成活塞杆卡死，故机械连接式同步回路只适用于同步缸距离近且偏载较小的场合。在钻具输送装置 中此种结构无法满足各个缸所受载荷差别较大的使用要求，同时在此装置中各同步缸距离较大，无法通过刚性固定将各缸串联，故在钻具输送装置中此方案不可取。

　　1. 2 节流阀调速同步回路

　　节流阀调速同步回路主要采用节流阀控制工作液压缸，结构简单，但易受到油温变化及调速阀性能等差异的影响，同步精度较低，一般在 5% ～10%[2]。在钻具输送装置4 缸同步系统中，此种回路调节比较困难，同时精度低。主要原因是较长活塞杆作用时，由于误差的累积，系统运行几次后就要重新调节 4 缸的同步，操作比较麻烦，不能适应井场工作的需要。

　　1. 3 分流集流阀同步回路

　　分流集流阀也称同步阀，是集液压分流阀、集流阀功能于一体的独立液压器件。分流集流阀的同步是速度同步，即当2 个油缸或多个油缸分别承受不同的载荷时，分流集流阀通过内部的压力和流量敏感部件自动调节，使油缸保持运动同步，主要用于液压双缸及多缸同步控制系统中。 采用分流集流阀同步回路控制液压系统具有结构简单、成本低、制造容易及可靠性高等优点，因而在液压系统中得到了广泛应用[3]。依据分流集流阀同步回路的 优点，在钻具输送装置液压系统设计时，拟选用该回路。