针对液压同步系统在钻具输送装置中的应用

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1、石油机械2011年第39卷第8期CHINAPETR0LEUMMACHINERY一61一应用技术液压同步系统在钻具输送装置中的应用聂永坤马永恒王瑞成施境岭刘荣庆徐笑鸥(1．渤海石油装备制造有限公司石油机械厂2．川庆钻探长庆钻井总公司3．渤海钻探工程有限公司第四钻井工程分公司4．渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司)摘要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。通过分析对比几种常见的液压同步系统，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。整个系统的设计难点在于4个液压缸的同步动作，分流集流阀能

2、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。试验表明，在载荷200kN、4个液压缸受到不均衡载荷作用工况下，4个液压缸的行程1150mm时误差在8mm以内，同步精度很高，整个样机性能稳定，满足使用工况要求。关键词液压同步系统钻具输送装置动力钻具盒分流集流阀同步回路构件、齿轮齿条副或连杆机构等机械连接实现同步0引言运动，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，则会因近年来，国内外钻井技术和装备得到了长足发偏载造成活塞杆卡死，故机械连接式同步回路只适展，作为钻井辅助设备之一的钻

3、具输送装置可以实用于同步缸距离近且偏载较小的场合。在钻具输送现钻具从钻具盒到钻台面的自动化传送，将钻具安装置中此种结构无法满足各个缸所受载荷差别较大全、平稳运送到井口中心，既方便作业，又能将钻的使用要求，同时在此装置中各同步缸距离较大，具从井口卸下，从钻台平稳运送到猫道旁的钻具盒无法通过刚性固定将各缸串联，故在钻具输送装置内。在钻具输送装置作业过程中，液压同步系统起中此方案不可取。着极其重要的作用。液压同步系统是指在有2个或1．2节流阀调速同步回路多个液压执行元件的液压系统中，要求执行元件以节流阀调速同步回路主要采用节流阀

4、控制工作相同的位移或速度同步运行¨。笔者通过分析对液压缸，结构简单，但易受到油温变化及调速阀性比几种常用的液压同步系统，阐述了分流集流阀同能等差异的影响，同步精度较低，一般在5％～步回路液压系统在钻具输送装置中的应用。10％。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1方案确定塞杆作用时，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，不能适应钻具输送装置的基本结构由金属框架构成，液井场工作的需要。压系统为其提供动力，钢丝绳滑轮组起导向和连接1．3分流集流阀同步回路

5、作用。在钻具输送装置的动力系统中需要用到4个分流集流阀也称同步阀，是集液压分流阀、集液压缸同步系统，对同步精度要求较高，同时各个流阀功能于一体的独立液压器件。分流集流阀的同独立液压缸载荷可能不同，并且缸与缸之间的相对步是速度同步，即当2个油缸或多个油缸分别承受位置较大。不同的载荷时，分流集流阀通过内部的压力和流量1．1机械连接式同步回路敏感部件自动调节，使油缸保持运动同步，主要用机械连接式同步回路各个液压缸之问通过刚性于液压双缸及多缸同步控制系统中。采用分流集流渤海石油装备制造有限公司科技项目。钻具输送装置中的动力钻具盒已

6、获国家专利，专利号：ZL200820079313．0。石油机械2011年第39卷第8期阀同步回路控制液压系统具有结构简单、成本低、液压控制阀及液压元件的规格型号等。依据设计要制造容易及可靠性高等优点，因而在液压系统中得求，系统中选用的液压缸活塞杆长度为1150lnnl，到了广泛应用。因此需要计算活塞杆的稳定性。外部载荷计算公依据分流集流阀同步回路的优点，在钻具输送式为：装置液压系统设计时，拟选用该回路。K1K,rrE1F一≤——～s2液压同步系统设计式中E——活塞杆材料弹性模量；，—一活塞杆截面惯性矩；2．1动力钻具盒的工

7、作原理及要求液压缸安装末端系数；图1为钻具输送装置的组成部分之一——动力——考虑活塞杆材料缺陷和截面不均匀系钻具盒的结构示意图。动力钻具盒要求4个液压缸数，取K=0．85～1．00；同步动作。——液压缸支撑点和活塞杆端点的最大长度⋯。1234567图1动力钻具盒的结构示意图l一底盘；2一支撑梁；3一立柱；4一液压动力机构；5一钢丝绳；6一下导向轮；7一升降梁；8一上导向轮；9一上框；10一斜拉筋；11一钢板。动力钻具盒主要包括存放钻具的金属框架和钻具升降机构。金属框架主要由底盘、支撑梁、立柱和上横梁焊接而成。钻具升降机构主

8、要由液压动力图2液压同步系统原理图机构、钢丝绳、下导向轮、升降梁和上导向轮组1一油箱；2一溢流阀；3-压力表；4一换向阀；5-分流集成。液压动力机构、下导向轮和上导向轮固定在金流阀；6一液压锁；7一液压缸；8一调速阀；9一齿轮泵；10一属框架外侧，金属框架内设有升降梁。联轴器；11一防爆电动机；l2一滤