一种自动钻进液压控制系统

技术领域

本申请涉及液压领域，特别涉及一种自动钻进液压控制系统。

背景技术

目前现有大口径钻井\桩钻机采用液压执行缸提升/下放钻具，在钻具钻进的过程中，一般分为两种工况条件：减压钻进和加压钻进，其中减压钻进一般用于重锤钻进的工况，此时液压执行缸产生对钻具的拉力，减少钻具产生的压力；其中加压钻进适用于压力钻进的工况，此时液压执行缸产生对钻具的压力，增加钻具产生的压力。

但是，现有的钻进液压控制系统，自动化程度低，操作不便，并且钻具系统中的钻杆和钻机结构件容易发生断裂，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种操作方便、稳定耐用的自动钻进液压控制系统。

本申请的另一个目的在于提供一种稳定耐用、操作简便的自动钻进液压控制系统的稳压油路。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：

一种自动钻进液压控制系统，包括执行回路和稳压油路，所述执行回路包括执行缸和平衡阀，所述执行回路适于控制所述执行缸，并控制钻具系统的升降；所述平衡阀适于控制所述执行回路的负载；所述稳压油路包括第一稳压油路和第二稳压油路，所述第一稳压油路与所述执行缸的有杆腔或无杆腔连接，所述第二稳压油路与所述无杆腔或所述有杆腔连接，当所述钻具系统受到周期性外力作用时，所述有杆腔或所述无杆腔内的液压油压力发生周期性变化，所述第一稳压油路适于给所述有杆腔或所述无杆腔补油或卸油，并限制所述有杆腔或所述无杆腔内的所述液压油压力变化；所述第二稳压油路适于给所述无杆腔或所述有杆腔卸油或补油，并限制所述无杆腔或所述有杆腔内的所述液压油压力变化。

起初，发明人认为钻具系统中的钻杆和钻具结构件容易发生断裂，是由于钻杆的许用应力设计不够大，因此增加钻杆直径并增加其他钻具结构件的强度，以期待得到正面改良的效果；但是在实际使用过程中，虽然耐用性得到了一定程度的提高，但是在一段时间，还是容易发生断裂，很明显，增加钻杆直径并增加其他钻具结构件强度的方法治标不治本。

发明人进一步研究发现，执行缸和钻具系统采用硬联接；当钻具在钻进过程中，特别是对岩石钻进过程中，钻具系统会随着钻头在岩石上的滚压在一定范围内上下运动。钻具系统在规律性的上下起伏运动过程中，钻杆对整个钻具的拉力(减压钻进)或压力(加压钻进)会在一定范围内周期型变化，并且其变化幅度比较大，这种周期性力通过油缸传给了钻机结构系统，钻机结构件承受该作用力。

并且，在钻进过程中，通常采用气力输送的方式进行排渣，因为钻具系统经常和压缩空气及渣子接触，容易出现腐蚀现象，并且由于周期性作用力的影响下，钻具系统特别容易出现疲劳腐蚀的效果。疲劳腐蚀是一种特殊的腐蚀，当循环载荷和腐蚀介质并存时，腐蚀介质在金属材料的疲劳过程中促进了裂纹的萌生和扩展，使金属材料产生的腐蚀；比起一般的腐蚀，其破坏力更强，并且就算增加金属材料的强度，起到的效果也较差。

其次，当钻具系统随着钻头在岩石上一定范围内上下运动时，执行缸受到钻杆的作用而快速运动，容易出现吸空现象，即执行缸出现负压，缩短了执行缸的使用寿命。

因此，本申请开发了一种自动钻进液压控制系统，并加设第一稳压油路连接执行缸的有杆腔或无杆腔，加设第二稳压油路连接执行缸的无杆腔或有杆腔，当执行缸受到周期性外力作用时，执行缸的有杆腔和无杆腔的体积并且其液压油压力均发生对应的改变，第一稳压油路和第二稳压油路可以共同作用实现对有杆腔和无杆腔的补油或卸油，实现执行缸的有杆腔和无杆腔内的液压油压力保持不变，从而实现钻具系统受力稳定，避免钻具受到其他周期性外力扰动并发生上下运动时，钻具系统受到周期性压力并结合气力输送，从而导致疲劳腐蚀的现象；并且及时的补油或卸油，可以防止执行缸出现负压，增加执行缸的使用寿命。

进一步优选，所述执行缸为双液压缸，所述稳压油路上设置有稳压驱动组件和开关电磁阀，所述稳压驱动组件适于提供恒定压力的所述液压油，并通过所述第一稳压油路或所述第二稳压油路给所述无杆腔或所述有杆腔补油；所述开关电磁阀独立安装在所述第一稳压油路和/或所述第二稳压油路上，所述开关电磁阀适于开启或关闭所述第一稳压油路或所述第二稳压油路。“所述开关电磁阀独立安装在所述第一稳压油路和/或所述第二稳压油路上”指的是第一稳压油路和第二稳压油路均设置有独立的开关电磁阀；或第一稳压油路上设置有独立的开关电磁阀；或第二稳压油路上设置有独立的开关电磁阀。

本申请的执行回路适于控制执行缸运动，稳压驱动组件能够提供稳定压力的液压油，并且相对于其他液压油驱动组件，当没有受到周期性外力扰动时，稳压驱动组件不会发生动作，第一稳压油路和第二稳压油路均不动作；当受到周期性外力扰动时，稳压驱动组件驱动液压油进入第一稳压油路或第二稳压油路，对需要补油的执行缸的腔室进行补油，使执行缸各个腔室的液压油工作压力尽可能保持稳定，从而减少执行缸受到的周期性外力冲击，从而减少钻具系统受到的周期性外力冲击；双液压缸能增加钻进系统的负载力。

加设开关电磁阀可以更好的保护第一稳压油路或/和第二稳压油路，具体使用时，需要先打开执行回路上的电磁阀，再打开开关电磁阀，使第一稳压油路和/或第二稳压油路中充满液压油，并保持稳定状态；如果不设置开关电磁阀，打开执行回路上的电磁阀后，与执行缸连通的第一稳压油路和第二稳压油路会出现漏油现象，此时再启动稳压驱动组件会在第一稳压油路和第二稳压油路中出现回油冲击，造成驱动组件损坏、油管爆裂等不良现象，因此加设开关电磁阀会有较好的保护效果，并且便于控制。

进一步优选，所述稳压油路包括稳压回油路，所述第一稳压油路上设置有溢流阀，所述第二稳压油路上设置有溢流减压阀，所述溢流阀和所述溢流减压阀的P口均连接在所述稳压驱动组件的输出口上，所述溢流阀和所述溢流减压阀的T口均连接在所述稳压回油路上，所述第一稳压油路连接在所述执行缸内的所述液压油的工作压力较大腔；所述第二稳压油路连接在所述执行缸内的所述液压油的工作压力较小腔；所述溢流阀的调定压力等于所述工作压力较大腔内的所述液压油的工作压力，所述溢流减压阀的调定压力等于所述工作压力较小腔内的所述液压油的工作压力。

进一步优选，当处于减压钻进的工况时，所述无杆腔内的所述液压油工作压力大于所述有杆腔内的所述液压油工作压力，所述第一稳压油路连接所述无杆腔，所述第二稳压油路连接所述有杆腔；所述稳压油路包括稳压回油路，所述第一稳压油路上设置有溢流阀，所述第二稳压油路上设置有溢流减压阀，所述溢流阀和所述溢流减压阀的P口均连接在所述稳压驱动组件的输出口上，所述溢流阀和所述溢流减压阀的T口均连接在所述稳压回油路上，所述溢流阀的调定压力等于所述无杆腔内的所述液压油的工作压力，所述溢流减压阀的调定压力等于所述有杆腔内的所述液压油的工作压力；所述稳压驱动组件在控制组件的控制下调整输出压力与所述溢流阀的调定压力相同。

当处于减压钻进的工况时，第一稳压油路连接无杆腔，第二稳压油路连接有杆腔，当处于无扰动工作状态时，无杆腔的液压油工作压力大于有杆腔的液压油工作压力，无杆腔的工作压力决定了溢流阀的调定压力，而溢流阀的调定压力又决定了稳压驱动组件的输出压力；有杆腔的工作压力决定了溢流减压阀的调定压力，易得溢流减压阀的调定压力小于溢流阀的调定压力，因此第二稳压油路中的油压小于第一稳压油路中的油压，并且此时第二稳压油路中的油压等于有杆腔的工作压力，第一稳压油路中的油压等于无杆腔的工作压力，这时，第一稳压油路和第二稳压油路均不补油。

当受到向上的作用力时，带动钻具系统上升，从而带动执行缸上升，而此时活塞杆固定在机架上，此时，无杆腔体积增大，压力下降，第一稳压油路开始给无杆腔供油，使无杆腔压力稳定；并且同时，有杆腔体积减小，压力上升，第二稳压油路通过溢流减压阀溢流出多余的液压油，使有杆腔的压力保持稳定。

当受到向下的作用力时，带动钻具系统下降，从而带动执行缸下降，此时，无杆腔体积减小，压力上升，第一稳压油路通过溢流阀溢流，使无杆腔压力稳定；并且同时，有杆腔体积增大，压力下降，第二稳压油路开始给有杆腔供油，使有杆腔的压力保持稳定。

因此受到上下的周期性作用力时，均能通过第一稳压油路和第二稳压油路的作用下，保持执行缸的液压油压力保持稳定，从而保证钻具系统受到的压力稳定，从而减小其受到的循环冲击。

进一步优选，当处于加压钻进的工况时，所述无杆腔内的所述液压油工作压力小于所述有杆腔内的所述液压油工作压力，所述第一稳压油路连接所述有杆腔，所述第二稳压油路连接所述无杆腔；所述稳压油路包括稳压回油路，所述第一稳压油路上设置有溢流阀，所述第二稳压油路上设置有溢流减压阀，所述溢流阀和所述溢流减压阀的P口均连接在所述稳压驱动组件的输出口上，所述溢流阀和所述溢流减压阀的T口均连接在所述稳压回油路上，所述溢流阀的调定压力等于所述有杆腔内的所述液压油的工作压力，所述溢流减压阀的调定压力等于所述无杆腔内的所述液压油的工作压力。

当处于加压钻进的工况时，第一稳压油路连接有杆腔，第二稳压油路连接无杆腔，当处于无扰动工作状态时，无杆腔的液压油工作压力小于有杆腔的液压油工作压力，有杆腔的工作压力决定了溢流阀的调定压力，而溢流阀的调定压力又决定了稳压驱动组件的输出压力；无杆腔的工作压力决定了溢流减压阀的调定压力，易得溢流减压阀的调定压力小于溢流阀的调定压力，因此第二稳压油路中的油压小于第一稳压油路中的油压，并且此时第二稳压油路中的油压等于无杆腔的工作压力，第一稳压油路中的油压等于有杆腔的工作压力，这时，第一稳压油路和第二稳压油路均不补油。

当受到向上的作用力时，带动钻具系统上升，从而带动执行缸上升，而此时活塞杆固定在机架上，此时，无杆腔体积增大，压力下降，第二稳压油路开始给无杆腔供油，使无杆腔压力稳定；并且同时，有杆腔体积减小，压力上升，第一稳压油路通过溢流阀溢流出多余的液压油，使有杆腔的压力保持稳定。

当受到向下的作用力时，带动钻具系统下降，从而带动执行缸下降，此时，无杆腔体积减小，压力上升，第二稳压油路通过溢流减压阀溢流，使无杆腔压力稳定；并且同时，有杆腔体积增大，压力下降，第一稳压油路开始给有杆腔供油，使有杆腔的压力保持稳定。

因此受到上下的周期性作用力时，均能通过第一稳压油路和第二稳压油路的作用下，保持执行缸的液压油压力保持稳定，从而保证钻具系统受到的压力稳定，从而减小其受到的循环冲击。

进一步优选，所述溢流阀为电比例溢流阀，所述溢流减压阀为电比例溢流减压阀。

另一种优选，所述稳压油路还包括泄压电磁阀和补油蓄能器，所述泄压电磁阀和所述补油蓄能器均分别连接在所述第一稳压油路和/或所述第二稳压油路上；所述泄压电磁阀为四位三通电磁阀，且其中位机能为O型，所述泄压电磁阀的A口与所述补油蓄能器连接，当开机后，所述开关电磁阀处于打开状态，且所述泄压电磁阀的左侧电磁铁通电，所述泄压电磁阀的A口与P口连接，且所述补油蓄能器适于给所述有杆腔或所述无杆腔补油，并限制所述有杆腔或所述无杆腔内的所述液压油压力变化；当关机后，所述开关电磁阀处于关闭状态，且所述泄压电磁阀的右侧电磁铁通电，所述泄压电磁阀的A口与T口连接，所述补油蓄能器泄压。

另一种优选，所述补油蓄能器的工作容积为V0，所述补油蓄能器的体积为V，满足V≥40V0；所述补油蓄能器上还设有蓄能器调节器，所述蓄能器调节器适于根据不同工况更改所述补油蓄能器内的充气压力。

另一种优选，所述开关电磁阀为四位三通电磁阀，且中位机能为O型；或所述开关电磁阀为盖板阀。

另一种优选，所述稳压驱动组件为伺服电机和定量泵；或所述稳压驱动组件为普通电机和变量泵。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)设置第一稳压油路和第二稳压油路可以减少执行缸的有杆腔和无杆腔在周期性外力冲击时受到的影响，通过补油和卸油，实现执行缸的有杆腔和无杆腔在周期性外力冲击时，其内的液压油压力保持稳定，从而使钻具系统受到的压力保持稳定，减少疲劳冲击，防止断裂失效；

(2)减少钻具系统受到的压力冲击，可以提高钻具系统使用寿命和钻机的使用寿命，降低钻具系统和钻机设计时选取的安全系数，降低钻机和钻具系统的制造成本，并且提高钻进效率，降低施工成本。

附图说明

图1为本申请的液压控制系统的执行回路，展示了执行回路的工作原理；

图2为本申请的液压控制系统的稳压油路，展示了稳压油路的结构和连接方式；

图3为本申请的液压控制系统的减压钻进的液压油路，展示了减压钻进时，稳压油路的连接状态；

图4为本申请的液压控制系统的加压钻进的液压油路，展示了加压钻进时，稳压油路的连接状态。

图中：1、稳压油路；11、第一稳压油路；111、溢流阀；112、第一电磁阀；113、第三电磁阀；114、第一蓄能器；12、第二稳压油路；121、溢流减压阀；122、第二电磁阀；123、第四电磁阀；124、第二蓄能器；13、稳压驱动组件；14、稳压回油路；15、开关电磁阀；16、泄压电磁阀；17、补油蓄能器；18、蓄能器调节器；100、执行回路；101、执行缸；1011、活塞杆；102、有杆腔；103、无杆腔；104、平衡阀；105、进油路；106、回油路。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前现有大口径钻井\桩钻机采用液压执行缸101提升/下放钻具，在钻具钻进的过程中，一般分为两种工况条件：减压钻进和加压钻进，其中减压钻进一般用于重锤钻进的工况，此时液压执行缸101产生对钻具的拉力，减少钻具产生的压力；其中加压钻进适用于压力钻进的工况，此时液压执行缸101产生对钻具的压力，增加钻具产生的压力。在实际使用的过程中钻具系统易损坏、断裂。

起初，发明人认为钻具系统中的钻杆和钻具结构件容易发生断裂，是由于钻杆的许用应力设计不够大，因此增加钻杆直径并增加其他钻具结构件的强度，以期待得到正面改良的效果；但是在实际使用过程中，虽然耐用性得到了一定程度的提高，但是在一段时间，还是容易发生断裂，很明显，增加钻杆直径并增加其他钻具结构件强度的方法治标不治本。

发明人进一步研究发现，执行缸101和钻具系统采用硬联接；当钻具在钻进过程中，特别是对岩石钻进过程中，钻具系统会随着钻头在岩石上的滚压在一定范围内上下运动。钻具系统在规律性的上下起伏运动过程中，钻杆对整个钻具的拉力(减压钻进)或压力(加压钻进)会在一定范围内周期型变化，并且其变化幅度比较大，这种周期性力通过油缸传给了钻机结构系统，钻机结构件承受该作用力。

并且，在钻进过程中，通常采用气力输送的方式进行排渣，因为钻具系统经常和压缩空气及渣子接触，容易出现腐蚀现象，并且由于周期性作用力的影响下，钻具系统特别容易出现疲劳腐蚀的效果。疲劳腐蚀是一种特殊的腐蚀，当循环载荷和腐蚀介质并存时，腐蚀介质在金属材料的疲劳过程中促进了裂纹的萌生和扩展，使金属材料产生的腐蚀；比起一般的腐蚀，其破坏力更强，并且就算增加金属材料的强度，起到的效果也较差。

其次，当钻具系统随着钻头在岩石上一定范围内上下运动时，执行缸101受到钻杆的作用而快速运动，容易出现吸空现象，即执行缸101出现负压，缩短了执行缸101的使用寿命。

因此本申请的发明人开发了一种自动钻进液压控制系统，其一种实施例如图1至图3所示，包括执行回路100和稳压油路1，执行回路100包括执行缸101，执行回路100适于控制执行缸101，并控制钻具系统的升降；稳压油路1包括第一稳压油路11和第二稳压油路12，第一稳压油路11与执行缸101的有杆腔102或无杆腔103连接，第二稳压油路12与无杆腔103或有杆腔102连接，当钻具系统受到周期性外力作用时，有杆腔102或无杆腔103内的液压油压力发生周期性变化，第一稳压油路11适于给有杆腔102或无杆腔103补油或卸油，并限制有杆腔102或无杆腔103内的液压油压力变化；第二稳压油路12适于给无杆腔103或有杆腔102卸油或补油，并限制无杆腔103或有杆腔102内的液压油压力变化。

执行回路100如图1所示，包括进油路105、回油路106和执行缸101，执行缸101包括有杆腔102、无杆腔103和活塞杆1011，为实现较大的负载力，执行缸101为双液压缸；其中活塞杆1011固定在机架上，执行缸101与钻具系统连接，钻具系统受到的周期性外力冲击(即钻具系统会随着钻头在岩石上的滚压在一定范围内上下运动)会作用在执行缸101上，从而带动执行缸101发生相对于固定的活塞杆1011的周期性上下运动，而这种周期运动会改变有杆腔102和无杆腔103的体积，并改变有杆腔102和无杆腔103内的液压油的油压；进油路105和回油路106之间设置有平衡阀104，实现负载保持的功能。

在这个具体的实施例中，本申请开发的这种自动钻进液压控制系统，并加设第一稳压油路11连接执行缸101的有杆腔102或无杆腔103，加设第二稳压油路12连接执行缸101的无杆腔103或有杆腔102，当执行缸101受到周期性外力作用时，执行缸101的有杆腔102和无杆腔103的体积并且其液压油压力均发生对应的改变，第一稳压油路11和第二稳压油路12可以共同作用实现对有杆腔102和无杆腔103的补油或卸油，实现执行缸101的有杆腔102和无杆腔103内的液压油压力保持不变，从而实现钻具系统受力稳定，避免钻具受到其他周期性外力扰动并发生上下运动时，钻具系统受到周期性压力并结合气力输送，从而导致疲劳腐蚀的现象；并且及时的补油或卸油，可以防止执行缸101出现负压，增加执行缸101的使用寿命。

虽然受到周期性外力的作用，执行缸101依旧会发生相对于固定的活塞杆1011的周期性上下运动，有杆腔102和无杆腔103内的体积会发生对应的变化，但是在第一稳压油路11和第二稳压油路12的共同作用下，有杆腔102或无杆腔103会实现补油或卸油，从而保持有杆腔102和无杆腔103内的液压油压力保持基本一致，从而使执行缸101产生的作用力基本一致并保证与执行缸101硬连接的钻杆受到的作用力基本一致，从而减少周期性外力对其他钻具结构件的周期性作用，从而减少了疲劳腐蚀的作用。(疲劳腐蚀需要同时保证循环载荷和腐蚀介质同时存在，缺少了循环载荷的作用，疲劳腐蚀不能发生)

进一步优选，如图2所示，稳压油路1上设置有稳压驱动组件13和开关电磁阀15，稳压驱动组件13适于提供恒定压力的液压油，并通过第一稳压油路11或第二稳压油路12给无杆腔103或有杆腔102补油；开关电磁阀15独立安装在第一稳压油路11和/或第二稳压油路12上，开关电磁阀15适于开启或关闭第一稳压油路11或第二稳压油路12。“开关电磁阀15独立安装在第一稳压油路11和/或第二稳压油路12上”指的是第一稳压油路11和第二稳压油路12均设置有独立的开关电磁阀15；或第一稳压油路11上设置有独立的开关电磁阀15；或第二稳压油路12上设置有独立的开关电磁阀15。

在这个具体的实施例中，如图2和图3所示，开关电磁阀15为安装在第一稳压油路11的第一电磁阀112，和安装在第二稳压油路12中的第二电磁阀122。

本申请的执行回路100适于控制执行缸101运动，稳压驱动组件13能够提供稳定压力的液压油，并且相对于其他液压油驱动组件，当没有受到周期性外力扰动时，稳压驱动组件13不会发生动作，第一稳压油路11和第二稳压油路12均不动作，也不会产生液压油流动；当受到周期性外力扰动时，稳压驱动组件13驱动液压油进入第一稳压油路11或第二稳压油路12，对需要补油的执行缸101的腔室进行补油，使执行缸101各个腔室的液压油工作压力尽可能保持稳定，从而减少执行缸101受到的周期性外力冲击，从而减少钻具系统受到的周期性外力冲击。

加设开关电磁阀15可以更好的保护第一稳压油路11或/和第二稳压油路12，具体使用时，需要先打开执行回路100上的电磁阀，再打开开关电磁阀15，使第一稳压油路11和/或第二稳压油路12中充满液压油，并保持稳定状态；如果不设置开关电磁阀15，打开执行回路100上的电磁阀后，与执行缸101连通的第一稳压油路11和第二稳压油路12会出现漏油现象，此时再启动稳压驱动组件13会在第一稳压油路11和第二稳压油路12中出现回油冲击，造成驱动组件损坏、油管爆裂等不良现象，因此加设开关电磁阀15会有较好的保护效果，并且便于控制。

进一步优选，如图2所示，稳压油路1包括稳压回油路14，第一稳压油路11上设置有溢流阀111，第二稳压油路12上设置有溢流减压阀121，溢流阀111和溢流减压阀121的P口均连接在稳压驱动组件13的输出口上，溢流阀111和溢流减压阀121的T口均连接在稳压回油路14上，第一稳压油路11连接在执行缸101内的液压油的工作压力较大腔；第二稳压油路12连接在执行缸101内的液压油的工作压力较小腔；溢流阀111的调定压力等于工作压力较大腔内的液压油的工作压力，溢流减压阀121的调定压力等于工作压力较小腔内的液压油的工作压力；稳压驱动组件13在控制组件的控制下调整输出压力与溢流阀111的调定压力相同。

在这个具体的实施例中，执行缸101有两个腔室，分别对应有杆腔102和无杆腔103。设定有杆腔102内液压油压力为P1，无杆腔103内液压油压力为P2；假设P1＞P2，第一稳压油路11连接在有杆腔102上；第一稳压油路11上设置有溢流阀111，溢流阀111的调定压力等于P1，稳压驱动组件13输出压力也为P1，由于第一稳压油路11和第二稳压油路12并联在稳压驱动组件13上，因此溢流减压阀121的输入端压力为P1，受到溢流减压阀121作用，溢流减压阀121输出端压力P2，在无周期性外力作用的无扰动情况下，第一稳压油路11的两端(均为P1)和第二稳压油路12的两端(均为P2)压力相等，此时第一稳压油路11和第二稳压油路12不发生作用。

当存在周期性外力扰动时，执行缸101发生运动，从而使有杆腔102和无杆腔103的体积发生变化，从而使P1和P2的大小发生变化，第一稳压油路11和第二稳压油路12两端出现压力差，从而出现补油或卸油，实现P1和P2基本保持不变，从而减小执行缸101、钻杆等受到的周期性外力，减少疲劳腐蚀。

假设P1＜P2时，第一稳压油路11连接在无杆腔103上，其他工作原理同上面所述相似。

值得一提的是，溢流减压阀121可以降低油路中的压力，但会浪费一部分能量，虽然在第一稳压油路11和第二稳压油路12中都可以加设溢流减压阀121来实现自动稳压的效果，但由于溢流减压阀121会浪费能量，不利于节约资源的目的。

进一步优选，当处于减压钻进的工况时，如图3所示，无杆腔103内的液压油工作压力P2大于有杆腔102内的液压油工作压力P1，第一稳压油路11连接无杆腔103，第二稳压油路12连接有杆腔102；稳压油路1包括稳压回油路14，第一稳压油路11上设置有溢流阀111，第二稳压油路12上设置有溢流减压阀121，溢流阀111和溢流减压阀121的P口均连接在稳压驱动组件13的输出口上，溢流阀111和溢流减压阀121的T口均连接在稳压回油路14上，溢流阀111的调定压力等于无杆腔103内的液压油的工作压力P2，溢流减压阀121的调定压力等于有杆腔102内的液压油的工作压力P1；稳压驱动组件13在控制组件的控制下调整输出压力与溢流阀111的调定压力相同。

当处于减压钻进的工况时，此时P1小于P2，第一稳压油路11连接无杆腔103，第二稳压油路12连接有杆腔102，当处于无扰动工作状态时，无杆腔103的液压油工作压力P2大于有杆腔102的液压油工作压力P1，无杆腔103的工作压力P2决定了溢流阀111的调定压力，而溢流阀111的调定压力又决定了稳压驱动组件13的输出压力；有杆腔102的工作压力P1决定了溢流减压阀121的调定压力，易得溢流减压阀121的调定压力P1小于溢流阀111的调定压力P2，因此第二稳压油路中12的油压P1小于第一稳压油路11中的油压P2，并且此时第二稳压油路12中的油压P1等于有杆腔102的工作压力P1，第一稳压油路11中的油压等于无杆腔103的工作压力P2，这时，第一稳压油路11和第二稳压油路12均不补油。

当受到向上的作用力时，带动钻具系统上升，从而带动执行缸101上升，而此时活塞杆1011固定在机架上，此时，无杆腔103体积增大，压力下降，第一稳压油路11开始给无杆腔103供油，使无杆腔103压力稳定；并且同时，有杆腔102体积减小，压力上升，第二稳压油路12通过溢流减压阀121溢流出多余的液压油，使有杆腔102的压力保持稳定。

当受到向下的作用力时，带动钻具系统下降，从而带动执行缸101下降，此时，无杆腔103体积减小，压力上升，第一稳压油路11通过溢流阀111溢流，使无杆腔103压力稳定；并且同时，有杆腔102体积增大，压力下降，第二稳压油路12开始给有杆腔102供油，使有杆腔102的压力保持稳定。

值得一提时，在实际使用过程中，周期性的上下作用力，能带动执行缸101较大范围的移动，从而使无杆腔103或有杆腔102的体积剧烈变化，从而使其中的压力大范围变化，会远远超过溢流阀111的调定压力，因此可以通过溢流阀111和溢流减压阀121实现稳压效果。

因此受到上下的周期性作用力时，均能通过第一稳压油路11和第二稳压油路12的作用下，保持执行缸101的液压油压力保持稳定，从而保证钻具系统受到的压力稳定，从而减小其受到的循环冲击。

进一步优选，如图4所示，当处于加压钻进的工况时，无杆腔103内的液压油工作压力P2小于有杆腔102内的液压油工作压力P1，第一稳压油路11连接有杆腔102，第二稳压油路12连接无杆腔103；稳压油路1包括稳压回油路14，第一稳压油路11上设置有溢流阀111，第二稳压油路12上设置有溢流减压阀121，溢流阀111和溢流减压阀121的P口均连接在稳压驱动组件13的输出口上，溢流阀111和溢流减压阀121的T口均连接在稳压回油路14上，溢流阀111的调定压力等于有杆腔102内的液压油的工作压力P1，溢流减压阀121的调定压力等于无杆腔103内的液压油的工作压力P2。

当处于加压钻进的工况时，此时P2小于P1，第一稳压油路11连接有杆腔102，第二稳压油路12连接无杆腔103，当处于无扰动工作状态时，无杆腔103的液压油工作压力P2小于有杆腔102的液压油工作压力P1，有杆腔102的工作压力P1决定了溢流阀111的调定压力，而溢流阀111的调定压力又决定了稳压驱动组件13的输出压力；无杆腔103的工作压力P2决定了溢流减压阀121的调定压力，易得溢流减压阀121的调定压力P2小于溢流阀111的调定压力P1，溢流减压阀121两端的压力分别为P1和P2，因此第二稳压油路12中的油压P2小于第一稳压油路11中的油压P1，并且此时第二稳压油路12中的油压P2等于无杆腔103的工作压力P2，第一稳压油路11中的油压等于有杆腔102的工作压力P1，这时，第一稳压油路11和第二稳压油路12均不补油。

当受到向上的作用力时，带动钻具系统上升，从而带动执行缸101上升，而此时活塞杆1011固定在机架上，此时，无杆腔103体积增大，压力下降，第二稳压油路12开始给无杆腔103供油，使无杆腔103压力稳定；并且同时，有杆腔102体积减小，压力上升，第一稳压油路11通过溢流阀111溢流出多余的液压油，使有杆腔102的压力保持稳定。

当受到向下的作用力时，带动钻具系统下降，从而带动执行缸101下降，此时，无杆腔103体积减小，压力上升，第二稳压油路12通过溢流减压阀121溢流，使无杆腔103压力稳定；并且同时，有杆腔102体积增大，压力下降，第一稳压油路11开始给有杆腔102供油，使有杆腔102的压力保持稳定。

因此受到上下的周期性作用力时，均能通过第一稳压油路11和第二稳压油路12的作用下，保持执行缸101的液压油压力保持稳定，从而保证钻具系统受到的压力稳定，从而减小其受到的循环冲击。

进一步优选，如图3和图4所示，溢流阀111为电比例溢流阀，溢流减压阀121为电比例溢流减压阀。

电比例溢流阀111和电比例溢流减压阀121可以在无扰动，无周期性外力的作用下，更方便的调整溢流阀111的调定压力和溢流减压阀121的调定压力，通过检测有杆腔102和无杆腔103的压力，即可快速调整溢流阀111的调定压力和溢流减压阀121的调定压力；在自动稳压过程中，即周期性外力作用下，调定压力不再发生变化，第一稳压油路11和第二稳压油路12实现自动稳压的效果。

另一种优选，如图2所示，稳压油路1还包括泄压电磁阀16和补油蓄能器17，泄压电磁阀16和补油蓄能器17均分别连接在第一稳压油路11和/或第二稳压油路12上；泄压电磁阀16为四位三通电磁阀，且其中位机能为O型，泄压电磁阀16的A口与补油蓄能器17连接，当开机后，开关电磁阀15处于打开状态，且泄压电磁阀16的左侧电磁铁通电，泄压电磁阀16的A口与P口连接，且补油蓄能器17适于给有杆腔102或无杆腔103补油，并限制有杆腔102或无杆腔103内的液压油压力变化；当关机后，开关电磁阀15处于关闭状态，述泄压电磁阀16的右侧电磁铁通电，泄压电磁阀16的A口与T口连接，补油蓄能器17泄压。

在这个具体的实施例中，泄压电磁阀16为安装在第一稳压油路11中的第三电磁阀113和安装在第二稳压油路12中的第四电磁阀123；补油蓄能器17为安装在第一稳压油路11中的第一蓄能器114和第二稳压油路12中的第二蓄能器124。

泄压电磁阀16是用来给补油蓄能器17泄压的，当执行回路100启动后，先根据有杆腔102的压力P1和无杆腔103的压力P2，调整溢流阀111和溢流减压阀121的调定压力，随后使泄压电磁阀16的左侧电磁铁通电，补油蓄能器17充油，等待油压稳定后，再打开开关电磁阀15，即可使第一稳压油路11和第二稳压油路12处于待机状态，若有周期性外力冲击，补油蓄能器17可以快速对有杆腔102或无杆腔103实现补油；当关机后，先关闭开关电磁阀15，再使泄压电磁阀16右侧的电磁铁通电，使补油蓄能器17泄压，最后关闭执行回路100。泄压电磁阀16可以起到保护补油蓄能器17的作用，防止其一直处于高压状态，造成损坏；并且补油蓄能器17可以起到快速补油的效果，实现快速起压，快速补油，使稳压的效果更好，反应更灵敏。

泄压电磁阀16为O型四位三通阀，可以维持中位的状态，防止补油蓄能器17在中位状态下自动泄压，造成不必要的压力不受控的流失状态。

另一种优选，补油蓄能器17的工作容积为V0，补油蓄能器17的体积为V，满足V≥40V0；补油蓄能器17上还设有蓄能器调节器18，蓄能器调节器18适于根据不同工况更改补油蓄能器17内的充气压力。

在本申请中，补油蓄能器17的作用使作为辅助动力源，满足公式

其中P0为补油蓄能器17的充气压力，取执行缸101的工作压力为P，设定P0＝0.9P，补油后Pmin＝0.95P，Pmax＝P，此时补油蓄能器17为绝热膨胀，因此取n＝1.4，带入公式易得V＝15V0，并且由于为双油缸设置，因此取V＝30V0；在实际使用过程中，发现增加补油蓄能器17的体积V可以有效增加稳压效果，因此设定V≥40V0，因此可以根据有杆腔102的压力P1，无杆腔103的压力P2设定不同大小的第一蓄能器114和第二蓄能器124。在这个具体的实施例中，取V＝42V0。

在实际使用中发现，可能会出现需要变化P1和P2值的工况，因此可以保持补油蓄能器17的体积V不变，利用蓄能器调节器18改变充气压力V0，实现调整P1和P2的目的。

另一种优选，如图3和图4所示，开关电磁阀15为四位三通电磁阀，且中位机能为O型；或开关电磁阀15为盖板阀。

盖板阀的成本更低，只需要保证工作时的流量需求即可，四位三通电磁阀比较易得，并且和其他阀种类一种，仓储压力较小，成本也较低；中位机能O型可以起到一定的锁止效果。

另一种优选，稳压驱动组件13为伺服电机和定量泵；或稳压驱动组件13为普通电机和变量泵。

伺服电机和定量泵可以实现提供稳压源的目的，普通电机和变量泵配合也可以实现该效果，优选使用伺服电机配合定量泵，因为此方案结构简单，耐用性高，不容易出现内泄露等情况，并且耗电量可以节省约30％，节能效果较好。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。