【摘 要】
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以人工为基础的排管作业效率较低,安全性不高,工人劳动强度大。为了解决该问题,在陆地钻机上引入自动化设备实现钻杆自动排放是石油自动化设备研究的一大方向。本文在前人研究的基础上对陆地钻机二层台自动排管系统做了进一步的研究。首先对比分析国内外现有自动排管系统,提出了最适合陆地钻机的整体方案。该系统在排管方式上以夹持排管方式为主,推扶排管方式为辅;配合常见的X-Y型指梁完成管具运移;结构上采取直接安装在二
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以人工为基础的排管作业效率较低,安全性不高,工人劳动强度大。为了解决该问题,在陆地钻机上引入自动化设备实现钻杆自动排放是石油自动化设备研究的一大方向。本文在前人研究的基础上对陆地钻机二层台自动排管系统做了进一步的研究。首先对比分析国内外现有自动排管系统,提出了最适合陆地钻机的整体方案。该系统在排管方式上以夹持排管方式为主,推扶排管方式为辅;配合常见的X-Y型指梁完成管具运移;结构上采取直接安装在二层台上的机械手式结构;驱动方面采用液压和电气两种驱动方式。其次结合自动排管的工作要求确定了系统的工作流程和主要结构,使用cero软件对机械结构进行三维建模。针对系统的机械臂和夹持机械手进行了优化设计,通过ANSYS软件对其进行静力学仿真,验证优化后的结构。减少了系统自重并解决了机械手与立根之间的干涉问题。最后为该系统设计了液压系统和电控系统。对液压系统的执行元件和主要部件进行了选型计算,实现了轻量化设计;电控系统则主要采用S7-200 SMART PLC作为主控制器,绘制了控制系统主电路图,并使用梯形图编写了主要控制程序,实现了系统的无线遥控控制。论文研究结果表明,本文研究的陆地钻机二层台自动排管系统进一步简化结构,提高自动排管工作效率和自动化水平,为后续自动排管系统的研发和生产提供了有价值的参考。
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