| 【中文题名】 | 基于虚拟样机的石油井故障探测机器人研究 |
| 【英文题名】 | Research on Robot for Detecting Fault in Oil Well Based on Virtual Prototype |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-10 |
| 【中关键词】 | 井下机器人,虚拟样机,ProE,运动仿真,adams, |
| 【英关键词】 | robot at down-hole,virtual prototype,motion simulation,Pro/E,ADAMS, |
| 【分类导航】 | 工业技术>石油、天然气工业>石油机械设备与自动化>油气开采机械设备>油气开采机械化、自动化> |
| 【论文摘要】 |
探测仪器的送进是油田上测井、修井等井下作业中的一项重要技术。目前，定向井、水平井的生产作业多采用连续油管送进装置，地面设备复杂，作业成本高。本论文在借鉴和吸收已有管道机器人的成熟技术和研究方法及紧密结合故障石油井井下的实际情况研究了一种新型井下送进设备——石油井故障探测机器人，该机器人自身带有动力，能够在井下自主行走，克服了传统井下送进技术的缺陷。
本文提出了涨闸—活塞式行走机器人探测井下故障的结构方案，并详细研究了探测机器人的工作原理，对机器人进行合理的结构设计；利用Pro／Engineer软件对机器人结构进行三维实体建模、完成装配，并在Mechanism／Pro下添加约束，将模型导入ADAMS；最后，利用动力学仿真软件ADAMS对探测机器人进行仿真试验：一是对机器人支撑脚卡紧过程进行仿真试验，优化机器人支撑脚的结构；二是对探测机器人进行井下行走仿真试验，模拟机器人在井下实际行走状态，分析机器人的行走能力。
研究结果表明，石油井故障探测机器人虚拟样在5000N的拖缆力作用下，可以在井眼范围为Φ90～Φ130mm的竖直井、水平井及定向井中稳定行走。该机器人在石油井正常管径下的行走速度... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
6-7 |
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Abstract |
7-8 |
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创新点摘要 |
8-11 |
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引言 |
11-15 |
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第一章 石油井故障探测机器人虚拟样机设计 |
15-30 |
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1.1 井下探测机器人的工作原理 |
15-17 |
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1.2 石油井故障探测机器人的液压系统设计 |
17-24 |
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1.2.1 确定液压缸主要尺寸 |
17-19 |
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1.2.2 确定液压泵的主要参数 |
19-21 |
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1.2.3 液压系统工作原理 |
21-24 |
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1.3 石油井故障探测机器人的结构设计 |
24-29 |
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1.3.1 液压缸结构设计 |
24-25 |
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1.3.2 机器人壳体及支撑脚尺寸设计 |
25 |
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1.3.3 管路及阀的相关计算 |
25-26 |
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1.3.4 零部件强度校核 |
26-29 |
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1.4 小结 |
29-30 |
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第二章 石油井故障探测机器人虚拟样机建模 |
30-35 |
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2.1 Pro/E软件与机器人建模 |
30-32 |
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2.2 故障探测机器人的虚拟装配 |
32-34 |
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2.3 小结 |
34-35 |
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第三章 石油井故障探测机器人支脚移动过程的运动学仿真 |
35-45 |
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3.1 石油井故障探测机器人运动学分析 |
35-36 |
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3.2 ADAMs软件与支脚运动学模型 |
36-40 |
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3.3 支撑脚卡紧过程仿真与结果分析 |
40-41 |
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3.4 支撑脚优化仿真与结果分析 |
41-44 |
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3.5 小结 |
44-45 |
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第四章 石油井故障探测机器人井下行走过程仿真 |
45-77 |
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4.1 Pro/E与ADAMS结合的机器人动力学模型 |
45-47 |
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4.2 机器人在竖直井中的稳定行走试验 |
47-59 |
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4.2.1 机器人在竖直井中Φ127mm井眼下行走仿真分析 |
47-51 |
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4.2.2 机器人在竖直井中Φ130mm井眼下行走仿真分析 |
51-55 |
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4.2.3 机器人在竖直井中Φ90mm井眼下行走仿真分析 |
55-59 |
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4.3 机器人在水平井中5000N缆绳拖力下的行走试验 |
59-72 |
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4.3.1 机器人在水平井中Φ127mm井眼下行走仿真分析 |
59-64 |
|
4.3.2 机器人在水平井中Φ130mm井眼下行走仿真分析 |
64-68 |
|
4.3.3 机器人在水平井中Φ90mm井眼下行走仿真分析 |
68-72 |
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4.4 机器人在定向井中5000N缆绳拖力下的行走试验 |
72-76 |
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4.5 小结 |
76-77 |
|
结论 |
77-78 |
|
参考文献 |
78-81 |
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攻读硕士学位期间所发表的论文 |
81-82 |
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致谢 |
82-83 |
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详细摘要 |
83-86 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383919 |
