车载修井机管柱排放机器人装置设计与研究

摘要

随着油（气）田开采进行到中后期，修井逐渐成为油（气）田开采的主要作业方式。在修井作业中，需要将刚出井的高温管柱排放在修井机二层台的指梁间，这就需要工人登上二层台进行工作，此种排放方式存在较大安全隐患，因此，设计一套代替人工进行管柱排放的机械手是十分必要的。 本文在调研总结了以往各种钻、修井机排管系统的基础之上，结合工业机器人的理论知识，通过实际测量西安宇星石油机械新技术开发有限公司的型号为：XJ9028-00的车载修井机，设计出一套用于其修井机上的管柱排放工业机器人。 本文主要完成了以下几个方面工作： （1）查阅资料并进行分析与总结，了解国内外主要的排管系统结构。通过实际测量计算，掌握车载修井机的结构特点； （2）在对现有的排管系统的充分分析与理解之上，针对本课题的特点，建立管柱排放系统方案。根据机械手需要完成的排管内容，针对车载修井机的结构特点，结合机械原理，工业机器人技术，设计出经济合理的机械手结构方案； （3）利用D-H坐标分析法对排管机械手进行运动学分析，利用Solidworks软件建立机械手三维模型，并导入ANSYS Workbench中进行机构的动力学分析； （4）根据液压系统设计要求，计算各液压执行元件载荷，并根据载荷参数确定关键部件的驱动液缸的具体尺寸。根据所要完成的排管功能，结合所设计的驱动部件与控制液压回路，确定液压系统主要参数及方案，完成液压系统设计； 本文的研究结果对于油田井口自动化装置的设计具有一定的参考作用。

目录

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第一章 绪论

1.1课题研究意义及来源

1.2国内外相关技术发展现状

1.3工业机器人发展概况

1.4研究内容及方法

第二章 车载修井机管柱排放机器人装置结构设计

2.1车载修井机的结构及其排管过程

2.2装置的结构设计

2.3机器人的结构及工作过程

2.4本章小结

第三章 管柱排放机器人运动学及动力学研究

3.1 工业机器人运动学概述

3.2管柱排放机械手运动学分析

3.3管柱排放机械手动力学分析

3.4本章小结

第四章 排管机械手液压系统的设计

4.1液压系统的概述

4.2液压系统方案设计

4.3排管机器人液压系统的设计分析

4.4本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文