自动抢接钻具止回阀装置运动学仿真研究

摘要

针对发生井喷事故时人工抢接钻具止回阀存在的抢接时间长、可靠性差、易造成人员伤亡等问题，设计了一种可用于抢接钻具止回阀的自动化装置。利用SolidWorks软件建立自动抢接钻具止回阀装置的运动学模型，对移运单元进行运动学分析，采用五次多项式法对装置执行机构进行了轨迹规划；利用ADAMS仿真软件对装置进行运动学与动力学仿真分析，验证了装置理论模型的正确性，得到了装置末端携带的钻具止回阀与装置执行元件的运动特性曲线，以及执行元件的驱动力与驱动力矩。分析结果表明：自动抢接钻具止回阀装置能够将钻具止回阀准确运送至指定位置，误差不超过1 mm,满足设计的误差要求；经过轨迹规划后装置运行平稳、无冲击，能够较好地完成钻具止回阀的抢接工作；驱动力与驱动力矩的变化曲线可为执行元件的选取和装置优化提供参考依据。