人工岛钻机360°移运系统的设计研发

为满足人工岛钻机在进行丛式井作业时快速移运的要求,设计了人工岛钻机360°移运系统,该移运系统能实现钻机在有限的空间内整体灵活地进行任意方向移运和360°原地旋转。360°移运系统主要包括行走机构、支撑机构和综合液压站。在液压系统的驱动下,钻机主机模块无需拆卸即可完成相邻井间的快速移运及两排井之间的转场,大大节省了钻机搬迁时间,有效降低了钻井成本,满足现代钻井承包商对钻井成本控制的高标准要求。     

钻机整体移运方式的改进

大庆油田钻机整体移运是一种主要的钻机搬迁方式,提出一种全新的钻机搬迁模式,并投入使用,对降低钻机的搬迁成本,提高钻井速度具有重要意义。     

移运钻机新型管线槽设计

根据前期5000 m移运钻机油水电系统的管线槽结构,通过现场使用情况分析,该结构中,主管线槽采用折叠式落地结构,不方便吊车在折叠管线槽位置吊运泵组设备;且拆卸钻机时,该主管线槽成为1个独立的运输单元;去固控罐、泥浆泵管线槽对电缆的固定困难,且去固控罐电缆在泥浆泵组拖撬上需要转接,造成设备在安装拆卸过程中的不便.针对以上...     

3000 hp丛式井钻机导轨双向移运技术研究

针对国外某人工岛作业区域布置,分析超深丛式井钻机移运装置特性,研究针对该区域的导轨双向移运方案。通过计算钻机底座在纵横向移运过程中的力学特性,分析钻机"门"形连接架强度可靠性。并针对作业区域井口远距离运输等特点,研究远距离电缆存储技术,分析并计算钻机主机设备电缆压降,为电缆远距离信号间的相互干扰问题提供解决方案。     

钻机移运装置轮轴转向机构研制

常规轮式移运钻机在移运过程中存在转弯半径大、转向操作麻烦、路面通过性差、对正井口费时费力等问题,其原因在于常规轮式移运装置中的轮轴没有转向结构。研制了轮轴转向机构,该机构实现了轮轴可自行最大15°转向,使钻机移运转向操作简单方便,提高了轮式移运钻机市场竞争力。     

低温钻机轮轨移运装置应用现状及技术分析

介绍了低温钻机轮轨移运装置的工作原理及特点,对比分析了多种低温钻机轮轨移运装置结构形式与功能,并运用实例的方法对轮轨移运装置结构形式、移运装置油缸推力计算方法及轨道承载能力校核方法等关键技术进行了介绍,为低温钻机移运装置的设计提供借鉴.     

7000m直立移运后折井架技术研究

针对钻机直立整体移运时受到高压电线、高架桥梁等对钻机移运高度的限制,设计了一种能够后折的井架以降低钻机整体移运高度,同时还能满足钻机井架直立运输的要求,节约了钻机的搬家时间,减轻了井架安装的工作强度.     

石油钻杆移运系统中钻杆运移小车的设计

针对石油钻杆移运系统的工作状况，设计了水平移运机构中的关键部件钻杆运移小车。介绍了小车的结构和工作原理，并对小车关键零部件进行了静力学分析和计算，校核了强度。校核结果表明，钻杆运移小车结构设计合理，关键零部件完全满足石油机械高强度的设计要求。     

可实现圆形料场堆取料机360°回转的设计

文中描述了圆形料场堆取料机实现堆料机和取料机回转功能的设计研究,解决了圆形料场堆取料机无法实现360°回转的问题,在堆料机、取料机与中间柱体之间采用回转支承连接的基础上,通过滑环和拖令等回转装置的配合或2个拖令的联合配合实现堆料机和取料机分别实现360°回转,并提供相应配套的安全监测保护装置,完善并提升圆形料场堆取料机设备的使用性能,提高了料场存储能力。     

轮拖式快速移运修井机底座的设计

针对常规修井机底座的特点和移运问题,设计了一种轮拖式快速移运修井机底座.介绍了这一底座的结构,分析了工作原理.这一底座具有快速移运的特点,能够满足道路运输限宽要求和移运过程中过圆井的要求.应用有限元软件对底座进行计算验证,表明安全可靠性符合相关标准要求.这一底座在中东、非洲空旷沙漠地带具有推广应用价值.     

60 m海底钻机移摆管系统性能分析

海底钻机是一种钻探系统完全工作于海底的钻探设备,与搭载船只需要一条具有承载能力的脐带缆即可实现远程的能量供应和通讯控制。受脐带缆承载能力的限制,有限空间、重量内存储更多钻管及可靠、快速的接卸是大钻深海底钻机设计的难点。以60 m海底钻机移摆管系统为研究对象,介绍了移摆管系统的构成、技术指标和特点,对移摆管系统中机械手回转机构进行了受力分析,推导出了海水阻力矩的方程。利用AMESim建立了机械手回转控制系统仿真模型,分析了输入的线性控制信号的斜率、海水阻力矩等因素对机械手回转机构控制性能的影响。仿真结果表明：海水阻力矩对械手回转机构动作的瞬间影响较大,输入的线性控制信号的斜率较大时,会引起机械手回转角度振荡。通过对60 m海底钻机移摆管系统开展室内及海上试验,验证了该系统能够满足60 m海底钻机钻杆接卸及存储的要求。     

滑车式管子移运装置研究

基于油气开采的自动化生产要求和安全生产需要,为了满足石油钻井平台对技术升级的需求,本文提出了滑车式管子移运装置。该装置由滑车、滑车轨道、猫道、管架及钻杆构成。该移运装置通过有限元进行了动力学分析,结构合理,满足使用需求。该移运装置结构不同于传统移运装置产品,具有结构新颖、运行可靠、自动化程度高、重量轻等特点,可以大大减轻工人的劳动强度,将会在石油钻井领域得到广泛应用。     

一种适用于非360°探测机器人的避障导航算法

对自主引导车辆或自主移动机器人来说,在未知环境中能避开障碍而成功到达预定的目的地是一项基本要求.Bug及其衍生算法是实现机器人在未知环境中避开障碍到达指定目的地的基于传感器的著名导航算法,它们认为机器人是平面上的一个点,具有360°障碍检测范围,具有贴着障碍物边缘绕行的能力,对通常的非360°障碍检测范围且具有物理尺寸的机器人来说,Bug类算法就不能直接应用.提出一种适用于这类机器人的改进的Bug算法,包括结合DistBug算法、VisBug算法得到较短路径的"相遇点"与"脱离点"的确定方法,基于按分段直线与速度空间法结合得到圆滑自然路径的绕行障碍物边缘算法.还提出"虚拟触角"的概念来分析利用传感器数据,机器人依靠多种"虚拟触角"实现基于传感器的改进Bug算法.编写出完整的程序实现该算法,并以Pioneer 3-AT室内机器人为对象对改进算法进行验证.结果表明,机器人可以利用提出的Bug改进算法实现未知环境下定目标点无碰撞导航.     

长庆苏里格油田区块在役钻机移运方案设计

为降低丛式井作业中现役钻机的搬家成本并提高作业效率,设计了现役钻机移运性能提升方案,研制了轨道式钻机平移装置,解决了地锚平移方法中存在的安全性差、准备工作量大、费用高等问题。轨道式钻机平移装置可携带钻具进行钻机整体平移,平移轨道可循环使用,且移动精确度高,改造方便,对底座强度要求不高,近距离移运性能好,能很好地适应丛式井及井口较近的作业。     

海洋钻采平台管子移运机械手运动学仿真

在石油开采过程中,海洋钻采平台上各种管子的移运是最繁重的工作之一,此项任务一般采用能够实现大范围三维空间移运的机械手完成。针对移运机械手的结构分析,根据标准的D-H建模方法,在MATLAB中建立了机械手的运动学仿真模型。基于给定的连杆参数,讨论了机械手正运动学和逆运动学求解方法,并利用蒙特卡洛方法,求出机械手工作空间仿真结果。所做工作提供了机械手理论分析参考模型,为后续轨迹规划及控制研究奠定了理论基础。     

基于Maxwell的六相双Y移30°风力发电机的仿真分析

针对如何进一步降低永磁风力发电机的高次谐波含量,降低发电机铜耗和铁耗,以及有效地提高风力发电机性能的问题,在风力发电机设计研发中应用了六相双Y移30°绕组的多相绕组电机理论技术.利用Ansoft Maxwell 2D瞬态仿真功能,对采用相同定转子结构的普通三相60°相带发电机与六相双Y移30°绕组发电机,仅改变定子绕组的连接方式,分别进行了二维瞬态场建模.进行了空载运行和额定负载运行工况的瞬态有限元仿真分析,并针对负载时气隙磁密等进行了谐波的傅里叶分析.依据仿真分析中电流、电压、磁场等结果数据,进行了二者性能的区别比较.研究结果表明,六相双Y移30°发电机相比普通三相60°相带发电机而言,具有高次谐波含量低、电压范围大、电机损耗低、效率高等优势.     

45°镜多元探测器并扫成像特性和扫描轨迹分析

在光学反射矢量理论基础上,对于航天航空用多光谱成像仪45°镜多元探测器并扫成像特性和扫描轨迹进行了分析,给出了45°镜反射作用矩阵、45°镜多元探测器并扫成像的物像关系和像旋计算公式,及其对应的地面扫描轨迹理论计算公式.     

实现物体360°轮廓测量的新型轮廓拼接方法

提出一种新型轮廓拼接技术用来实现复杂物体的360°几何轮廓的测量。应用光栅投射三维轮廓技术使被测物绕旋转轴进行多次旋转,获得能覆盖整个物面的多个单视角的三维坐标,利用坐标变换将这些数据转换到统一的坐标系下,然后应用正负方向掩膜矩阵法拼接合成物体360°轮廓。实践表明,应用该方法物体只需在4个角度0°、90°、180°、270°进行旋转,就能快速得到物体360°轮廓,它不仅可以用于普通连续面形的测量, 又可以用于含有间断的面形即自由曲面的测量。     

沙漠快速移运钻机井控系统的设计与应用

为满足环境温度为0～55℃、湿度为100%的中东沙漠地区含高浓度H₂S油气井的钻井作业及设备快移的要求,设计了一种沙漠快速移运钻机井控系统。其主要特点是系统中的防喷器组能从储存位置快速移运到井口,采用双节流管线阀组和双压井管线阀组实现不间断的压井或节流,并且控制单元具有多重安全保障作用。文中介绍了沙漠快速移运钻机井控系统的总体方案、结构组成及技术参数,并通过详细计算确定了远程控制单元关键设备,描述了技术创新点。现场应用结果表明,该井控系统整体性良好、移运快捷、操作方便、可靠性高,防喷器防H₂S效果好,符合HSE规范,很好地满足了沙漠地区钻井作业要求。