基于光電傳感器的鐵鉆工自動(dòng)找心方法研究

劉 偉，朱興龍，丁 俊，劉永智

(揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

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基于光電傳感器的鐵鉆工自動(dòng)找心方法研究

劉 偉，朱興龍，丁 俊，劉永智

(揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

鐵鉆工是現(xiàn)代化石油生產(chǎn)中重要的自動(dòng)化輔助設(shè)備，為了提高工作效率，必須提高其自動(dòng)化程度，其中自動(dòng)找心是實(shí)現(xiàn)鐵鉆工全自動(dòng)過程的關(guān)鍵技術(shù)之一。介紹了鐵鉆工的工作過程，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)自動(dòng)找心的要求，提出了自動(dòng)找心的方法，設(shè)計(jì)了鐵鉆工自動(dòng)找心的控制系統(tǒng)，并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)，驗(yàn)證了所提方案的可行性。

鐵鉆工；自動(dòng)找心；光電傳感器；光柵尺

自動(dòng)化鉆井是在20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一項(xiàng)前沿的鉆井技術(shù)，是21世紀(jì)鉆井技術(shù)中的主要發(fā)展方向。鐵鉆工為液壓動(dòng)力大鉗的替代產(chǎn)品，在鉆井平臺上能夠安全、高效地完成鉆具的上、卸扣和緊、沖扣等工作，是現(xiàn)代化石油生產(chǎn)中重要的自動(dòng)化輔助設(shè)備。鐵鉆工的應(yīng)用在降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高鉆井生產(chǎn)效率等方面起到了非常重要的作用，因此提高鐵鉆工的自動(dòng)化程度有著重要的意義[1-4]。

鐵鉆工在上、卸鉆具過程中，要求鐵鉆工夾緊鉗中心與鉆具中心重合，這樣可以避免夾緊系統(tǒng)中圓形導(dǎo)軌的損傷，保證鐵鉆工設(shè)備工作正常。而一般鐵鉆工多采用人工找心的方法，定位精度及工作效率較低，而且增加了工人的勞動(dòng)量，對于工人的安全也存在著威脅[5-6]。

針對人工找心方法存在的問題，本文對鐵鉆工如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找心的問題進(jìn)行了研究，提出了自動(dòng)找心方法，借助于光電傳感器與光柵尺測量鉆桿直徑，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)，并搭建了試驗(yàn)平臺。……