鉆桿輸送系統智能化改造

摘 要：鉆桿輸送系統負責鉆桿在各道工序之間的輸送，針對鉆桿輸送系統目前存在的一些問題，對鉆桿輸送系統進行了硬件、軟件方面的智能化升級改造。改造后，減輕了職工的勞動強度，提高了系統的安全性和可靠性，提升了生產過程的自動化和智能化水平。

關鍵詞：鉆桿；輸送系統；智能化改造

1 引言

鉆井隊使用的鉆桿在回收到管具公司后，要經過鉆桿除銹、清洗、晾干、無損檢測、鉆桿檢驗、螺紋修復、校直及鉆桿分級等工序，然后對鉆桿成品按規格、型號以及等級進行分類存放，為下一次的供井使用做好準備。

鉆桿在以上各個工序之間的傳遞都要靠鉆桿輸送系統來完成，現有的鉆桿輸送系統已很難滿足生產實際的需求，存在的問題也顯現出來，主要表現在以下幾個方面，一是，鉆桿從各個工序的管架臺到輸送自動線的下料過程還依賴人工手動操作，自動化程度低，造成人力資源浪費，同時也增加了職工的勞動強度，二是，清洗部分缺少小鉆桿夾緊機構，小鉆桿在旋轉清洗過程中易出現大幅度甩動，無法實現對小鉆桿的自動清洗，三是鉆桿在自動線上打滑發生串聯問題，沒有應對措施，鉆桿發生打滑串聯常常造成設備損壞，維修費時誤工，四是，鉆桿檢測后的分級標記還依賴于人工操作，浪費人力。

為解決以上問題，提高生產效率，減輕職工勞動強度，提高生產過程的智能化、自動化水平，為此對原有鉆桿輸送系統進行智能化改造。

2 鉆桿輸送系統智能化改造主要內容

鉆桿輸送智能化改造主要包含以下幾個部分，鉆桿自動下料機構的研制、小鉆桿夾緊機構的研制，鉆桿打滑報警系統研制和鉆桿分級自動標記系統研制。

2.1鉆桿自動下料機構

在鉆桿管架臺附近制作4處鉆桿自動下料機構，自動下料機構由PLC、光電開關、電磁閥、氣缸、下料機構等部分組成，由光電開關檢測鉆桿的位置，PLC通過控制電磁閥來控制氣缸起升，實現鉆桿保持一定間隔的自動連續下料。

2.2小鉆桿夾緊機構

小鉆桿清洗夾緊裝置位于鉆桿清洗系統中間，裝置是通過在兩組旋轉托輪中間加裝一個夾緊裝置，夾緊裝置通過氣缸的起升控制夾緊裝置的開合，氣缸起升后三個滾輪夾緊小鉆桿中間部分，以保證小鉆桿在清洗時不會大幅度甩動，保證了各種小鉆桿的自動清洗。

2.3鉆桿打滑報警系統

鉆桿打滑報警系統設置在自動線上容易發生打滑問題的位置。

工作原理：報警系統由光電開關及PLC組成，鉆桿到達光電開關時，系統計時，離開時，計時結束，正常時，鉆桿經過時間約為22秒，如超過這個時間說明鉆桿已經在自動線上打滑或己串聯，設置系統計時時間，若鉆桿經過光電開關時間超過系統設定的計時時間，則停止自動線運轉，等待人員過來處理，防止鉆桿發生串聯，同時翻起損壞設備或傷人。

2.4鉆桿分級自動標記系統

鉆桿分級自動標記系統位于鉆桿無損檢測設備之后，分級自動標記系統由自動控制部分、機械部分和監控部分組成。

自動控制部分由控制按鈕、光電開關、和PLC組成，機械部分由鉆桿舉升機構、分級標記機構等組成，監控部分由安裝在現場的攝像頭和操作電腦組成。

工作原理：操作者根據無損檢測圖像判斷是否要對鉆桿進行標記，當遇到需要進行標記的鉆桿時，操作者按下控制室內的標記控制按鈕，由光電開關檢測鉆桿的位置，當鉆桿到達標記位置時，PLC控制鉆桿舉升機構將鉆桿抬離自動線，同時控制標記機構在鉆桿接頭附近部位進行標識，完成后，舉升機構下放鉆桿到自動線，輸送鉆桿到下一工序。整個標記過程，可由安裝在現場的攝像頭實時傳送給操作室內的電腦在顯示屏上顯示，操作者可觀看到整個標記過程。

3 鉆桿輸送系統智能化改造的現場應用

3.1成果的現場應用情況

鉆桿輸送系統智能化改造投入實際生產后，取得了不錯的效果。一是，實現了鉆桿的自動下料和鉆桿在各個工序之間的的自動輸送，可節省操作崗位4個，二是，解決了小鉆桿的自動清洗問題，實現了各種型號鉆桿的自動清洗，三是，解決了鉆桿在自動線上打滑造成設備損壞和人員傷害等問題，提高了系統的安全性和可靠性，大大降低了此類問題帶來的設備損壞和人員傷害損失，四是，實現了鉆桿的分級自動標識，可節省操作崗位一個，提升了生產過程的自動化智能化水平。

3.2經濟和社會效益分析

鉆桿輸送系統智能化改造后，可節省5個操作崗位，每年可節省人工成本近30萬元，另外，提高了自動線的安全性和可靠性，降低了鉆桿輸送系統的維修保養成本，每年可節約設備維護保養費用約20萬元，同時，提高了生產過程的自動化和智能化水平，減輕了職工的勞動強度，具有很好的社會效益。

4 結論

鉆桿輸送系統智能化改造解決了鉆桿輸送系統在生產實際中存在的不足和問題，實現了鉆桿在各道工序之間的自動輸送，對于提高生產效率和生產過程的智能化水平具有積極作用。

該成果可推廣至相關的行業和領域，有利于提升企業的自動化和智能化管理水平，具有很好的推廣價值和前景。

參考文獻

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作者簡介

薛江平（1980-），男，湖北潛江人，工程師，2008年畢業于青島科技大學機械電子工程專業，獲工學碩士學位，目前主要從事鉆井工具研究和管理工作。

（作者單位：中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井管具公司）