油田搶噴機器人末端受力分析及整機動態(tài)靜力學研究.pdf

1、井噴是油田發(fā)生的一種現(xiàn)象，油田井噴發(fā)生后應立即采取措施進行井噴控制，否則一旦失控將會造成巨大損失。在對井噴問題的解決方法上，一般是打人海戰(zhàn)術，完全利用作業(yè)人員將搶噴閥安裝在有高速油氣流噴出的井口，以完成井噴搶險工作。但是因為惡劣的現(xiàn)場條件和危險的操作環(huán)境，難以保證作業(yè)人員的安全，且會浪費很多的財力和物力。隨著國家越來越重視安全生產、企業(yè)越來越重視工人的工作環(huán)境和安全，開發(fā)用于油田搶噴的機器人研究工作越發(fā)重要和迫切。本文針對修井過程中的井

2、噴提出油田搶噴機器人整體結構方案，建立井噴數(shù)學模型，基于CFD計算流體力學分析軟件動網(wǎng)格技術對井噴條件下機器人末端搶噴閥的運動進行模擬仿真，分析機器人末端搶噴閥的受力，由動態(tài)靜力學分析求解搶噴機器人各關節(jié)的受力，并取得一些創(chuàng)新性成果。
　　1.基于油田搶噴機器人的作業(yè)要求及性能分析，提出機器人的整體結構方案。建立井噴仿真工況以及井噴數(shù)學模型，研究噴出液體豎直高度和水平距離與噴出液體速度、油管直徑、噴出液體液滴半徑以及外界風力強度之

3、間的關系。
　　2.搶噴過程中由于機器人末端搶噴閥受到流體的沖擊，導致安裝位置的不準確，故搶噴作業(yè)中機器人末端搶噴閥的受力大小是極為重要的問題。基于計算流體力學CFD軟件動網(wǎng)格技術對井噴條件下的機器人末端搶噴閥進行運動模擬仿真，分析井噴環(huán)境下機器人末端搶噴閥的受力大小，由機器人末端搶噴閥運動到不同位置時的受力擬合機器人末端搶噴閥在x方向和y方向受力隨位置變化的函數(shù)表達式。
　　3.基于動態(tài)靜力學分析方法建立油田搶噴機器人的動