水平井作業(yè)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)研究.pdf

1、我國對(duì)國際石油市場(chǎng)的依賴度逐年上升，目前已經(jīng)成為世界第二大石油進(jìn)口國，這對(duì)我國維持穩(wěn)定安全的能源供應(yīng)是不利的。所以我國要提高在油氣開采方面的技術(shù)，特別是提高對(duì)高凝油、稠油、裂縫及薄層等特殊油氣田的開發(fā)技術(shù)。對(duì)特殊油藏的開發(fā)促進(jìn)了水平井技術(shù)的發(fā)展。將水平井技術(shù)和牽引機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，研制出的水平井作業(yè)機(jī)器人，可以有效地完成復(fù)雜的水平井作業(yè)，已經(jīng)成為水平井中最為常用的輸送工具。
　　本論文研究的水平井作業(yè)機(jī)器人能完成牽引、定位檢測(cè)、井

2、下狀態(tài)檢測(cè)和操作井下閥門等井下作業(yè)，還可以根據(jù)實(shí)際需求快速的集成其他操作功能模塊從而完成更多的井下作業(yè)。由于水平井作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要完成的功能較多，采用集中控制無法滿足控制系統(tǒng)的要求，所以采用分布式的控制方法，將系統(tǒng)功能分解到各個(gè)單元，具有布線少、擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。本論文主要研究水平井作業(yè)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，具體研究?jī)?nèi)容及主要工作可以概括為以下幾個(gè)方面：
　　首先，根據(jù)水平井作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)、工作環(huán)境要

3、求以及控制要求，對(duì)水平井作業(yè)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)容包括：上位機(jī)和下位機(jī)控制方案、電源分配方案、數(shù)據(jù)通信方案、電機(jī)的過載保護(hù)方案和電機(jī)的速度控制方案等，并在此基礎(chǔ)上提出分布式控制系統(tǒng)的總體方案。
　　然后，對(duì)分布式控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的功能分解到各個(gè)模塊，完成單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)模塊和電力線載波通信模塊的工作原理和硬件電路設(shè)計(jì)，并且完成上位機(jī)和下位機(jī)的軟件流程和可靠性設(shè)計(jì)等。