油井解堵作業(yè)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動控制研究.pdf

1、油層仿生電脈沖造縫解堵技術(shù)是本課題組開發(fā)出的一種新的油井解堵方法。該方法是利用智能解堵作業(yè)機器人將正負電極送入射孔通道中進行火花放電以實現(xiàn)對地層的造縫和解堵。該方法可以解決物理解堵和化學解堵分層困難且易造成二次污染的難題，能夠有效地提高油井采收率。由于機器人的工作方式不同于傳統(tǒng)的解堵方法，開展油井解堵作業(yè)機器人的研究工作具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　 采用理論分析與實驗研究相結(jié)合的方法，開展了油井解堵作業(yè)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、及其控制方面的研究工作。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、變形分析以及運動控制等方面取得了一些創(chuàng)新性的研究成果。
　　 對自適應導向機構(gòu)、井壁支撐機構(gòu)、蠕動行走機構(gòu)、射孔檢測機構(gòu)以及電極送進機構(gòu)進行了設(shè)計，利用Pro/E軟件得到了油井解堵作業(yè)機器人的三維模型，完成了樣機模型的制造與裝配。
　　 建立了油井解堵作業(yè)機器人的溫度場模型，對整體結(jié)構(gòu)進行了三維數(shù)值模擬，給出了不同溫度條件下整體結(jié)構(gòu)的變形和應力分布情況。對整體機構(gòu)進行了模態(tài)分析，得

3、到了整體結(jié)構(gòu)前10階的固有頻率和振型。
　　 對支撐結(jié)構(gòu)進行了受力分析，得到了作用力與結(jié)構(gòu)的關(guān)系式。建立了支撐機構(gòu)的仿真模型，得到不同支撐距離時構(gòu)件的變形及應力分布情況。對導向桿和連接桿進行了靜力分析，得到不同受力條件下導向桿和連接桿的變形和應力分布曲線。此外，還研究了溫度變化對支撐機構(gòu)、導向桿和連接桿變形和應力的影響。
　　 研究了解堵作業(yè)機器人的下井作業(yè)過程，提出了利用單片機進行運動控制的方法。對穩(wěn)壓電源模塊、單片機