【摘要】：大位移水平井可有效增加油氣滲流通道,提高油氣產(chǎn)量,而大位移水平井中的管串下入及儀器輸送問題越來越突出。為解決上述問題,迫切需要開發(fā)一種能夠提供大牽引力的井下牽引機器人。井下伸縮式機器人具有牽引力大,運動性能好等優(yōu)勢,但目前對井下伸縮式機器人控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的研究并不完善。基于此本文針對井下伸縮式機器人的控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)進行研究,主要開展了以下研究工作:(1)開展了井下伸縮式機器人液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。分析了井下伸縮式機器人的工作原理,并對井下伸縮式機器人液壓控制系統(tǒng)進行設(shè)計,同時設(shè)計出控制系統(tǒng)各模塊電路圖,分模塊闡述相關(guān)電路的作用及功能,計算相應(yīng)元器件幅值,采用Altium Designer軟件進行PCB電路板的繪制。(2)開展了井下伸縮式機器人基于Amesim軟件的液壓控制系統(tǒng)仿真研究。在Amesim軟件中建立了液壓系統(tǒng)的液壓電氣仿真模型,仿真研究液壓控制系統(tǒng)的工作規(guī)律,得到了井下伸縮式機器人在不同工作情況下的運動周期。(3)開展了井下伸縮式機器人通信系統(tǒng)方案設(shè)計及通信可靠性研究。設(shè)計了井下伸縮式機器人通信系統(tǒng)方案,優(yōu)選出有線通信的通信方式及RS485通信端口。分析了有線通信系統(tǒng)傳輸線特性,得到了不同傳輸線直徑以及不同通信頻率對傳輸線分布參數(shù)的影響。利用Matlab/Simulink軟件建立了有線通信系統(tǒng)模型,優(yōu)選出PSK調(diào)制技術(shù)抗干擾能力較強。分析井下下行無線通信傳輸?shù)哪酀{脈沖壓力通信原理,建立負泥漿脈沖通信三維模型,利用Fluent流體仿真軟件分析得到了分流管直徑越大脈沖信號波波動越大,以及脈沖閥開關(guān)頻率會影響到泥漿脈沖波的可靠性。(4)開展了井下伸縮式牽引機器人控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計及程序編制�；贑語言開發(fā)了井下伸縮式機器人的下位機控制程序以及串口通信程序,基于C#語言開發(fā)了井下伸縮式牽引機器人的上位機操作界面程序。(5)開展了驗證井下伸縮式牽引機器人控制及通信系統(tǒng)電氣特性可靠性的室內(nèi)實驗,對機器人的實際運動規(guī)則進行模擬驗證。設(shè)計下行泥漿脈沖通信系統(tǒng)的地面模型實驗系統(tǒng),采集立管壓力數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行分析驗證泥漿脈沖波的變化情況。綜上所述,本文在廣泛調(diào)研相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種適用于井下伸縮式機器人的控制系統(tǒng),完成了控制系統(tǒng)的工作機理仿真研究,得到了井下伸縮式機器人的工作周期。完成了有線通信系統(tǒng)傳輸線特性研究,得到了傳輸線分布參數(shù)的影響因素,提出了一種井下伸縮式鉆井機器人的負泥漿脈沖通信方案。完成了井下伸縮式牽引機器人控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。本文對井下伸縮式機器人的后續(xù)研究及工程應(yīng)用具有重要意義。
【圖文】：

PowerTrac輪式牽引器機器人

圖１－５國產(chǎn)輪式牽引器機器人代表逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE928

【參考文獻】

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本文編號：2607520