本文關(guān)鍵詞：CRUST.I.04鐵鉆工伸展機(jī)構(gòu)及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)集成了石油鉆井裝備的超深井鉆井能力和地質(zhì)巖心鉆探先進(jìn)的鉆進(jìn)技術(shù),其鉆探能力為10000m、最大鉤載為700噸,總功率為4610kw。因配備有自主研發(fā)的大扭矩全液壓頂驅(qū)、懸掛式自動(dòng)鉆桿排放裝置、高精度自動(dòng)送鉆系統(tǒng)、全液壓自動(dòng)貓道和全液壓智能化鐵鉆工等自動(dòng)化裝備,該鉆機(jī)的自動(dòng)化和智能化水平很高。其中CRUST.I.04鐵鉆工是由吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院聯(lián)合四川宏華集團(tuán)為“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)配套研發(fā)的自動(dòng)化井口擰卸裝置,該型鐵鉆工主要由伸展機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、旋扣機(jī)構(gòu)以及夾持?jǐn)Q卸機(jī)構(gòu)組成。CRUST.I.04鐵鉆工的伸展機(jī)構(gòu)主要由伸展油缸、上平移滑車、下平移滑車、伸展拉桿以及支撐桿組成。相比于國內(nèi)外的同系列的鐵鉆工產(chǎn)品,CRUST.I.04鐵鉆工具有旋扣扭矩大,夾持管柱范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。本文在對(duì)CRUST.I.04鐵鉆工的伸展機(jī)構(gòu)進(jìn)行了全面而深入的研究之后,提出了CRUST.I.04鐵鉆工的伸展機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,并對(duì)組成該機(jī)構(gòu)的零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。改進(jìn)后的上平移滑車將耐磨塊改為滾動(dòng)軸承和滾輪組件,這種結(jié)構(gòu)減少了因與導(dǎo)軌接觸而產(chǎn)生的摩擦阻力,同時(shí)伸展油缸改為豎直布置,油缸的活塞桿與下平移滑車連接。為了滿足松科二井現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件,CRUST.I.04鐵鉆工還需要一套精度較高的伸展定位控制系統(tǒng),基于此,本文對(duì)該伸展定位系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),擬定了伸展定位液壓系統(tǒng)的原理圖并進(jìn)行了系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)由壓力控制回路、換向和調(diào)速回路等基本回路組成,壓力控制回路中采用電液比例溢流閥來控制系統(tǒng)工作壓力,換向和調(diào)速回路中采用三位四通電液比例換向閥來實(shí)現(xiàn)換向和調(diào)速。所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)為電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng),該電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)主要由輸入信號(hào)、反饋信號(hào)、功率放大器、電液比例三位四通換向閥、負(fù)載敏感變量泵、單活塞桿雙作用液壓缸、檢測(cè)元件以及負(fù)載等組成。針對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的伸展機(jī)構(gòu),本文利用ADAMS軟件對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析,并通過剛?cè)狁詈辖７治?得出了在不同的控制信號(hào)下鉗體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,仿真結(jié)果證明了該伸展機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是合理的。針對(duì)所設(shè)計(jì)的伸展定位控制系統(tǒng),利用AMESim軟件對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,通過調(diào)整系統(tǒng)中前置放大器2的放大倍數(shù),得出了在不同的放大倍數(shù)下,控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,仿真結(jié)果證明了該伸展定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：鐵鉆工 伸展機(jī)構(gòu) 定位系統(tǒng) ADAMS AMESim
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE92
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 課題來源12
• 1.2 課題提出的背景和意義12-13
• 1.3 鐵鉆工的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.1 鐵鉆工的國外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.2 鐵鉆工的國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 研究內(nèi)容與研究方法20
• 1.4.1 研究內(nèi)容20
• 1.4.2 研究方法20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 CRUST.I.04鐵鉆工伸展機(jī)構(gòu)的研究與改進(jìn)設(shè)計(jì)21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 原CRUST.I.04鐵鉆工機(jī)構(gòu)的研究21-22
• 2.3 伸展機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇22-26
• 2.3.1 基本工況分析及鐵鉆工技術(shù)指標(biāo)22-24
• 2.3.2 設(shè)計(jì)方案的提出24-26
• 2.3.3 伸展機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算26
• 2.4 伸展機(jī)構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-29
• 2.4.1 伸展拉桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 2.4.2 上、下平移滑車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 2.4.3 伸展驅(qū)動(dòng)油缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.5 整機(jī)模型的立29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第3章 CRUST.I.04鐵鉆工伸展定位液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32-41
• 3.1 伸展定位液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求32
• 3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖32-34
• 3.2.1 確定系統(tǒng)類型32-33
• 3.2.2 選擇液壓基本回路33-34
• 3.2.3 由基本回路組成液壓系統(tǒng)34
• 3.3 液壓系統(tǒng)的計(jì)算以及液壓元件參數(shù)的計(jì)算34-38
• 3.3.1 負(fù)載計(jì)算34-35
• 3.3.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)35-36
• 3.3.3 液壓缸的參數(shù)計(jì)算36-37
• 3.3.4 液壓泵的參數(shù)計(jì)算37-38
• 3.3.5 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率計(jì)算38
• 3.4 伸展定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-40
• 3.4.1 確定液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求38-39
• 3.4.2 電液比例控制系統(tǒng)介紹39
• 3.4.3 開環(huán)控制系統(tǒng)39
• 3.4.4 閉環(huán)控制系統(tǒng)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 基于ADAMS鐵鉆工伸展機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真分析41-51
• 4.1 ADAMS軟件簡介41-44
• 4.1.1 概述41
• 4.1.2 ADAMS動(dòng)力學(xué)分析理論基礎(chǔ)41-44
• 4.2“地殼一號(hào)”鐵鉆工伸展機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)分析44-47
• 4.2.1 文件的導(dǎo)入44-45
• 4.2.2 添加約束和驅(qū)動(dòng)45
• 4.2.3 仿真分析45-47
• 4.3 剛?cè)狁詈辖７治?/span>47-50
• 4.3.1 拉桿柔性體建模過程48
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析48-50
• 4.4 驅(qū)動(dòng)油缸的受力分析50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 基于AMEsim鐵鉆工伸展定位系統(tǒng)的仿真分析51-59
• 5.1 AMESim仿真軟件簡介51
• 5.1.1 AMESim概述51
• 5.1.2 AMESim特點(diǎn)51
• 5.2 伸展機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)AMESim建模51-53
• 5.2.1 草圖模式（Sketch mode）51-52
• 5.2.2 子模型模式（Submodel mode）52
• 5.2.3 參數(shù)模式（Parameter mode）52-53
• 5.2.4 運(yùn)行模式（Run mode）53
• 5.3 伸展機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)AMESim仿真結(jié)果分析53-54
• 5.4 穩(wěn)態(tài)精度分析54-55
• 5.5 頻率響應(yīng)分析55-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 作者簡介64-65
• 致謝65

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