油井解堵作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及運(yùn)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(jī)器人將正負(fù)電極送入射孔通道中進(jìn)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(xué)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(jī)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(jī)器人的研究工作具有重要的理論意義和工程應(yīng)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(jī)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(yùn)動控制等方面取得了一些創(chuàng)新性的研究成果。
　　 對自適應(yīng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、井壁支撐機(jī)構(gòu)、蠕動行走機(jī)構(gòu)、射孔檢測機(jī)構(gòu)以及電極送進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，利用Pro/E軟件得到了油井解堵作業(yè)機(jī)器人的三維模型，完成了樣機(jī)模型的制造與裝配。
　　 建立了油井解堵作業(yè)機(jī)器人的溫度場模型，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)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(yīng)力分布情況。對整體機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jìn)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(jī)構(gòu)的仿真模型，得到不同支撐距離時構(gòu)件的變形及應(yīng)力分布情況。對導(dǎo)向桿和連接桿進(jìn)行了靜力分析，得到不同受力條件下導(dǎo)向桿和連接桿的變形和應(yīng)力分布曲線。此外，還研究了溫度變化對支撐機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿和連接桿變形和應(yīng)力的影響。
　　 研究了解堵作業(yè)機(jī)器人的下井作業(yè)過程，提出了利用單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)動控制的方法。對穩(wěn)壓電源模塊、單片機(jī)