陆地钻杆自动输送系统设计.pdf

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1、分类号TE928学号151020108密级全日制学术型硕士学位论文题目陆地钻杆自动输送系统设计作者姓名赵均强导师姓名、职称鲍泽富教授学科(专业)名称机械电子工程提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一

2、切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________I中文摘要论文题目：陆地钻杆自动输送系统设计专业：机械电子工程硕士生：赵均强(签名)

3、导师：鲍泽富(签名)摘要石油钻井过程中，钻杆输送是一项影响到钻井效率的重要因素。国内石油钻井装备在钻井管柱自动化操作装备方面落后国际水平甚远，本文通过对国内现有钻杆输送系统分析与比较，针对ZJ50D钻机提出并设计了一套地面自动输送系统，该系统可实现在地面存取钻杆、拆接立根和将立根举升至垂直状态的功能。通过对目前现有相关设备的分析研究，根据其现有钻杆输送系统的使用情况和存在的问题，本文提出了地面钻杆输送系统的总体方案，包括机械部分和控制部分；机械部分包括钻杆库装置、立根装拆装置、立根排放装置和立根举升装置，文中介绍了各个装置的结构原理和功能，运用UG建立了相关结构的三维模型

4、，并对立根举升装置进行了静力学分析，运用AnsysWorkbench对举升架进行了有限元分析，校核了结构强度；根据各个机构的动作要求和相关参数，设计了液压系统的原理，并计算确定了相关参数，选择了相关液压元件。控制部分采用SCADA系统原理进行设计，将钻杆在地面的操作分为四个流程，即钻杆接立根流程、立根举升流程、立根回收流程和钻杆回收流程，为每个操作流程配置下位机控制器实现各流程独立工作，并建立了上位机和下位机的通信，通过上位机工作站监控各流程的运行状态。其中SCADA系统的硬件部分选取了S7-200PLC作为下位机、IPC作为上位机，并建立了两者之间的通信连接方式；在软件

5、设计中，制定了各个操作流程的动作逻辑图，并以立根举升流程为例，用STEP7-Micro/WIN软件平台开发了PLC控制程序；用PCAcces建立了WinCC软件与PLC的通信，运用WinCC组态软件开发了工作站的监控界面，实现了地面钻杆输送过程的自动化和可视化。关键词：地面钻杆输送、SCADA系统、自动控制、液压系统论文类型：应用研究II英文摘要Subject：TheDesignofAutomaticTransportationSystemforGroundDrillRodSpeciality：MechanicalElectronicEngineeringName：Zha

6、oJunQiang(signature)Instructor：BaoZefu(signature)ABSTRACTIntheprocessofoildrilling,drillpipetransportationisanimportantfactoraffectingdrillingefficiency.Thedomesticoildrillingequipmentisfarbehindtheinternationallevelintheautomaticoperationequipmentofthedrillingpipecolumn.Throughtheanalysi

7、sandcomparisonoftheexistingdrillingrodconveyingsysteminChina,asetofautomaticgroundtransportationsystemisproposedanddesignedfortheZJ50Ddrillingmachine.Thesystemcanactuallydepositthedrillrod,removetheverticalrootandlifttheverticalroottothegroundnow.Thefunctionofaverti