二层台钻杆自动排放装置运动控制建模与仿真

合集下载

钻井的八大件

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

降，水动力设备。

钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。

起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组，用来提供动力，它们协调工作即可完成钻井作业，为了向这些工作机组提供动力，钻机需要配备动力设备。

柴油机适应于在没有电网的偏远地区打井，交流电机依赖于工业电网或者是需要柴油机发出交流电，直流电机需要柴油机带动直流发电机发出直流电，目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。

传动系统。

传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后传递和分配给各工作机组，以满足各工作机组对动力的不同需求。

传动系统一般包括减速机构、变速机构、正倒车机构等。

由柴油机直接驱动的钻井多采用统一驱动的形式，传动系统相对复杂，由交直流电动机驱动的钻机多采用各机组单独或分组驱动的形式，传动系统得到了很大的简化。

控制系统。

为了保证钻机的三大工作机组协调的工作，以满足钻井工艺的要求，钻机配备有控制系统。

控制方式有机械控制、气控制、电控制和液压控制等。

钻井现场钻机上用的控制方式是集中气控制。

司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。

海洋钻机钻杆自动排放驱动装置方案设计

Ｌ — ｉｇＹＡＮＧｏｊＳｉｕＷＡＮＧｎａ。ＧＡＯｅｓｉＩＦｕｐｎ，Ｇｕ —ｉ，ＨＩＭｅ— ，ａｙＹｕ — ｎ，Ｘｕ —ｈ
（．ｏｌｇｊＭｅｈｎｃｌａｄＥｌｃｒｎｃＥｎｎｅｉｇ，ｈｎｉｅｓｔｆＰｅｒｌｕ，ｎｄｏ２６５，ｈｎ１ＣｌｅｅｏｃａｉａｎｅｔｏｉｇｉｅｒｎＣｉａＵｎｖｒｉｏｔｏｅｍＱｉｇａ６５５Ｃｉａ；ｙ
６ — Ｏ３８．
优化决策［］石油矿场机械，００３（１：４１．Ｊ．２１，９１）１８
［］聂飞朋，宝全，治军，．港油田滩海地区电泵井２孙李等大
井下安全控制系统研制［］石油矿场机械，０１４Ｊ．２１，Ｏ
ｉｙｓｅａｍｅａｂｏａｎｇｓｔｍｔｈｏｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｓｈｅｃｍｅ’ ｒｖｎｇｍｏｅｉｉｌ．ＩｉａｉｒｆｒａｏｍａｉＳｄｉｉｄｓｓｍｐｅｔｓｅｓｅｏｕｔｔｃｃｎｔｏｎｄｉｃｎｉｒａｅｔｅｕｉｙｏｐｒｔｏｎ，ｅｃｈｅｌｂｒｉｅｉｙ，ｍｐｏｈｅｗｏｋ— ｏｒｌａｔａｎｃｅｓｈｅｓｃｒｔｆｏｅａｉｒｄｕｅｔａｏｎｔｎｓｔｉｒｖｅｔｒｉｆｉｉｎｃｆｔｒｌｉｉ．ｅｓｈｅｓｖｅｙｇｄｐｏｓｃｏｒｄｅｌｐｍｅｔｎｇｅｆｃｅｙｏｈｅｄｉｌｎｇｒｇＴｈｃｍｅｈａｒｏｏｒｐｅｔｆｖｅｏｎ．

钻井自动化设备大型二层台性能评估

第51卷第03期机械 Vol.51 No.03 2024年3月 MACHINERY March 2024钻井自动化设备大型二层台性能评估许爱荣，何攀攀，王超（西安石油大学机械工程学院，陕西西安 710065）摘要：二层台系统是钻机自动化设备不可或缺的一部分，其实际工作状态和使用寿命受风向、风速、机械手位置等因素的影响。

为了保证二层台系统运行的安全稳定，通过API标准确定设计载荷，使用ANSYS Workbench对二层台不同工况下的力学与工作性能进行研究。

研究结果表明：在考虑的所有工况中，二层台最大位移均发生在猴道前端面，应力较大的位置主要出现在二层台连接耳及猴道附近二层台框架竖杆上。

其中，在风速16.5 m/s环境作用下，二层台最大应力工况为BW1aX，其值238.91 MPa是NYX工况的1.4倍。

因此，在进行二层台系统设计时应加固连接耳和框架竖杆，使其安全平稳运行，为二层台系统研制提供理论指导。

关键词：二层台；载荷工况；有限元分析；性能评估中图分类号：TE923 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2024.03.006 文章编号：1006-0316 (2024) 03-0038-07Performance Evaluation of the Large Monkey Board Drilling Automation EquipmentXU Airong，HE Panpan，WANG Chao( Mechanical Engineering College, Xi’an Shiyou University, Xi’an 710065, China )Abstract：The monkey board system is an indispensable part of the automation equipment of drilling rig. Its actual working status and service life are affected by wind direction, wind speed, manipulator position and other factors. In order to ensure the safe and stable operation of the monkey board system, the design load is determined according to API standards, and ANSYS Workbench is used to study the mechanics and performance of the monkey board system under different working conditions. The results show that under all the conditions considered, the maximum displacement of the monkey board system occurs on the front end of the monkey path, and the position with greater stress mainly occurs at the connecting ear of the two-storey platform and the vertical bar of the two-storey platform frame near the monkey path. Among them, under the wind speed of 16.5 m/s, the maximum stress condition of the two-storey platform is BW1aX, and its value is 238.91 MPa, which is 1.4 times that of NYX. Therefore, it is necessary to strengthen the connecting lug and the frame vertical rod in the design of the monkey board system to ensure its safe and stable operation, and provide theoretical guidance for the development of the monkey board system.Key words：the monkey board；load condition；finite element analysis；performance evaluation高效开发深层超深层油气资源是当前的热点问题。

起下钻作业井架工二层台操作规程

《起下钻作业井架工二层台操作规程》1、操作前检查与准备1）佩戴好安全带，将登梯助力器绳钩、安全带尾钩与井架防坠落绳抓缆器(止跌扣)连接好后再上井架。

2）高空作业必须系保险带，保险带尾绳要固定牢靠。

保险带应定期进行拉力试验，不准戴安全帽上井架操作。

3）上井架检查保养期间所用工具必须系尾绳并拴梆牢靠，严禁检查时下部站人。

工具用完后，严禁存放在井架上。

4）检查井架梯子、栏杆、指梁、操作台和二层平台的固定牢靠，登梯助力器固定连接安全可靠。

5）检查井架防坠落绳，钢丝绳直径10--13毫米无锈蚀、不打结、无断丝，不锈钢抓缆器(止跌扣)完好无损、灵活好用。

6）检查天车固定牢靠、挡绳器齐全、润滑良好，天车台上起重架固定牢靠；游动系统部件应齐全牢固、灵活可靠，游车钢丝绳死绳端与天车底梁无接触、钢丝绳完好无损。

7）检查二层台立柱排放架、钻铤卡板不变形，固定牢靠；风动绞车固定牢靠，护罩齐全完好，钢丝绳直径7.5毫米无锈蚀、不打结、无断丝、排列整齐、保养润滑良好、刹车可靠、气路畅通。

8）检查二层台逃生装置安全可靠，逃生钢丝绳直径12.7毫米无锈蚀、不打结、无断丝，两端栓挂牢固，下端有缓冲垫。

9）二层台工具一律用保险尾绳在井架上固定牢固。

各种绳索是齐全完好，固定牢靠，10）夜间操作时，照明设备符合要求。

11）配备有两个不同高度的二层平台的井架，若需同时使用，则必须按上述同时检查合格后方可操作。

2、下钻操作1）所有下井钻具一定按技术员要求的顺序入井，不得随意更换立柱下入顺序。

游车到达指梁前，应先把下井的立柱用钻杆钩拉出靠在指梁上，绕好小兜绳固定。

兜绳留出适当的长度，将活绳端固定在U型卡上卡好（留适当长度是便于扣吊卡）。

2）看游车上升，防止大绳进指梁、游车撞指梁和碰操作台。

严禁用手扶钢丝绳，吊卡过指梁，及时发出停车信号，提醒刹把操作者，防止碰天车。

吊卡过指梁到位停止后松开小兜绳，拉立柱出指梁；。

3）停车后吊卡至合适位置，利用游车摆动惯性迅速使立柱进入吊卡内，右手握吊卡活门手柄猛扣吊卡活门。

其他岗位课堂作业题 2

其他岗位课堂作业题 2钻井作业题一、选择题1、关井操作由（ D ）统一指挥，防止误操作。

A、队长B、工程师C、值班干部D、司钻2、关井后需要放喷泄压时，要通过（ A ）放喷降压A、节流管汇、放喷管线B、压井管汇C、打开防喷器D、打开钻具内空间3、对于（ A ）溢流来说，更要强调及时发现溢流并迅速关井的重要性。

A、气体B、液体C、液气混合D、油水4、在常温下水的密度是天然气密度的（ D ）倍以上。

A、100B、500C、800D、10005、天然气与空气混合浓度达到（ D ）（体积比）时，遇到火源会发生爆炸。

A、0.5%～1.7%B、1%～8%C、3%～11.8%D、5%～15%6、关井情况下，套管压力上升的快慢反映了__B___的快慢。

A、地层压力增大B、环空中气柱上升C、环空中油上升D、环空中水上升7、井口返出的钻井液量大于泵入量，停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称为__B___。

A、井侵B、溢流C、井喷D、井漏8、钻井液下限压力要保持与__A___相平衡，既不污染油气层，又能提高钻速，实现压力控制。

A、地层压力B、地层破裂压力C、地层漏失压力D、地层坍塌压力9、防喷演习遵循“以司钻为中心，班自为战，从实战出发”的原则，泥浆工发现溢流后立即向__D___报告。

A、队长B、书记C、监理D当班司钻10、在钻井现场，一般情况下是以__D___确定关井极限套压为最多。

A、井口装置额定工作压力B、套管最小抗内压强度80%C、套管抗外挤强度80%D、地层破裂压力11、地层压力是指__B___。

A、基体岩石的重力B、作用于地层流体上的的压力C、上覆岩层压力D、单位面积所受到的压力12、溢流关井后，钻具内液柱压力与地层压力之差值是__A___。

A、关井立压B、关井套压C、溢流量D、初始立压13、井内钻井液被气侵后，井内钻井液密度__C___。

A、全井均相等B、自下而上逐渐增大C、自下而上逐渐降低D、自上而下逐渐降低14、按照《塔里木油田钻井井控实施细则》规定，从安装防喷器开钻之日起钻井队泥浆工开始坐岗，录井队联机员从录井施工之日起开始坐岗；钻进中每___B__分钟监测一次钻井液液面，发现异常情况加密监测。

井控模拟装置中自动送钻的仿真设计的开题报告

井控模拟装置中自动送钻的仿真设计的开题报告一、选题背景井控模拟装置是油气钻探行业中一种重要的实验设备，该设备用于模拟井下钻井作业流程，验证各项钻探技术和装备的可行性。

其中，自动送钻技术是钻井作业中较为重要的一项技术，它可以减轻操作员的工作负担、提高钻井效率，因此在井控模拟装置中的应用也越来越广泛。

针对当前市场上存在的一些手动操作送钻的设备存在着一定的安全隐患和效率不高的问题，本文将针对井控模拟装置中的自动送钻技术进行仿真设计，提高设备的操作效率和安全性。

二、选题意义随着油气行业的不断发展，一些新型技术和设备不断涌现。

自动送钻技术作为油气行业的一种新型技术，可以极大地提高井下作业的安全性和效率。

通过仿真模拟井下钻井作业流程，验证自动送钻技术的可靠性和稳定性，对设备的优化升级具有很高的实用价值和推广意义。

三、研究内容1. 对井控模拟装置中自动送钻技术的基本原理进行研究，并掌握其工作流程；2. 借助Matlab等仿真软件，对自动送钻的控制策略进行建模；3. 通过仿真实验，验证自动送钻策略的可行性和优化效果；4. 通过对比手动操作送钻和自动送钻两种技术的优缺点，评价自动送钻技术的应用价值和推广前景。

四、预期成果1. 控制策略的仿真模型和控制原理图；2. 针对自动送钻技术的实验验证结果；3. 对比手动操作送钻和自动送钻的效率和安全性；4. 论文报告，以及相关技术手册和操作说明书。

五、研究方法本研究主要采用理论研究和仿真模拟结合的方式进行。

其中，针对自动送钻技术的工作原理，从理论上进行分析研究，并结合井控模拟装置的实际情况进行仿真模拟实验，验证其可行性和优化效果。

研究过程中，还将对手动操作送钻技术的优缺点进行分析，对比两种技术的效率和安全性，并得出相关结论。

六、进度安排第一阶段：研究井控模拟装置中自动送钻技术的基本原理，以及理论模型的建立和控制策略的模拟实验设计。

预计1个月时间。

第二阶段：通过仿真实验，验证自动送钻策略的可行性和优化效果，并对比手动操作送钻和自动送钻的效率和安全性。

钻井的八大件

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。

旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。

在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。

其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。

钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

动力设备。

钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。

传动系统。

传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后供钻井操作场所。

井架用来安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头和钻具，承受钻井工作载荷，排放立根；底座用来安装动力机组、绞车、转盘、支撑井架，借助转盘悬持钻具，提供转盘和地面之间的高度空间，以安装必要的防喷器和便于泥浆循环。

辅助设备。

为了保证钻井的安全和正常进行，钻机还包括其他的辅助设备，如防止井喷的防喷器组，为钻井提供照明和辅助用电的发电机组，提供压缩空气的空气压缩设备以及供水、供油设备等。

一种轻型桅杆式陆地钻机钻杆排放装置

技术分析
１．主要石油钻机钻杆排放装置结构示意图
１一钻具；２一卡钳；３一行走液压马达；４一行走轮；５一行走轨道；一过渡基座；～回转液压马达；一回转支６７８承座：一提升液缸；Ｏ平移液缸；１提升导轨；２９１一１一１
平移导轨；３桅杆柱；４排放主臂；５排放副臂１～１一ｌ一
２．工作原理
以将钻具由井口位置移至钻杆盒排放位置的作业过程为例，对钻杆排放装置工作原理作一介绍。提升液压缸动作，带动２组排放臂（排放即主臂和排放副臂）向前伸出至待作业位置。钻具
放主臂和排放副臂、钻具卡钳等，通过双耳板结构连接到回转支承机构上，实现对钻具的夹持、垂直
方向移动功能。
的井口机械化设备，承担着将管状类钻具（杆、钻钻铤、套管等）从钻台面的钻杆盒处移运到井口，
卡钳张开，对待作业的钻具进行抱合动作。钻具卡钳具有四连杆自锁式结构，有利于实现对钻具的夹
维普资讯
２００８年第３６卷
第９期
姜
鸣等：一种轻型桅杆式陆地钻机钻杆排放装置
紧和卡持作业。钻具被夹持后，提升液压缸反方向动作，带动２组排放臂向后回缩，同时举起并垂直
升机构等组成，安装在井架二层台的操作台下面，以液压马达和液压缸为动力机构，可实现对钻具的夹持、提升、回转、平移和排放作业功能，具有结构简单、布局合理、安装方便、成本低廉等特点，可配套使用在各种陆地石油钻机上。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

２建模方法
２．１逆运动学建模）给定主爪在基座（即以Ｏ０为原点的坐标系０，下的坐标值（和俯仰角 ω 绕ｙ求４个ｘ，ｚ）ｙ，４轴）ｙ（Ｔ［］关节的位置θ＝ θ 是运动学逆向问ｄ θ θ １２３４题。采用Ｄ－Ｈ描述方法建立排放装置连杆坐标系，如图２所示。
［］调用ＭａｔｌａｂＲｏｂｏｔｉｃＴｏｏｌｂｏｘ４正动力学库函数所
线计算，但随着控制部件的进步和发展，其优势已逐渐凸显。设定手爪负载为１从如图１所示的点Ａ＝５ｋＮ，（）以正弦加速度规律跟踪一１．８５０，１．５５０，－５．８００），历段直线轨迹运动至点Ｂ＝（０．３５０，１．５５０，５．８００。建立的仿真框图如图４所示，时８ｓ图中ｆ（ｕ）＝（／／／（），１．８５－１．５（ｕ８）－ｓｉｎ（２ｕ８）２Ｋｐ＝ｄｉａ π π）ｇ［，，初始２５２５１５３５］Ｋｄ＝ｄｉａ８８６１０］ｇ［
二层台钻杆自动排放装置运动控制建模与仿真
黄川，姜菁杰，兰凯
）（山东青岛２中国石油大学机电工程学院，６６５８０
／摘要：建立了二层台钻杆自动排放装置的逆运动学、逆动力学模型，并利用ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ进行了运动控制仿真。结果表明：以前馈力矩补偿结合ＰＤ校正的复合控制方法能使装置的关节运动快速收敛于期望，静态误差较小，适用于二层台钻杆自动排放装置的运动控制。关键词：二层台；钻杆；排放；运动控制中图分类号：Ｅ９２８文献标识码：ＴＡ
ＭＢｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｅｌｉｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭｏｎｋｅｏａｒｄＰｉｅＲａｃｋｉｎＤｅｖｉｃｅ－ｇｙｐｇ
，，ｉＨＵＡＮＧＣｈｕａｎＪＩＡＮＧＪｉｎｅＬＡＮＫａｉ－ｊ
］［２１－
１排放方案及原理
图１为设计的二层台钻杆自动排放装置的结构方案及其工作原理。装置结构主要包括旋转臂、主臂、副臂、伸缩臂４段手臂和主爪、扶正爪２个手爪以及液压驱动器等部分。旋转臂悬挂于二层台下回转；方，能以舌台为基座３主臂与旋转臂、副臂６０ ° ；伸与主臂通过转动关节连接，最大旋转角度为３０ ° 缩臂与副臂通过移动关节连接，最大伸出长度１．４ｍ。排放装置共有３个转动关节和１个移动关节，每个关节都由液压驱动器驱动。取钻杆作业时，主爪首先在合适位置抓紧钻杆，扶正爪稍后靠拢限制钻杆的水平偏移量，最后待移动关节动作提升钻杆
０１３年第４２卷２第７期第４页（）文章编号：００１４８２２０１３０７００４４１３００－－－
石油矿场机械ＩＬＦＩＥＬＤＥＵＩＰＭＥＮＴＯＱ
（）：２０１３，４２７４～７

（ｏｌｌｅｅｅｃｈａｎｉｃａｌｎｄｌｅｃｔｒｉｃａｌｎｉｎｅｅｒｉｎｈｉｎａｎｉｖｅｒｓｉｔｅｔｒｏｌｅｕｍ，ｉｎｄａｏ６６５８０，ｈｉｎａ）ＣｏＭａＥＥＣＵｏＰＱ２Ｃｇｇｇ，ｙｇｆｆ
图３二层台排放装置连杆受力分析
ｉ－１杆作用到杆的力向Ｏｆｉ－１点简化为ｆｉ（ｉ＝
Ｔ［］以此类推）和力矩ｎｉ＋１杆作用ｆｆｆｘｚ）ｉ；ｙ
Hale Waihona Puke 到ｉ杆的作用力按照上述表示方法向Ｏｉ点简化为重心为Ｃ，－ｆｎｉ杆受重力ｍｉＯｇ，ｉ＋１和力矩－ｉ＋１。ｉ到重心Ｃ的矢径ｒＣ，Ｏｃｉ＝Ｏｉｉ－１到Ｏｉ的矢径ｐｉ＝并视排放装置为多刚体系统。ＯＯｉ－１ｉ。不考虑摩擦，采用牛顿－欧拉迭代算法建立其逆动力学模型为（）１式中：Ｄ（ｈ（ θ） ∈Ｒ为表示惯性的矩阵； θ， θ） ∈Ｒ为表示离心力和哥氏力的向量；Ｇ（ θ） ∈Ｒ为表示重力的向量。
２０１３１１０１ ① 收稿日期：－－，：黄川（男，广西钦州人，硕士研究生，主要从事钻机自动化设备的设计工作，１９８８Ｅ－ｍａｉｌｈｕａｎｃｈｕａｎｕｃ作者简介：＠－）ｇｐ１６３．ｃｏｍ。
等：二层台钻杆自动排放装置运动控制建模与仿真２卷第７期黄川，第４
·５·
至一定高度后，手臂４个关节联动，使主爪合成如图１所示的运动轨迹ＡＢＣＤ。装置其他工况的作业过程以此类推。其中１、１、２、３、４为简化的手臂关节，在图２中，２、３为转动关节，４为移动关节； ①、 ②、 ③、 ④ 为简化的连杆，依次代表旋转臂、主臂、副臂和伸缩臂；基座、连杆 ①～④ 分别与坐标系０、１、２、３、４固连。由Ｄ－Ｈ描述方法及装置的结构特点容易得到其逆运动学模型。２．２逆动力学建模
¨ ｈ（＋Ｇ（ τ＝Ｄ（ θ） θ＋ θ， θ） θ）
３Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真
３．１主要模块的建立排放装置的控制仿真框图（省略结果获取部分）如图４所示。其中：ｉｎｖ＿ｋｉｎｅｍａｔｉｃ是轨迹期望模
图２二层台排放装置连杆坐标系
。由于受到指梁、舌台
和井架的限制，二层台排放装置的运动空间狭小，安全风险大。为此，必须使其运动轨迹精确，否则将会，引起钻杆与指梁的擦碰，造成事故。根据文献［３］ｋｅｒＭＨ公司已开发出机器人运动控制器Ａ，（该控制器可以使排放装置安全、高效地带ＲＭＣ）动管具沿着预定路径移动。为了寻找适用于排放装置的控制方法，本文以设计方案为分析对象，建立了／其逆运动学、逆动力学模型，并在ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ。环境下进行了运动控制的建模与仿真
块，它通过运动学反解模型将输入的轨迹期望映射
·６·
０１３年７月石油矿场机械２
至４个关节，将关节角位置期望输出；ｉｎｖ＿ｄｎａｍｉｃｙ是动力学逆解模块，它读入角度、角速度和角加速度值，通过逆动力学模型反解出关节力矩；Ｒｏｂｏｔ是排放装置动力学行为模拟模块，它是通过输入排放装质量特性和关节摩擦等参数后，直接置的结构尺寸、
Ｔ给定４个关节的位置θ（ｄ θ＝［ θ θ θ １２３４］
、以此类推）角速度求关节的驱动 θ 和角加速度¨ θ，力矩τ 是动力学逆向问题。对排放装置连杆进行受力分析，如图３所示。
１— 舌台；２— 二层台；３— 指梁；４— 钻杆立根；５— 旋转臂；６— 扶正爪；７— 主臂；８— 副臂；９— 伸缩臂；１０— 取钻杆轨迹；１１— 主爪图１二层台钻杆自动排放装置取钻杆作业原理
，：ＡｂｉｅｒａｃｋｉｎｄｅｖｉｃｅｉｎｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｖｅｌｏｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍｏｆｍｏｎｋｅｏａｒｄ－－ｐｐｇｐｙｙｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｉｎｖｅｒｓｅｄｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｉｍ－ｙ／ｕｌａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｌｅｔｅｄｂｕｓｉｎＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍ－ｐｙｇｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｉｎｖｅｒｓｅｄｎａｍｉｃｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｗｉｔｈＰＤｆｅｅｄｂａｃｋｃａｎｍａｋｅｐｙ， ’ ｏｉｎｔｓｈａｖｅｓｍａｌｌｅｒｔｒａｃｋｏｉｎｔｓｃｏｎｖｅｒｅｔｏｅｘｅｃｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｈｅａｃｔｕａｌｍｏｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓ－ｊｊｇｐｉｎｅｒｒｏｒ．Ｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄａｌｉｅｓｔｏｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅ．ｇｐｐ：；；；ｂｗｏｒｄｓｍｏｎｋｅＫｅｏａｒｄｉｅｒａｃｋｉｎｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ－ｙｐｐｇｙ钻台二层台自动排放装置主要在井口与指梁（立根盒）区域之间自动往返移送和存取钻杆立根。此外，它还可以与铁钻工、液压吊卡等装置配合工作，完成单根接立根作业