本文關(guān)鍵詞：油田搶噴機器人末端受力分析及整機動態(tài)靜力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：井噴是油田發(fā)生的一種現(xiàn)象,油田井噴發(fā)生后應(yīng)立即采取措施進行井噴控制,否則一旦失控將會造成巨大損失。在對井噴問題的解決方法上,一般是打人海戰(zhàn)術(shù),完全利用作業(yè)人員將搶噴閥安裝在有高速油氣流噴出的井口,以完成井噴搶險工作。但是因為惡劣的現(xiàn)場條件和危險的操作環(huán)境,難以保證作業(yè)人員的安全,且會浪費很多的財力和物力。隨著國家越來越重視安全生產(chǎn)、企業(yè)越來越重視工人的工作環(huán)境和安全,開發(fā)用于油田搶噴的機器人研究工作越發(fā)重要和迫切。本文針對修井過程中的井噴提出油田搶噴機器人整體結(jié)構(gòu)方案,建立井噴數(shù)學(xué)模型,基于CFD計算流體力學(xué)分析軟件動網(wǎng)格技術(shù)對井噴條件下機器人末端搶噴閥的運動進行模擬仿真,分析機器人末端搶噴閥的受力,由動態(tài)靜力學(xué)分析求解搶噴機器人各關(guān)節(jié)的受力,并取得一些創(chuàng)新性成果。1.基于油田搶噴機器人的作業(yè)要求及性能分析,提出機器人的整體結(jié)構(gòu)方案。建立井噴仿真工況以及井噴數(shù)學(xué)模型,研究噴出液體豎直高度和水平距離與噴出液體速度、油管直徑、噴出液體液滴半徑以及外界風力強度之間的關(guān)系。2.搶噴過程中由于機器人末端搶噴閥受到流體的沖擊,導(dǎo)致安裝位置的不準確,故搶噴作業(yè)中機器人末端搶噴閥的受力大小是極為重要的問題�；谟嬎懔黧w力學(xué)CFD軟件動網(wǎng)格技術(shù)對井噴條件下的機器人末端搶噴閥進行運動模擬仿真,分析井噴環(huán)境下機器人末端搶噴閥的受力大小,由機器人末端搶噴閥運動到不同位置時的受力擬合機器人末端搶噴閥在x方向和y方向受力隨位置變化的函數(shù)表達式。3.基于動態(tài)靜力學(xué)分析方法建立油田搶噴機器人的動態(tài)靜力學(xué)數(shù)學(xué)模型,分析機器人各桿件的受力情況,求解搶噴機器人運動過程中關(guān)鍵零部件受力隨位置變化的關(guān)系以及關(guān)鍵零部件受力最大時機器人的位置姿態(tài),該分析可作為電機選型的參考依據(jù),也可以為機器人機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：井噴 機器人 CFD 動網(wǎng)格 動態(tài)靜力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE938;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 油田搶噴作業(yè)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢9-13
• 1.2.1 油田搶噴作業(yè)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 油田搶噴機器人研究現(xiàn)狀13
• 1.3 計算流體力學(xué)相關(guān)研究及應(yīng)用13-15
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容及研究路線15-18
• 1.4.1 本課題主要研究內(nèi)容15
• 1.4.2 研究路線15-18
• 第二章 油田搶噴機器人作業(yè)要求及整體結(jié)構(gòu)方案18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 井噴發(fā)生的原因及危害18-20
• 2.2.1 井噴發(fā)生的原因18
• 2.2.2 井噴類型18-19
• 2.2.3 井噴危害19-20
• 2.3 油田搶噴機器人作業(yè)要求20-21
• 2.4 油田搶噴機器人整體結(jié)構(gòu)方案21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 井噴仿真工況及數(shù)學(xué)模型建立24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 井噴仿真工況建立24
• 3.3 井噴數(shù)學(xué)模型的建立24-30
• 3.3.1 上升階段25-28
• 3.3.2 下降階段28-30
• 3.4 小結(jié)30-32
• 第四章 基于CFD的井噴環(huán)境下機器人末端搶噴閥受力分析32-54
• 4.1 引言32
• 4.2 基于CFD的井噴仿真分析流程32-34
• 4.2.1 CFD簡介32-33
• 4.2.2 井噴仿真分析流程33-34
• 4.3 基于CFD動網(wǎng)格技術(shù)的井噴仿真環(huán)境建立34-43
• 4.3.1 流域模型建立34-35
• 4.3.2 流域模型網(wǎng)格劃分35-38
• 4.3.3 動網(wǎng)格模型設(shè)置38-40
• 4.3.4 求解模型選取40-42
• 4.3.5 收斂性分析42-43
• 4.4 井噴環(huán)境下機器人末端搶噴閥運動仿真圖43-45
• 4.4.1 機器人末端搶噴閥水平方向運動仿真圖43-45
• 4.4.2 機器人末端搶噴閥豎直方向運動仿真圖45
• 4.5 井噴環(huán)境下機器人末端搶噴閥運動受力分析45-46
• 4.6 機器人末端搶噴閥受力描述46-53
• 4.6.1 最小二乘法擬合原理46-47
• 4.6.2 基于MATLAB的機器人末端搶噴閥受力描述47-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第五章 油田搶噴機器人動態(tài)靜力學(xué)分析54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 動態(tài)靜力學(xué)模型建立54-56
• 5.3 動態(tài)靜力學(xué)方程56-57
• 5.4 搶噴機器人速度和加速度假設(shè)57-58
• 5.5 搶噴機器人各桿件質(zhì)心慣性力的求解58-60
• 5.6 機器人動態(tài)靜力學(xué)分析60-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果70-72
• 致謝72

【相似文獻】

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