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西南石油大學(xué)
西南石油大學(xué) 四川省
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鉆井牽引機(jī)器人控制機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究

2024-10-10 11:23:45
云上高博會 http://www.a00n.com
所屬領(lǐng)域:
先進(jìn)制造與自動化
產(chǎn)品服務(wù):

一、項(xiàng)目進(jìn)展

創(chuàng)意計(jì)劃階段

二、負(fù)責(zé)人及成員

姓名

學(xué)院/所學(xué)專業(yè)

入學(xué)/畢業(yè)時間

方世紀(jì)

機(jī)電工程學(xué)院/機(jī)械工程

2018/2022

三、指導(dǎo)教師

姓名

學(xué)院/所學(xué)專業(yè)

職務(wù)/職稱

研究方向

趙建國

機(jī)電工程學(xué)院/機(jī)械工程

實(shí)驗(yàn)師

智能鉆完井技術(shù)

四、項(xiàng)目簡介

連續(xù)油管在水平井鉆井中極易屈曲“鎖死”,無法有效控制鉆井參數(shù),致使水平井延伸能力極其有限。項(xiàng)目利用鉆井牽引機(jī)器人加載鉆壓和控制鉆井參數(shù),首先提出鉆壓-鉆速-轉(zhuǎn)速機(jī)電液融合控制方法,明確聯(lián)合控制準(zhǔn)則;基于此建立機(jī)器人機(jī)電液融合控制數(shù)值模型,揭示機(jī)器人鉆壓-鉆速-轉(zhuǎn)速聯(lián)合控制機(jī)理;利用現(xiàn)有機(jī)器人樣機(jī)驗(yàn)證理論正確性。研究成果對連續(xù)油管鉆井參數(shù)智能化控制、提高水平井延伸能力具有重要科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。

項(xiàng)目優(yōu)勢:

成果類別

成果名稱

相關(guān)團(tuán)隊(duì)成員

相關(guān)指導(dǎo)老師

件著作權(quán)

鉆井牽引機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件

董潤、代繼樑、韓碩、劉文全

趙建國、王國榮

實(shí)用新型專利

《一種鉆井牽引機(jī)器人支撐機(jī)構(gòu)測試系統(tǒng)及方法》

《鉆井機(jī)器人摩擦塊測試系統(tǒng)及方法》

《鉆井牽引機(jī)器人速度測試方法》

方世紀(jì)、董潤、代繼樑、韓碩、王鯤鵬

趙建國、王國榮

期刊

“Combined control mechanism of WOB and ROP with downhole robot in coiled tubing drilling process”

韓碩、方世紀(jì)、代繼樑

趙建國、王國榮

競賽

獎項(xiàng)

“互聯(lián)網(wǎng)+”一等獎、石油裝備設(shè)計(jì)大賽一等獎等國家級和省部級獎項(xiàng)11項(xiàng)。項(xiàng)目成員獲全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎

方世紀(jì)、董潤、代繼樑、韓碩

趙建國、王國榮

市場概況:

開展長水平段鉆井高效安全快速建井技術(shù)研究,對緩解我國能源供需矛盾、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會科學(xué)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義,提高頁巖氣等非常規(guī)油氣開采的綜合經(jīng)濟(jì)效益

商業(yè)模式:

完成了井下牽引機(jī)器人工作機(jī)理研究,及井下牽引機(jī)器人整體方案設(shè)計(jì)和強(qiáng)度抗沖蝕特性分析。根據(jù)牽引機(jī)器人工作機(jī)理,完成了牽引機(jī)器人整體方案設(shè)計(jì),包括整體布置方式設(shè)計(jì)、支撐機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算;完成了井下牽引機(jī)器人微電液控制機(jī)理研究和井下牽引機(jī)器人牽引力、牽引速度聯(lián)合控制方法研究。設(shè)計(jì)了一套基于鉆井液驅(qū)動的,可以控制牽引力和牽引速度的牽引機(jī)器人電液控制系統(tǒng),建立了鉆桿-井下牽引機(jī)器人-動力鉆具-鉆頭-巖石-鉆井液動力學(xué)模型,模型綜合考慮了鉆頭與巖石互作用關(guān)系,機(jī)器人與鉆壓、排量的互作用關(guān)系;利用模擬井筒進(jìn)行了鉆井井下牽引機(jī)器人牽引力測試,測試牽引力達(dá)7.14噸,打破了美國WWT公司保持的6.5噸記錄,研制的鉆井井下牽引機(jī)器人產(chǎn)品研制及工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),可對長水平井頁巖氣等非常規(guī)油氣資源經(jīng)濟(jì)長效開發(fā)提供裝備和技術(shù)支撐。

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