2 Расчётно–конструкторская часть

2.1. Выбор основного типа оборудования

Главный исполнительный механизм роботизированный производственный комплекс РПК – это манипулятор. В данном дипломном проекте используется манипуляционный робот и набор вспомогательного оборудования, обеспечивающая полностью автоматизированный цикл работы по сбору колонны труб буровой установки.

К преимуществам работы с манипуляционным роботом на буровой установке является значительное сокращение времени на спуско-подъемные операции СПО, которые составляют в бурении скважин за месяц 670 ч. Будем проектировать робот встроенного типа со следующими характеристиками:

Усилия для звена горизонтального перемещения – 2000Н.
Высота подъема по вертикали – 2000мм.
Скорость перемещения по горизонтали – 0,5 м/c.
Скорость перемещения по вертикали – 0,05 м/c.
Габаритные размеры – 1450х2000х440мм.
Масса звена горизонтального перемещения и захватного устройства (ЗУ) – 161,6кг.

Для робототизированного процесса используется телескопические пневмоцилиндры (Ц₁,Ц₈) для подачи буровых труб из магазина, пневмоцилиндры поршневые(Ц₂,Ц₇) для перемещения захвата буровых свечей, телескопические пневмоцилиндры (Ц₃,Ц₆) для продольного перемещения податчика под магазином с буровыми свечами.

2.2. Техническое описание промышленного робота

Манипулятор предназначен для подачи из магазина бурильных свечей в систему верхнего привода (СВП) для последующей сборки колонны бурильных труб.

Процесс управления манипулятором заключается в управлении пневмоцилиндрами и электродвигателями. Команды на соответствующее управление дает микропроцессорная система в соответствии с заданной программой.

Робот - листы в чертежах

На рис 2.1 изображен встроенный робот (чертеж) []

Корпус робота закреплён на платформе буровой вышке вместе со вспомогательным оборудованием. Вертикальное перемещение манипулятора обеспечивает цепная передача 1, для возможности использования буровых свечей от 25м до 27м. Горизонтальное перемещение для передвижения буровой свечи к СВП 4 обеспечивает телескопический пневмоцилиндр 2 , и захватное устройство 3 для захвата буровой свечи 5.

Для работы робота и вспомогательного оборудования будем использовать пневматическую схему с одинаковыми телескопическими четырехступенчатыми пневмоцилиндрами Ц1, Ц3–Ц8, два поршневых пневмоцилиндра Ц2 и Ц7, и пневмораспределители с управлением от электромагнита Р1 – Р6, устройства регулирования скорости перемещения поршней пневмоцилиндров ОК1 – ОК16 и Др1 – Др16, глушители шума Гл1 – Гл10, маслораспылитель МР, предохранительные клапаны ПК1 – ПК2, редукционный клапан РК, фильтры масловлагоотделители Ф1 – Ф2, ресивер Р, реле давления РД и двухпозиционный двухлинейный распределитель Р17 с электромагнитным управлением. Питание пневматической схемы осуществляется от винтового компрессора К, входящего в состав пневмосистемы буровой установки.

2.3. Устройство вспомогательного оборудования

Телескопический пневмоцилиндр Ц₁ для подачи буровых труб из магазина расположен на раме с направляющей 9, телескопические пневмоцилиндры Ц₃,Ц₆ продольно перемещают податчик Ц₁под магазином с буровыми свечами. Торцы буровых свечей располагаются в магазине с шагом 0,5 м по высоте. Захват буровых свечей имеет возможность перемещения 0,5 м по вертикали. Для перемещения захвата принимаем одноступенчатый пневматический цилиндр.

Нагрузка, действующая на шток пневмоцилиндра в конце опускания, составляет F = 1000 Н.

Расчетный диаметр поршня определяем по формуле:

, (2.1)