基于光电传感器的铁钻工自动找心方法研究

刘 伟，朱兴龙，丁 俊，刘永智

(扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225127)



基于光电传感器的铁钻工自动找心方法研究

刘 伟，朱兴龙，丁 俊，刘永智

(扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225127)

铁钻工是现代化石油生产中重要的自动化辅助设备，为了提高工作效率，必须提高其自动化程度，其中自动找心是实现铁钻工全自动过程的关键技术之一。介绍了铁钻工的工作过程，在此基础上，根据自动找心的要求，提出了自动找心的方法，设计了铁钻工自动找心的控制系统，并搭建了实验平台，进行了相关的试验，验证了所提方案的可行性。

铁钻工；自动找心；光电传感器；光栅尺

自动化钻井是在20世纪90年代发展起来的一项前沿的钻井技术，是21世纪钻井技术中的主要发展方向。铁钻工为液压动力大钳的替代产品，在钻井平台上能够安全、高效地完成钻具的上、卸扣和紧、冲扣等工作，是现代化石油生产中重要的自动化辅助设备。铁钻工的应用在降低操作人员劳动强度、提高钻井生产效率等方面起到了非常重要的作用，因此提高铁钻工的自动化程度有着重要的意义[1-4]。

铁钻工在上、卸钻具过程中，要求铁钻工夹紧钳中心与钻具中心重合，这样可以避免夹紧系统中圆形导轨的损伤，保证铁钻工设备工作正常。而一般铁钻工多采用人工找心的方法，定位精度及工作效率较低，而且增加了工人的劳动量，对于工人的安全也存在着威胁[5-6]。

针对人工找心方法存在的问题，本文对铁钻工如何实现自动找心的问题进行了研究，提出了自动找心方法，借助于光电传感器与光栅尺测量钻杆直径，设计了控制系统，并搭建了试验平台。……