修井作业立式翻转猫道受力特性研究

周扬理，岳吉祥，綦耀光，满善平，何坤元

(1.中国石油大学胜利学院 机械与控制工程学院，山东 东营 257061;2.胜利油田康贝石油工程装备有限责任公司，山东 东营 257091)

油田修井作业存在作业环境恶劣、安全性差、工作效率低、劳动强度大等问题，研究自动化程度高的修井作业机械化设备具有重要意义[1-2]。猫道是处理管(杆)的重要设备之一，猫道按结构形式分为固定式猫道、举升式猫道和机械手臂[3]。现有猫道多数采用举升式猫道。举升式猫道将管(杆)送至工作台面，操作人员仍需要负责吊卡、液压钳推送、扶管对中等工作[4]。

为了提高修井作业的自动化程度，分析现有修井井口自动化技术现状[5-7]，提出了“立式接替作业、吊卡不流转”的新型作业工艺[8-9]。该工艺是立式翻转猫道将管(杆)由水平状态翻转呈竖直状态，并直接对正井口上方，吊卡卡住管(杆)，进行上卸扣等作业。该工艺优化了修井作业流程，去掉了摘挂吊环、搬抬吊卡、拽拉管(杆)等人工作业环节，提高了作业效率，减轻了工人劳动强度。立式翻转猫道是该工艺的核心部件，决定整个新型工艺的工作性能。分析立式翻转猫道受力特性，获得翻转运动的力学规律，为猫道各主要部件型号选取提供依据。

本文介绍了立式翻转猫道的结构组成，建立了受力模型，进行了静力学分析计算，并通过SolidWorks Motion软件进行验证；利用Adams软件对翻转过程进行了动力学仿真。

1 结构组成

立式翻转猫道整体结构如图1所示。猫道底座通过井口调整装置与井口四通定位并连接。……