摘 要：鉆桿輸送系統(tǒng)負(fù)責(zé)鉆桿在各道工序之間的輸送，針對(duì)鉆桿輸送系統(tǒng)目前存在的一些問題，對(duì)鉆桿輸送系統(tǒng)進(jìn)行了硬件、軟件方面的智能化升級(jí)改造。改造后，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，提升了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化水平。

關(guān)鍵詞：鉆桿；輸送系統(tǒng)；智能化改造

1 引言

鉆井隊(duì)使用的鉆桿在回收到管具公司后，要經(jīng)過鉆桿除銹、清洗、晾干、無損檢測(cè)、鉆桿檢驗(yàn)、螺紋修復(fù)、校直及鉆桿分級(jí)等工序，然后對(duì)鉆桿成品按規(guī)格、型號(hào)以及等級(jí)進(jìn)行分類存放，為下一次的供井使用做好準(zhǔn)備。

鉆桿在以上各個(gè)工序之間的傳遞都要靠鉆桿輸送系統(tǒng)來完成，現(xiàn)有的鉆桿輸送系統(tǒng)已很難滿足生產(chǎn)實(shí)際的需求，存在的問題也顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，一是，鉆桿從各個(gè)工序的管架臺(tái)到輸送自動(dòng)線的下料過程還依賴人工手動(dòng)操作，自動(dòng)化程度低，造成人力資源浪費(fèi)，同時(shí)也增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，二是，清洗部分缺少小鉆桿夾緊機(jī)構(gòu)，小鉆桿在旋轉(zhuǎn)清洗過程中易出現(xiàn)大幅度甩動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)小鉆桿的自動(dòng)清洗，三是鉆桿在自動(dòng)線上打滑發(fā)生串聯(lián)問題，沒有應(yīng)對(duì)措施，鉆桿發(fā)生打滑串聯(lián)常常造成設(shè)備損壞，維修費(fèi)時(shí)誤工，四是，鉆桿檢測(cè)后的分級(jí)標(biāo)記還依賴于人工操作，浪費(fèi)人力。

為解決以上問題，提高生產(chǎn)效率，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)過程的智能化、自動(dòng)化水平，為此對(duì)原有鉆桿輸送系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造。

2 鉆桿輸送系統(tǒng)智能化改造主要內(nèi)容

鉆桿輸送智能化改造主要包含以下幾個(gè)部分，鉆桿自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)的研制、小鉆桿夾緊機(jī)構(gòu)的研制，鉆桿打滑報(bào)警系統(tǒng)研制和鉆桿分級(jí)自動(dòng)標(biāo)記系統(tǒng)研制。

2.1鉆桿自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)

在鉆桿管架臺(tái)附近制作4處鉆桿自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)，自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)由PLC、光電開關(guān)、電磁閥、氣缸、下料機(jī)構(gòu)等部分組成，由光電開關(guān)檢測(cè)鉆桿的位置，PLC通過控制電磁閥來控制氣缸起升，實(shí)現(xiàn)鉆桿保持一定間隔的自動(dòng)連續(xù)下料。

2.2小鉆桿夾緊機(jī)構(gòu)

小鉆桿清洗夾緊裝置位于鉆桿清洗系統(tǒng)中間，裝置是通過在兩組旋轉(zhuǎn)托輪中間加裝一個(gè)夾緊裝置，夾緊裝置通過氣缸的起升控制夾緊裝置的開合，氣缸起升后三個(gè)滾輪夾緊小鉆桿中間部分，以保證小鉆桿在清洗時(shí)不會(huì)大幅度甩動(dòng)，保證了各種小鉆桿的自動(dòng)清洗。

2.3鉆桿打滑報(bào)警系統(tǒng)

鉆桿打滑報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在自動(dòng)線上容易發(fā)生打滑問題的位置。

工作原理：報(bào)警系統(tǒng)由光電開關(guān)及PLC組成，鉆桿到達(dá)光電開關(guān)時(shí)，系統(tǒng)計(jì)時(shí)，離開時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，正常時(shí)，鉆桿經(jīng)過時(shí)間約為22秒，如超過這個(gè)時(shí)間說明鉆桿已經(jīng)在自動(dòng)線上打滑或己串聯(lián)，設(shè)置系統(tǒng)計(jì)時(shí)時(shí)間，若鉆桿經(jīng)過光電開關(guān)時(shí)間超過系統(tǒng)設(shè)定的計(jì)時(shí)時(shí)間，則停止自動(dòng)線運(yùn)轉(zhuǎn)，等待人員過來處理，防止鉆桿發(fā)生串聯(lián)，同時(shí)翻起損壞設(shè)備或傷人。

2.4鉆桿分級(jí)自動(dòng)標(biāo)記系統(tǒng)

鉆桿分級(jí)自動(dòng)標(biāo)記系統(tǒng)位于鉆桿無損檢測(cè)設(shè)備之后，分級(jí)自動(dòng)標(biāo)記系統(tǒng)由自動(dòng)控制部分、機(jī)械部分和監(jiān)控部分組成。

自動(dòng)控制部分由控制按鈕、光電開關(guān)、和PLC組成，機(jī)械部分由鉆桿舉升機(jī)構(gòu)、分級(jí)標(biāo)記機(jī)構(gòu)等組成，監(jiān)控部分由安裝在現(xiàn)場(chǎng)的攝像頭和操作電腦組成。

工作原理：操作者根據(jù)無損檢測(cè)圖像判斷是否要對(duì)鉆桿進(jìn)行標(biāo)記，當(dāng)遇到需要進(jìn)行標(biāo)記的鉆桿時(shí)，操作者按下控制室內(nèi)的標(biāo)記控制按鈕，由光電開關(guān)檢測(cè)鉆桿的位置，當(dāng)鉆桿到達(dá)標(biāo)記位置時(shí)，PLC控制鉆桿舉升機(jī)構(gòu)將鉆桿抬離自動(dòng)線，同時(shí)控制標(biāo)記機(jī)構(gòu)在鉆桿接頭附近部位進(jìn)行標(biāo)識(shí)，完成后，舉升機(jī)構(gòu)下放鉆桿到自動(dòng)線，輸送鉆桿到下一工序。整個(gè)標(biāo)記過程，可由安裝在現(xiàn)場(chǎng)的攝像頭實(shí)時(shí)傳送給操作室內(nèi)的電腦在顯示屏上顯示，操作者可觀看到整個(gè)標(biāo)記過程。

3 鉆桿輸送系統(tǒng)智能化改造的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1成果的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

鉆桿輸送系統(tǒng)智能化改造投入實(shí)際生產(chǎn)后，取得了不錯(cuò)的效果。一是，實(shí)現(xiàn)了鉆桿的自動(dòng)下料和鉆桿在各個(gè)工序之間的的自動(dòng)輸送，可節(jié)省操作崗位4個(gè)，二是，解決了小鉆桿的自動(dòng)清洗問題，實(shí)現(xiàn)了各種型號(hào)鉆桿的自動(dòng)清洗，三是，解決了鉆桿在自動(dòng)線上打滑造成設(shè)備損壞和人員傷害等問題，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，大大降低了此類問題帶來的設(shè)備損壞和人員傷害損失，四是，實(shí)現(xiàn)了鉆桿的分級(jí)自動(dòng)標(biāo)識(shí)，可節(jié)省操作崗位一個(gè)，提升了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化智能化水平。

3.2經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

鉆桿輸送系統(tǒng)智能化改造后，可節(jié)省5個(gè)操作崗位，每年可節(jié)省人工成本近30萬元，另外，提高了自動(dòng)線的安全性和可靠性，降低了鉆桿輸送系統(tǒng)的維修保養(yǎng)成本，每年可節(jié)約設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用約20萬元，同時(shí)，提高了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化水平，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有很好的社會(huì)效益。

4 結(jié)論

鉆桿輸送系統(tǒng)智能化改造解決了鉆桿輸送系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中存在的不足和問題，實(shí)現(xiàn)了鉆桿在各道工序之間的自動(dòng)輸送，對(duì)于提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)過程的智能化水平具有積極作用。

該成果可推廣至相關(guān)的行業(yè)和領(lǐng)域，有利于提升企業(yè)的自動(dòng)化和智能化管理水平，具有很好的推廣價(jià)值和前景。

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作者簡(jiǎn)介

薛江平（1980-），男，湖北潛江人，工程師，2008年畢業(yè)于青島科技大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位，目前主要從事鉆井工具研究和管理工作。

（作者單位：中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井管具公司）