新的重型机器人系统,配备igus免维护供能系统

2019-12-13 01:35栏目:电工电气
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石油勘探行业内越来越多的流程转向自动化,以实现更高的速率,将人们从繁重的工作中解放出来,同时节省成本。这一趋势也体现在石油钻塔中:挪威的斯塔万格是欧洲石油工业的中心。这里的新创公司RDS Robotic Drilling Systems AS开发此类机器人,旨在实现石油钻塔的全自动化钻台作业。

国民油井华高公司就曾与世界最大油服公司斯伦贝谢合作,研发出一种外部覆盖高速数据传输线的钻杆,它能够将井下数据准确而及时地回馈给位于地面的工人。而阿帕奇打算更近一步,让这种钻杆能够进行“思考”,直接对周边环境作出反应,而不是等待地面指挥中心发出指令,地面工作人员只是个“替补”。

RBR旋转模块中的igus拖链实现旋转运动。

作为这个领域的开拓者,挪威机器人钻井系统公司正在设计一系列取代普通工人的机器人。其中一款可固定的蓝色机器人已进入现场试验阶段,这种高10英尺、重1吨的机器人拥有一个可延展10英尺的机械手臂,此外还拥有15种不同尺寸的可拆卸机械手。

通过旋转模块和拖链供应能量和信号

NASA送到火星的探测器能够捕获周边环境数据,并通过自身的推理程序作出合理反应,很多公司正在以此为研发方向,设计制造更加智能、能够作出实时反应的机器人。

钻台重型机器人在恶劣环境下提升1.5吨,创历史记录。

目前挪威机器人钻井系统公司已经与NASA签署了信息共享协议,按照协议,这家挪威公司将获得授权,进一步对“好奇”号火星探测器进行研究,以推动机器人在能源行业的应用。

igus旋转模块满足了这一要求(图2)。这是一个从侧面安装的拖链,带有反向弯曲半径。也就是说,链节可以双向移动,这一点不同于常规的线性运动。带有“锁定”分隔片的拖链安全引导电缆和软管,拖链在圆导槽中运转。

探索火星与开采石油之间会发生联系吗?至少在挪威机器人钻井系统公司(Robotic Drilling System)看来,答案是肯定的。这听起来有些不可思议,但美国国家航空航天局的火星探测器确实给石油行业的自动化带来了全新灵感。

这一目标是非常宏伟的,原因有以下几点。机器人系统要在严苛的环境下作业,因此必须能抵抗海水、腐蚀、机械应力以及极端温度。此外,石油钻塔的作业流程极为复杂,在操作钻杆时要协调多达100个轴。最后,还必须将能量、介质和信号可靠引导至机器人的机械爪上。

石油行业的自动化是当下很多科学家努力的方向。目前正在领导一项石油钻井自动化项目研发的前壳牌高管埃里克·范·沃特认为,油气开采的自动化将成为一个充满希望的新兴产业。“大家很快就会看到这个行业的快速进步,这将是一次自动化技术的大爆发。”

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只需要按动控制器上的几个按钮,钻机就能在四个巨大支架的支撑下缓缓升起。据美国国际钻井制造公司副总裁里维拉介绍,这套总价2000万美元的控制设备平均每分钟能够移动1英尺。“只是动动手指就能够举起那些上百万磅的大家伙,这种感觉很好。”

RDS开发出完整的机器人系列,来满足这些要求和完成自动化钻井的子任务。中央“钻台”重型六轴机器人,可在伸出的三米长机械臂上承受1500千克的负载,新开发的机械爪与立柱的组件相结合,控制钻探过程(图1a和1b)。全自动“钻杆操作装置”从“指板”或甲板上的传送带中取出部件,供应给机器人。“电子钻工”和钻杆装卸机器人是RDS的另一种机器人系统,它们协助中央重型机器人操作和组装“立柱”。所有系统协作,无需人工干预即可完成整个钻井过程。制造商告诉我们,该系统的作业速度提升40%,每年可节省1000万到2000万美元。

阿帕奇钻探部主管布拉德认为,这将是油气行业自动化的标准工作模式。“类似于一架拥有自动驾驶仪的飞机,但是飞行员也会坐在飞机里,大多数时间飞机能够自行飞行,但在必要时能够换成人工驾驶。”

核心组件:重型机器人

除了专业的自动化技术公司,一些石油公司也已启动了相关研究,其中包括美国第三大独立石油公司阿帕奇、美国最大油井设备生产商国民油井华高公司、挪威国家石油公司等。“同汽车组装、巡航导弹系统等高度自动化的领域相比,钻井平台的自动化安装听起来有些超现实,但它确实在发生。”机器人钻井系统公司负责营销的副总裁桑德维克表示。

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