智能型多功能防碰仪的研究与应用本科学位论文.doc

科研基金项目申请书

课题名称：
智能型多功能防碰仪的研究与应用
申请者姓名：
丁红军
工作单位：

联系电话：

申请日期：

填 报 说 明

一、填写申请书前，请先了解学院有关科研管理文件、条例及学院科研基金的管理办法。申请书各项内容，要实事求是，逐条认真填写，表达要明确、严谨。外来语要同时用原文和中文表达，第一次出现的缩写词，须注出全称。
二、申请书为A4纸，于左侧装订成册。第二页以后各栏空格不够时，请自行加页。一式三份，由所在单位审查签署意见后，报送学院科技处。
三、简表填写要求
部分栏目填写要求：
项目名称──应确切反映研究内容，最多不超过25个汉字（包括标点符号）。
申请金额──以千元为单位，用阿拉伯数字表示，注意小数点。
所在单位名称──写到系、部、中心等。
项目组主要成员──指在项目组内对学术思想、技术路线的制定与理论分析及对项目的完成起主要作用的人员。
一、简表
研究项目
名称
智能型多功能防碰仪的研究与应用
类别
A、基础研究 B、应用基础 C.应用研究√ D.新产品 E.社科及软科学

申请金额
千元
起止年月

申请者
姓 名

出生年月

最高学历
研究生
学位
硕士
职 称
讲师
所在单位名称

参与研究人员
姓名
性别
年龄
职称
工作单位
项目中的分工
签章

研究内容和意义
摘

要
针对油田单位所使用的修井机及钻机在现场作业时存在以下问题：1、游动大钩在工作时容易造成碰天车、砸井口等事故发生2、设备缺乏避免安全事故发生的预警、自动断离合和自动刹车措施。而修井机没有安装防碰天车装置, 给生产带来重大安全隐患的问题,欲研制以单片机、传感器、电磁阀、刹车系统为核心的智能多功能安全仪。这种防碰仪原理是利用传感器接收到的信号, 通过单片机的处理、转换, 显示游动滑车的实际高度和长度, 从而实现下限声光报警、上限声光报警及断开滚筒离合器、断开油门, 同时控制刹车气缸, 刹住滚筒而制动, 从而避免游动滑车碰撞天车等恶性事故的发生。

主题词
1、主题词数量不多于三个；2、主题词之间空一格
智能多功能 油田作业 防碰安全
二、立论依据
（项目的研究意义、国内外研究现状分析，附主要的参考文献）

近三年来，尤其是发生了以四川石油重大死亡事故，国内石油行业的安全引起国家石油天然气总公司的高度重视，和石油下属企业的普遍关注，由此石油各单位都进行多项安全立项和防范措施, 并先后研制多种安全产品投入使用。提高油田作业工作的安全性是石油开采和发展的重要因素, 作为石油采油行业系统更是最重要组成的部分, 其企业必须时刻关注石油开采安全。而钻井修井车的安全性对企业效益和声誉影响极大。所以石油各行业每年都要投入相当部分资金针对安全隐患进行研发相应的产品。
试油单位使用的设备由于没有很好的安全装置，在以往的开采工作过程中发生多次如天车被碰和设备破坏井口伤人事件, 且其日常使用工人的劳动强度大和维护费较高。若能研发一种安全仪器使其对开采设备进行预警、自动断离合和自动刹车等, 则安全性将极大的提高，大大的降低工人的劳动强度，通用性强。所以对提高石油行业的安全性有大意义。
另外, “智能型多功能安全仪”在提高企业经济性方面有重要意义：由于安全性能的大大提高，较大的延长了设备的使用年限,相对的是为企业节约了大量更换新设备成本。 企业经济性的效益是石油市场竞争的关键之一。

下面，介绍一下国内一些企业公司的对相关安全的理论研究和对其进行研究与开发的研究状况。

该产品经过多次现场试验, 使用效果良好, 并且具有安装方便、便于操作等特点, 解决了修井作业系统长期悬而未决的
技术难题,是作业工人的好助手,具有较高的推广价值。

1 宋建平．钻机防碰天车和大钩载荷微机监控系统设计．石油机械, 1996 , 24 (9) : 6～9
2刘志湍．修井机主滚筒咬绳、乱绳、骑绳现象探讨．江汉石油科技2005，6　
3 孝泉．油田井下作业TK- 5 型全自动液气控制天车安全装置．安全技术与管理，安全、健康和环境 2003，7 ，

三、研究方案
1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

研究目标是“智能多功能安全仪”的研发和应用
研究的内容是根据作业现场情况制定设计仪器方案，在充分考虑到各种条件的前提下，初步建立的较理想设计方案，保证仪器的可靠性能，为石油开采设备的安全性建立理论基础；同时考虑现场的多种对仪器工作的不利因素，来设计仪器的结构布局和电路抗干扰设计。
拟解决的关键问题是使用设备现场温度高，噪音和振动大，周边环境被溅出的石油污染，这些因素为仪器的设计方案提出了较高的要求，如何使仪器能适应这样恶劣条件下并能正常工作是研发的关键和难点。

2、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

利用机械设计和电子电路，单片机，以及石油开采知识，结合相应的软件设计和分析以及现场设备工作情况，建立较理想的安装结构和电路设计方案。
在设计的方案下，初步做出样机首先在实验条件下模拟工作，再满足的前提下，再去做现场测试。
根据机械结构原理，电子电路知识的分析，结合软件分析，获取实际资料，取得现场数据，具有较强的可操作性。
3、本项目的特色与创新之处
根据开采设备的安全性能要求和特殊的工作环境，制定出合理的结构设计和适应石油开发的特殊环境下工作的电路，建立了可靠的单片机工作和监控系统。
该项目最终的产品有较多特色：1、数字/光柱高度双显示 ；2、刹车预警；3、刹车预警点的任意调整；4、智能控制离合器及刹车；5、紧急制动刹车；7、多设备用途；8、仪器系统自检；9、优化设计：采用汽车级标准设计，抗震性好，稳定性高，故障率低，耐高、低温能力强，使用寿命长。
从理论和实际上探索工作设备的安全性情况，节省了工作强度和生产成本，因此
减少经济损失, 杜绝安全事故, 实现经济效益和社会效益的双重目的,可以更好地为石油生产服务。

4、预期的研究进展和成果

第一阶段计划用6个月的时间分析、设计安全仪的研发方案，并实地调察石油作业现场、石油机械设备工作情况和环境，以验证所设计的结构和方案的正确性。
第二阶段根据石油设备工作所需的安全要求和现场的考察情况，修正方案并用3个月的时间制作出样品，在实验条件下模拟安全工作，得出相关数据。
第三阶段用1-2个月得时间到现场实地测试，得出安全仪器工作性能，并得出相关数据，为完善安全仪器性能作准备，最终这个智能多功能安全仪定型。

预期成果是建立比较完整的智能多功能安全仪的理论体系，出样品及相关数据，最后撰写相关论文，向有关刊物投稿。
四、研究基础
1、与本项目有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩
本人在华北油田工作过三年时间，从事石油仪器的设计研发，已经比较熟悉的了解石油开采的工作过程和各种环境，有很好的可利用的实验条件。同时在研究生阶段又提高了机械理论知识，电子和计算机知识；并参与过机电一体化和单片机相关的课题，所以具备了一定工作和理论积累，及自主研发能力，可以在此基础上，继续深入相关的研究。
2、已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径；
本系有较全的单片机试验系统并开放，试验条件和测试条件具备；有开放的机房和相关的软件可以使用。
可以联系利用外系的电子和电路测试仪器和试验教室，为电路部分的设计和试验准备了条件。
由于熟悉油田环境，可以方便的到作业现场测量和设计，以及试验获得数据。
总之，实验条件基本具备。
3、申请者和项目组主要成员的学历和研究工作简历，近期发表与本项目有关的主要论著目录和获得学术奖励情况及在本项目中承担的任务；
丁红军，硕士，在本相关内容工作进行了半一年的先期研究，具有一定的研究基础，主要设计方案和实地测试。
郑广花，副教授，具有较高的科研水平，从事过多项科研课题，可以总体进行指导。
王达伟，硕士，具有丰富的电子实践工作经验，可以为课题电路作出相关工作。
张丽英，讲师，从事过多项科研课题的研究，并获得多次奖项。可直接从事本课题的技术难点实现。
l 论文：作者·题目·刊名·年份·卷（期）·页码
l 专著：作者·书名·出版者·年份
五、经费预算
支出科目
金额（千元）
计算根据及理由

合 计

六、申请者正在承担的其它研究项目
（包括国家、部委、省市等各类科研项目的名称、任务来源、起止年月、负责或参加等情况）

七、单位意见
（对申请者的素质和水平，能否保证研究计划实施所需的人力、物力、工作时间
等条件签署意见。）

单位负责人（签名） 年 月 日

八、评审意见

科技处（公章） 年 月 日

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