干酪根自动制备系统关键技术研究和设备设计与实现

摘要

在石油勘探研究中，对矿样中分离出的干酪根进行分析检测是一项重要手段和依据。然而，迄今为止，干酪根的分离提取绝大部分仍依赖于手工操作，存在效率低、耗时长、对环境和操作人员健康威胁大等缺点。因此，干酪根制备的自动化、智能化是未来石油勘探研究亟需解决的重大课题。本文将以此为目标，探讨干酪根制备工艺流程的自动化与智能化设计与实现。 论文首先分析了干酪根的传统制备工艺流程，在此基础之上，对干酪根制备系统设计做出需求分析，并提出了适合于自动化实现的、新的制备工艺流程；最后对总体方案进行了规划，对其中的重点与难点进行了详细深入研究。 在此之后，根据其实现的不同功能对总体设计方案进行了细分，划分为五部分。主要抓住两个核心：即反应容器设计和平面振动平台设计；以及三个硬件支撑系统：即管路系统、废液处理系统和机柜设计。并有所侧重地分别加以讨论分析。 第三章提出了新的反应容器的密封结构设计，并分析了材料对密封结构的影响；第四章提出两种基于偏心曲轴的过约束运动平台结构设计，对它们的运动平稳性作了分析比较；并分析了影响运动平稳性的因素，改进了结构设计；之后详述了运动平台系统的具体结构设计。第五章对管路系统的密封方式做了介绍，并提出一种改进密封结构；之后对废液处理系统的控制方案进行了探讨，讨论了搅拌装置设计的关键技术；最后对系统机柜的设计及器件布局进行了规划。 系统硬件构建完成后，结合控制系统对各功能模块和整个系统进行了大量的调试和实验，取得了较满意的结果。 本系统设计实现了干酪根制备的自动化和智能化，提高了制备效率，降低了技术人员的劳动强度。其整体规划设计方法可用于同类复杂系统设计。其中，反应容器设计中关于材料和密封结构的讨论，同样适用于其它复杂条件下使用的密封容器；所设计的平面运动平台机构亦可用作其它平面运动机械设计的参考。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1论文研究背景

1.1.1干酪根简介

1.1.2干酪根的制备原理及其工艺流程

1.2国内外干酪根自动制备设备的发展状况

1.2.1我国石油仪器研制的发展史

1.2.2国内外干酪根自动制备仪的现状与发展

1.3论文的研究内容

第二章干酪根制备系统设计要求及总体规划

2.1系统设计需求分析

2.1.1基本功能需求

2.1.2其他要求

2.1.3系统设计的难点与重点

2.2材料的选用

2.2.1干酪根制备使用的化学药剂的腐蚀性及其危害

2.2.2防腐材料的选用

2.3系统设计方案总体规划

2.3.1系统总体设计及控制方案

2.3.2搅拌方案的设计

2.3.3加热方式的确定

2.3.4过滤方式的选择

2.3.5废液处理方案

2.4系统设计中计算机辅助工程的应用

2.4.1 CAD技术的发展

2.4.2现代工业设计技术的发展

2.4.3本系统设计中使用的辅助设计软件

第三章干酪根制备反应容器的设计

3.1反应容器材料的选择

3.2密封件及材料的选择

3.3反应容器的总体结构设计

3.3.1传统反应容器的设计及其缺点

3.3.2反应容器主体设计

3.4过滤孔板的设计

3.4.1孔的布置方式

3.4.2孔的间距及大小

3.5底盘的设计

3.6反应容器接头设计

第四章干酪根制备平面运动平台的设计

4.1振动机械的基本介绍

4.2振动平台结构方案设计

4.2.1振动平台的预期功用

4.2.2振动平台运动方式的选定

4.2.3两种设计方案

4.3两种机构的动力学理论分析

4.3.1两种机构动力学分析的特点及思考

4.3.2两种机构共性部分分析

4.3.3主动曲轴不在运动平台质心的刚体动力学分析

4.3.4主动曲轴在运动平台质心处的刚体动力学分析

4.3.5两种机构的比较

4.4基于Pro/E中Mechanism的动态仿真分析

4.4.1基于机械系统动力学的分析与仿真简介

4.4.2四轴平台动态仿真分析

4.4.3三轴平台动态仿真分析

4.4.4两种机构的受力分析比较

4.4.5其它因素对于各曲轴受力的影响

4.5运动平台设计的具体实现

4.5.1驱动方式及传动机构设计

4.5.2偏心机构设计

4.5.3加热系统及保温箱的设计

4.5.4运动平台的振动及其消除

第五章管路系统、废液处理系统及机柜设计

5.1系统管路设计

5.1.1管材规格及材料

5.1.2管接头的设计

5.1.3其它管路附件设计

5.2废液处理系统设计

5.2.1废液自动处理流程设计

5.2.2废液处理罐的结构设计

5.2.3废液搅拌装置设计

5.3干酪根制备系统机柜设计

5.3.1系统机柜设计要求

5.3.2机柜面板的设计

5.3.3机柜框架设计

5.3.4器件的布局

第六章干酪根自动制备系统调试

6.1平面运动平台调试

6.2反应容器密封实验

6.3管路系统密封及控制测试

6.4废液自动处理系统调试

6.5结合控制系统进行整体调试

第七章结论

致谢

参考文献

附录

攻硕士期间取得的研究成果