为实现二层台自动井架工的精确定位,设计了一套基于编码器、位移传感器的多传感器融合定位系统。该系统以编码器、位移传感器等传感器及PLC控制器为硬件基础,结合了最优路径算法实现了多传感器的数据融合。建立了自动井架工运动的数学模型,取得了良好的实际控制效果。该系统定位可靠,精度较高,达到了预期研究目标。

油气钻井作业环境恶劣,工作强度大,属高危作业,研究机器人技术在油气钻井作业中的应用意义十分重大。油气钻机用的自动井架工是一个多自由度的多关节机械手,是机器人技术的典型应用。为研究其轨迹规划和为进一步完成自动井架工的控制系统设计奠定基础,详细叙述了自动井架工运动学模型的建立,完成自动井架工进行了运动学位姿分析和速度正解、逆解分析;并对控制控制系统需求的控制变量进行求解;推导过程完整简洁,便于控制系统软件设计,对开发设计该类型的机械手系统有重要的参考和借鉴意义。

针对钻井作业过程中人员劳动强度大、危险系数高、作业环境恶劣等问题,提出适用于改造钻机的管柱自动化处理系统解决方案.主要包括：动力猫道、铁钻工、二层台机械手、液压吊卡、集成司钻等多个设备.为实现管柱处理全过程的远程自动化控制,解决多设备联动、防碰和互锁等问题,开发集成司钻控制系统（简称集控）.通过集控实现作业人员远离井口、二层台无人值守,确保人员本质安全.最后结合该系统的现场应用情况,提出改造钻机增加管柱自动化处理系统需要解决的主要问题.