贾继磊 王龙庭 王西录 刘志慧 王彦富

（1.中海石油（中国）有限公司深圳分公司；2.中国石油大学（华东）机电工程学院；3.中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部）

为了确保储罐完整性及其使用的安全性，在原油储罐的实际运营中，需要定期停产检修。 行业标准规定新建油罐第1次开罐检修的时间最长不超过10年， 第2次及以后开罐检修周期一般为5～7年［1，2］。原油储罐在检修前必须清洗干净，且要确保清洗过程的安全性。 储油罐的清洗通常是喷头、喷枪装置从浮顶孔进入储油罐内，然后产生三维旋转的射流，以此来达到对油罐顶部、底部、罐壁面的清洗和冲刷［3］，当射流的压力逐渐增大时，还可以达到使罐底或者罐壁上沉积的原油等其他结块杂质破碎或者溶解的效果。

笔者将普通的三维旋转喷枪进行结构优化和效果改善，使之能够配合到小型卧式储油罐清洗机器人上， 并进行机器人的尺寸设计和稳定性分析。

1 普通喷头射流轨迹分析

图1所示为普通的三维喷头结构，三维旋转喷枪由气动或电动马达、减速机、齿轮传动系统、连接有通到罐外传感器的角度指示器、喷枪枪管、内外轴、 喷头以及气动或电动回路控制系统等结构组成。 气动或电动马达输出的动力源经减速机减速后由下一级齿轮传动系统分别传送给三维旋转喷枪的内外轴， 外轴形成喷头绕喷枪轴线的旋转运动（公转），内轴的旋转形成喷头绕自身轴线的旋转运动（自转）或由气动控制系统控制喷头在一定角度范围内摆动［4］。……