管道柔性测径清管器的设计及测径盘性能分析

作     者：张行 刘彤 刘思敏 许学峰 高孟琦 闫增瑞 张仕民 Zhang Hang;Liu Tong;Liu Simin;Xu Xuefeng;Gao Mengqi;Yan Zengrui;Zhang Shimin

作者机构：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院 中油国际管道公司 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目“环焊缝连续激励下管道机器人流固耦合系统非线性动力学特性研究”(51805542) 中国石油天然气集团有限公司-中国石油大学(北京)战略合作科技专项“‘一带一路’海外长输管道完整性关键技术研究与应用”(ZLZX2020-05) 中国石油大学(北京)优秀青年团队项目“复杂海况下的管道机器人多场耦合动力学特性研究”(2462020YXZZ046) 中国石油大学(北京)学科提升计划项目“机械与动力工程创新研究平台”(2462020XKJS01) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2021年第49卷第8期

页      码：132-141页

摘      要：常规铝盘测径清管器不能对管道内多个变形进行检测,且测径盘不可重复利用。为此,设计了一种柔性测径清管器,其将铝制测径盘改用超弹性的聚氨酯材料,基于应变效应在测径清管器超弹性聚氨酯层中置入应变片,通过测量测径盘遇阻时的应变变化,即可实现管道变形处的柔性检测和量化。以聚氨酯材料测径盘为研究对象,采用ABAQUS 2016有限元仿真软件对其通过管道凹陷的过程进行模拟,从放置面、纵向分布和横向分布等3个方面确定应变片的优选位置,分析测径盘的厚度、瓣数及聚氨酯材料硬度对应变片所处位置应力与应变的影响。分析结果表明:测径盘正面每瓣根部中心位置放置应变片最为合适;在通过管道凹陷过程中,测径盘的厚度对其应力和应变影响最大。研究结果可为智能化、高效化管道测径技术的研究提供理论参考。

主 题 词：柔性测径清管器 测径盘 凹陷管道 变形检测 ABAQUS 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080706[080706] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 082003[082003] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.08.018

馆 藏 号：203104655...