摘要：油气输运管道焊接过程中产生的焊渣是管道及沿线石化装置安全生产的隐患,应采用适当方法予以清除。基于源头阻断原理,针对性设计了一种管道焊渣捕集与清理装置。该装置包括撑开机构和驱动机构2大功能组件。撑开机构应用雨伞原理设计,执行管道焊渣捕集与清理操作。驱动机构为1个轮式管道机器人,为撑开机构执行机械动作提供可移动动力。提出了2种管道焊渣捕集与清理装置变管径自适应性调节方式,进行了相应的运动学、动力学分析以及动力电机的选型计算。可为后续应用和深入研究提供参考。

摘要：为实现石油和天然气管道的快速封堵,设计一款可用于管道快速封堵和导流的机器人以及充气膨胀性的封堵装置。该封堵装置由气囊和导通管组成,气囊充气膨胀后挤压管道的内壁和导通管的外壁,从而构成一个密封区域,使液体不会从管道裂缝中泄漏,而是从中间导通管流过,实现封堵和导流功能。设计4种不同结构的气囊模型,研究其在不同压力下的最大von Mises应力和接触应力分布。结果表明,气囊外部与管壁接触边的倒角为直角,气囊内部为圆形中空结构时,气囊的接触应力最大,接触密封效果最好,同时应力也最小,承压能力最强。

摘要：在石油和天然气的运输过程中,为了能够快速解决管道的泄漏问题并在管道不停输的情况下进行管道封堵,设计了一种可快速封堵和导流的轮式机器人,并对机器人工作中的流体域进行了流场分析。分析结果表明:管道机器人内流场的特性受封堵装置的导通管结构和形状变化的影响非常大,随着流体速度的增加,流体流经封堵装置中间导通管时,由于管道横截面积的突变会在导通管的前部、中部及尾部形成高、中、低压区域,并且产生涡流,影响流体的稳定流动,进而影响机器人在管内的作业;选择导通管的入口形状为圆角,圆角半径为35 mm,导通管直径为85 mm时,流体的压降和最大速度的下降效果最为明显;当流速小于等于8 m/s时,机器人可以在管道内稳定工作,达到密封封堵和导流的要求。所得结论可为后续封堵导流机器人的设计和应用提供参考。