摘要：管道机器人是管道运输安全检测的重要装置,它是一种可沿着管道运行、可携带传感器、可完成对管道检测或维护的机器人。由于新建的油气管道内没有输送介质,常规的被动式管道机器人无法使用,因此需要设计一套自爬行的管道机器人。借鉴现有主动式管道机器人结构特点,提出了一种伸缩式自爬行式管道机器人的设计方案,并对其结构和工作原理进行了介绍。制作了原型机,并对其在直管段内的运行情况进行了实验,结果表明设计的原型机能顺利的在直管段内完成自爬行动作。

摘要：为解决油井返封堵过程中固井第二胶结面处胶结破坏所引发的窜流问题,采用自制的固井界面封隔实验装置及数值模拟方法,研究引发固井界面窜流的关键因素及作用机理。结果表明:固井第二胶结面的剪切破坏是诱发固井界面封隔失效的主要原因;界面胶结指数(BI)越高、层间压差越小、水平主应力越大、固井第二胶结面损伤越小,则固井界面的封堵能力越强。通过对影响因素进行权重分析发现,水泥环胶结强度和层间压差是影响固井界面封隔能力的关键因素。

摘要：随着油气管道管内高压封堵技术的发展,为了提高管内高压封堵器封堵的安全性和可靠性,基于对国外管内封堵器结构设计现状的充分调研,提出了一种适用于管径为508 mm油气管道的单节双封型内封堵器结构方案,并依据设计性能指标进行了封堵能力的理论分析计算。利用有限元仿真分析方法对设计的单节双封型管内封堵器的封堵能力进行仿真分析,仿真分析结果高于指标要求的理论计算值,说明设计的单节双封型管内封堵器封堵能力满足设计指标要求。该研究可为单节双封型管内封堵器结构设计提供参考,对中国管内高压封堵技术水平的提升及相关装备的高质量发展具有一定的推动作用。

摘要：由于压电超声管道内检测系统结构复杂且技术难度大,目前国内尚无研制成功和成熟应用的报道。鉴于此,针对我国干线输油管网采用的钢制管道,基于压电效应的超声波测厚原理,研制了适用于管径813 mm的压电超声管道腐蚀检测器。通过对国内外压电超声腐蚀检测技术及装备的调研,提出了压电超声管道腐蚀检测器的总体设计方案和技术指标。开展了检测器各功能组件和模块的详细设计,研制了压电超声传感器、电子系统以及传感器支撑结构等检测器的关键组件和核心模块。对检测器的各项重要性能指标逐一进行了测试试验。试验结果表明:研制的813 mm压电超声管道腐蚀检测器满足设计指标要求,具备工业现场应用条件。管径813 mm压电超声管道腐蚀检测器的研制成功对于提高输油管道的完整性管理水平,以及确保管道的安全平稳运行具有重要的现实意义和较高的科研价值。

摘要：中缅原油管道(国内段)所处地理环境复杂,地质灾害频发,管线起伏落差大,沿线多个阀室安装有旋启止回阀。针对旋启止回阀结构对通过的内检测器造成损伤的问题,优化改进设计了一种基于压电超声技术并具备自保护功能的管道腐蚀内检测器。采用计算机辅助分析方法,模拟仿真得到内检测器通过旋启止回阀过程中,各保护功能模块均能起到良好的保护作用。压电超声腐蚀内检测器在中缅原油管道(国内段)工业现场得到多次成功应用,应用和开挖结果表明,压电超声腐蚀内检测技术及装备完全适用于中缅原油管道(国内段)的工况特点,检测数据准确可靠,对确保中缅原油管道的安全平稳运行提供了新的技术支持和保障。

摘要：可变径油气管道检测器是一种可以同时对一个发、收球站间距内的不同口径管道进行在役检测的管道检测设备,其优点是通过能力强、适用范围广、经济性好。通过对实现变径检测的可变径皮碗的结构设计及密封性能进行研究,提出一套适用于油气介质的40~48 in(1 in=25.4 mm)可变径皮碗结构。利用有限元仿真分析、可变径管道检测器牵拉、气体密封驱动测试方法,验证了可变径皮碗结构方案的合理性和可行性。通过现场工业应用,证明可变径皮碗结构设计及密封性能均满足设计指标和现场应用要求。打破了国外长期对可变径清管与检测技术的垄断,为中国自主研发可变径清管及检测装备早日实现系列化工业现场应用奠定了坚实的技术基础。

摘要：传感器支撑结构在检测过程中的稳定性决定了检测数据的准确性,是压电超声管道腐蚀检测器结构设计的核心。针对长输管道对压电超声腐蚀检测技术的迫切需求,提出一种适用于在役管道腐蚀内检测的压电超声传感器支撑结构设计方案,并设计了三维虚拟样机。通过运动学仿真分析,该支撑结构在不同条件下均能与管壁保持良好的贴合效果。通过将传感器支撑结构在旋转试验平台的试验测试,进一步验证了结构的稳定性和设计方案的可行性。该结构设计对于压电超声管道腐蚀检测技术及装备国产化的实现具有重要意义。(图4,参21)

摘要：常规的管道漏磁检测器无法满足长输变径管道的检测需求,故研制了一种可变径检测器的磁铁探头机械结构。新设计的磁铁探头机械结构采用浮动分块形式,通过在40~48 in(1 in=2.54 cm)可变径检测器一前一后交错布置探头,实现了整体磁路结构优化。通过磁化能力测试、机械性能测试及整机牵拉测试一系列试验表明:该机械结构具有足够的磁化强度,在变径管道中探头紧贴管内壁而不发生干涉,能够实现探头的全覆盖,并适应变径管道的通过能力要求。合理的浮动磁铁探头机械结构是油气变径管道腐蚀检测成功的前提,研究成果可为推动中国变径管道漏磁检测系列化技术的发展提供参考。

摘要：为了进行管径813 mm复合检测器用速度控制单元理论研究及结构设计,利用计算流体动力学理论,建立了速度控制单元降速能力计算模型,仿真分析了不同工况下速度控制单元的降速能力,并通过管径813 mm复合检测器的牵拉测试进行验证。研究表明:设计的管径813 mm复合检测器速度控制单元在一定的管输介质压力(3.4~7.4 MPa)下,介质流速在8~9 m/s范围内,满足设计指标要求的4.7 m/s降速能力。基于计算流体动力学理论仿真分析和试验测试相结合的检测器速度控制单元结构设计方法,对于提升管道内检测器速度控制单元结构研发和设计水平,促进油气管道检测技术进步具有重要的指导意义。

摘要：为了评估小口径管道内复杂工况条件对全聚氨酯清管器通过性能的影响,分析可能造成清管器整体断裂的原因,现场截取直径323.9 mm的真实变形管道,利用三维数字扫描成像(Scan To 3D)技术和聚氨酯材料力学性能实验,分别建立直径323.9 mm全聚氨酯清管器通过直管单边变形和管内结垢管道的3D显式动力学仿真分析模型。通过对仿真模型进行求解,结果表明:全聚氨酯清管器针对直管段管道单边凹陷变形、直管段管道内壁结垢等工况均具有较高的通过能力,且清管效果良好。全聚氨酯清管器通过单边凹陷变形过程中产生的弯曲应力和接触应力不足以导致清管器表面出现严重划伤、皮碗撕裂及整体断裂等情况;在通过管道内壁结垢管段的过程中,前后皮碗间筒体上产生了轴向挤压大变形,同时严重的径向外扩撕扯是引起清管器筒体整体撕裂性断裂的主要原因。研究结果可为提高中国小口径全聚氨酯清管器清管方案设计水平提供指导,并可促进其工程应用的推广。