[發明專利]壓差驅動式管道內檢設備的調速設計方法與裝置

在審

• 申請號: 201611039837.2
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106777511A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 戴波;李雁飛;詹旭明;周澤彧;盧浩
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京遠立知識產權代理事務所(普通合伙)11502
• 代理人: 李海燕

技術領域

本發明屬于石油天然氣的管道儲運領域，更具體的，涉及一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計方法與裝置。

背景技術

隨著石油及天然氣管道事業的迅猛發展，在役油氣管道質量問題受到越來越多的關注。目前，管道內檢測技術是保證管道安全運行的有效方法之一，它可以有效地檢測出管道因長時間服役而出現的腐蝕，裂紋等問題。管道內檢測的檢測精度與檢測效率均受到運行速度的影響，為了提高管道內檢測技術的檢測效率以及精度，需對內檢測器的速度進行控制，使其運行速度保持在合適的范圍內。如今，壓差驅動式內管道檢測器因其無源的特點已被廣泛采用。國內外眾多的研究機構或科研院校根據這種泄流調速方式設計了多種類型的管道內檢測器泄流調速裝置，廣東工業大學的楊宜民等設計了傘狀調速牽引機構、中國石油大學耿岱等人設計了旁通轉閥式泄流調速裝置等。由于前人設計的調速裝置均是利用調速電機來驅動閥門的方式，具有結構復雜、長距離調速過程中電機耗電量較大等特點，以及管道內檢測器在線檢測作業時受空間、能源等約束，因而這些設計難以實現廣泛應用。

因此，現有技術中壓差驅動式內管道檢測器存在受空間，能源等因素的約束而導致的速度控制不精確的問題。

發明內容

本發明公開一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計方法與裝置，用于解決現有技術中壓差驅動式內管道檢測器存在受空間，能源等因素的約束而導致的速度控制不精確的問題。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計方法，并采用如下技術方案：

一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計方法包括：基于單孔漸擴型結構構建泄流調速的幾何模型；構建所述幾何模型的管道流場數值模型；通過對所述管道流場數值模型的仿真分析，獲取所述幾何模型的調節片展開度與流場內驅動力之間的關系；根據所述關系確定所述調節片正常工作時的展開度范圍；根據所述展開度范圍對所述壓差驅動式管道內檢設備進行調速設計。

進一步地，所述幾何模型包括四副弧三角形調節片。

進一步地，所述構建所述幾何模型的管道流場數值模型包括：設置所述調節片展開度對應的所述管道流場數值模型；對所述管道流場數值模型進行三角形網格劃分，通過對網格質量分析確定所述管道流場數值模型符合計算要求。

進一步地，所述通過對所述管道流場數值模型的仿真分析包括：分別模擬所述調節片一組展開度時管道內所述壓差驅動式管道內檢設備所處的流場狀態；獲取相同工況條件下所述調節片在每個所述展開度時所處流場的壓力分布。

進一步地，所述展開度范圍為10°-30°。

進一步地，所述根據所述展開度范圍對所述壓差驅動式管道內檢設備進行調速設計包括：根據所述調節片的所述展開度范圍為10°-30°，設計所述壓差驅動式管道內檢設備包括至少一組調節片和與所述泄流口具有預設距離的定位板，所述調節片的外端通過回位部件安裝于所述定位板，其內端通過鉸鏈可轉動地安裝于所述泄流口；所述調節片在所述回位部件的驅動下繞所述鉸鏈向靠近或者遠離所述泄流口的方向運動，且所述調節片相對于所述泄流口展開10°-30°。

進一步地，所述回位部件為拉伸彈簧，所述拉伸彈簧的一端固接于所述調節片，其另一端固接于所述定位板。

進一步地，所述泄流口的泄流面積為管道橫截面積的1.9％-6.5％。

根據本發明的另外一個方面，提供一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計裝置，并采用如下技術方案：

一種壓差驅動式管道內檢設備的調速設計裝置包括：第一構建模塊，用于基于單孔漸擴型結構構建泄流調速的幾何模型；第二構建模塊，用于構建所述幾何模型的管道流場數值模型；仿真分析模塊，用于通過對所述管道流場數值模型的仿真分析，獲取所述幾何模型的調節片展開度與流場內驅動力之間的關系；第一確定模塊，用于根據所述關系確定所述調節片正常工作時的展開度范圍；設計模塊，用于根據所述展開度范圍對所述壓差驅動式管道內檢設備進行調速設計。

進一步地，所述第二構建模塊包括：設置模塊，用于設置所述調節片展開度對應的所述管道流場數值模型；第二確定模塊，用于對所述管道流場數值模型進行三角形網格劃分，通過對網格質量分析確定所述管道流場數值模型符合計算要求。