[發(fā)明專利]一種清管器皮碗在管道中變形測量方法和介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210031307.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114528727A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳中;邱笑陽;楊玲玲;王雅琳;高鑫;楊繼東;袁偉林;趙君洲
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明提出了一種清管器皮碗在管道中變形測量方法和介質(zhì)，方法包括：建立未變形皮碗模型，在清管器皮碗背部噴涂顯影劑，使用非接觸式三維激光掃描儀對未進入管道的清管器皮碗背部進行掃描，得到皮碗、用于固定皮碗的夾板、螺栓、螺母的點云數(shù)據(jù)；對點云數(shù)據(jù)進行去噪處理，刪除體外孤點和雜點；將各個點連接，形成網(wǎng)格模型；對網(wǎng)格模型進行孔洞填充；皮碗入管；建立變形皮碗模型；邊界擬合；周向變形計算；數(shù)據(jù)對齊；數(shù)據(jù)比對；軸向變形計算。本發(fā)明可快速得到可視化的變形皮碗的三角形網(wǎng)格模型，可精確測量清管器皮碗進入管道后的周向變形量和軸向變形量，實現(xiàn)測算皮碗在管道中變形的可視化、快速化和精確化，具有切實可行的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及清管器皮碗變形反求測量領(lǐng)域，特別是涉及一種清管器皮碗在管道中變形測量方法和介質(zhì)。

背景技術(shù)

清管器是一種重要的油氣管道清管設(shè)備，清管器皮碗與管道內(nèi)壁之間為過盈配合，其工作原理為：清管器皮碗在管道中密封隔絕前后流體，形成流體壓差，從而驅(qū)動清管器沿管道運行，同時皮碗與管壁進行摩擦接觸，刮除管壁污垢。因此，皮碗對于清管器的清管能力起著至關(guān)重要的作用，同時皮碗變形也關(guān)系著清管器的防卡堵能力，因此需要對清管器皮碗在管道中的變形情況進行分析。

皮碗與管壁之間為過盈配合，在皮碗運行過程中，皮碗受到垂直于管壁的擠壓力和平行于管壁之間的摩擦力，在合力的作用下，皮碗發(fā)生變形且皮碗邊緣并不與管壁緊貼，因此，皮碗的變形主要為周向變形與軸向變形。由于管道的阻礙與限制，傳統(tǒng)測量方法難以對清管器的變形情況進行測量，尤其對于皮碗軸向變形量的測量目前尚無行之有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種清管器皮碗在管道中變形測量方法和介質(zhì)，實現(xiàn)對清管器皮碗變形情況進行非接觸測量。

技術(shù)方案：一種清管器皮碗在管道中變形測量方法，該方法包括：

步驟一：建立未變形皮碗模型，在清管器皮碗背部噴涂顯影劑，使用非接觸式三維激光掃描儀對未進入管道的清管器皮碗背部進行掃描，得到皮碗、用于固定皮碗的夾板、螺栓、螺母的點云數(shù)據(jù)；對點云數(shù)據(jù)進行去噪處理，刪除體外孤點和雜點；將各個點連接，形成網(wǎng)格模型；對網(wǎng)格模型進行孔洞填充；得到未變形皮碗的封閉三角形網(wǎng)格模型；

步驟二：皮碗入管：利用液壓設(shè)備將皮碗壓入管道并保持水平狀態(tài)；

步驟三：建立變形皮碗模型：皮碗進入管道后，獲取變形后的皮碗模型；

步驟四：邊界擬合：對皮碗變形前、后模型邊界進行圓擬合；

步驟五：周向變形計算；

步驟六：數(shù)據(jù)對齊：將皮碗變形前、后模型進行擬合對齊；

步驟七：數(shù)據(jù)比對：獲取皮碗邊緣處的偏差量和夾板處的偏差量；

步驟八：軸向變形計算。

進一步地，清管器皮碗材料為聚氨酯超彈性材料。

進一步地，步驟二具體包括：在管道口設(shè)置倒角并在管道口、管道內(nèi)壁涂抹潤滑油，以保證皮碗能夠順利進入管道；將管道固定在液壓工作臺中心，將皮碗置于管道口；在皮碗夾板中心放置水平儀，保證皮碗水平放置于管道口；利用液壓設(shè)備將皮碗壓入管道，皮碗完全進入管道后，停止擠壓。

進一步地，步驟三具體包括：皮碗進入管道后，使用非接觸式三維激光掃描儀對進入管道的清管器皮碗背部進行掃描，得到皮碗、用于固定皮碗的夾板、螺栓、螺母的點云數(shù)據(jù)；對得到的點云數(shù)據(jù)進行去噪處理，刪除體外孤點和雜點；將各個點連接，形成網(wǎng)格模型；對網(wǎng)格模型進行孔洞填充；得到變形后皮碗的封閉三角形網(wǎng)格模型。

進一步地，步驟四具體包括：選取皮碗變形前、后的三角形網(wǎng)格模型的邊界，對其進行圓擬合，分別得到皮碗變形前、后三角形網(wǎng)格模型邊界擬合圓的直徑D、D_擬合。