管道内检测器线束设计方法与应用

管道内检测器线束起到传输电源与信号的作用,相当于检测器的“血管”和“神经”,在整个系统中至关重要。针对管道内检测线束设计缺少系统化方法的问题,介绍一种高效准确的管道内检测器线束设计方法。该方法设计出来的线束可靠性高、外观美观、成本更低,并且便于故障排查及设备维修。同时,该方法显著提高了检测器线束的设计与生产制造效率。

输气管道内检测器压力-速度模型及速度调整策略

内检测器的运行速度在输气管道无损检测过程中会影响数据检测的精度。针对内检测器运行速度调节问题进行研究,内检测器速度调节可以看作不同稳态条件下速度的变化。将漏磁内检测器与上下游气体视为一个整体,并根据流体力学原理分析了平稳状态下管道压力与内检测器运行速度之间的关系,建立了内检测器的压力-速度模型。通过所建立的压力-速度模型,计算出管道不同稳态条件下的内检测器速度,并以此作为内检测器速度调节的依据。通过在西气东输二线管道模拟运行表明该模型可以准确地计算出内检测器的运行速度并可以有效的进行速度调节。

管道内检测器声定位技术研究

根据当前对管道检测系统的需求,基于声学原理的管道地面标记技术已成为现今研究的热点与难点。创新地提出将一种高灵敏度、高信噪比的MEMS仿生声矢量传感器应用于管道内检测器的地面标记中。首先介绍了管道内检测器在管道中的发声机理和声音信号特征。由于声波的吸收系数与频率的平方成正比,所以在低频时,声波衰减小,传播更完整。针对单个声矢量传感器,经过仿真分析,单声矢量传感器具有良好的定向能力。最后,进行现场实验,绘制出定向角度表,验证了MEMS声矢量传感器应用于管道内检测器地面标记的可行性。

管道内检测器里程轮信号优选算法的设计与实现

阐述了管道内检测器里程计量模块的工作原理,提出了一种新的里程轮信号优选算法,设计了单片机控制系统,编制该算法程序,并用实验验证了该里程脉冲优选算法,给出实验数据。结果表明,该系统可以高效、准确地选择最佳里程轮脉冲信号。

泄流状态下输气管道内检测器流场计算

针对输气管道内检测器运行速度控制问题,研究了在泄流状态下输气管道内检测器的流场计算方法.基于输气管道内检测器的运行原理,利用标准孔板流量计构造内检测器泄流孔模型.以计算流体动力学理论为基础,应用计算流体动力学软件ICEM CFD和ANSYS CFX11.0生成流场模型并进行了数值模拟,用流体流经标准孔板时的流场模拟泄流状态下输气管道内检测器的流场,实现了对气体流经标准孔板前后压力场、速度场的数值分析.利用计算所得结果对流体流经内检测器模型的一些特点进行了分析,并对泄流孔的不同孔径进行了模拟.研究结果表明:利用标准孔板流量计作为在泄流状态下的输气管道内检测器模型具有一定的尝试性,对进一步研究输气管道内检测器速度控制问题具有一定的辅助作用.

油气管道内检测器定位技术

随着计算机和机械自动化技术的快速发展,管道内检测器定位技术不断得到应用和普及。对里程轮定位法、射线定位法、静磁场定位法、GPS/INS组合导航系统定位法、压力波法以及低频电磁波定位法等的基本原理和优缺点进行了简单的介绍。对内检测器定位技术的应用和发展趋势进行了分析,为进一步进行内检测器定位技术的研究提供参考。

球形内检测器在海底立管内通过性仿真研究

球形内检测器能准确地检测和定位海底管道微小泄漏，为实现其对微小泄漏的检测和定位，必须保证球形内检测器顺利通过海底管道立管段。应用标准k—s双方程模型和流体计算软件Fluent14．0，对实验平台立管道内模型球周围流场进行三维数值仿真，并计算模型球通过立管段的临界速度。该速度与实验数据很好吻合，验证了仿真方法的正确性。基于此仿真方法，预测球形内检测器在实际海底管道立管段内的通过性并分析其通过性影响因素。得出结论：球管径比（球体直径与管道直径的比值）是一个很重要的参数，球管径比大于等于73％时，球形内检测器在流速为0．8～1．2m／s的正常工况下能顺利通过海底管道立管段。

应用于管道内检测器的管道地理坐标测量方法

针对现役管道地理坐标测量问题,介绍了一种基于惯性/里程仪组合导航原理的管道地理坐标测量方法。将组合导航系统搭载于管道内检测器(PIG)上,在管道内检测作业的同时,完成对PIG运动信息的采集。应用光纤惯性测量单元和里程仪来测量角速度、加速度及地速等运动信息,并通过机载计算机(PC104)实现实时保存。详细介绍了地理坐标解算算法的基本方程和应用Kalman滤波进行运动信息处理的方法。地上实验标明:该方法可以提供准确的地理坐标信息,600 m地面实验轨迹解算后,误差小于4 m.

内检测器调速旁通阀流场特性仿真

旁通阀是内检测器实现速度控制的关键部件,其直接决定内检测器的运行安全及检测精度。为实现旁通阀结构最优化,进而制定合理的速度调节策略,通过数值模拟的方法研究了流体介质通过不同结构旁通阀时所具有的流场特性。仿真结果表明:当流体介质通过厚孔式旁通阀时,旁通孔前后压差、压力损失系数与泄流面积均成反比,且与理论计算值趋势一致且误差逐渐递减;当流体介质通过厚孔圆盘式旁通阀时,旁通孔前后压差与泄流面积成反比,而压力损失系数与泄流面积成正比;当流体介质通过转动式旁通阀时,旁通泄流尺寸越大,前后压差和压力损失系数均减小,与厚孔式旁通阀规律一致。可见,旁通阀前后压差与泄流面积呈绝对反比关系,而压力损失系数不仅受泄流面积影响,还与旁通阀自身结构有关。

长输管道宽频超声内检测器技术

利用宽频超声检测技术开展了旋转探头和阵列探头管道超声内检测器(BUS-Pig)研究,实现了数据处理,管道腐蚀缺陷超声检测B、C扫描图像化和缺陷的三维图像化。实验结果表明:达到了管道腐蚀测厚精度±0.5 mm、腐蚀分辨率10 mm×10 mm的要求,并可检测评价管道截面尺寸。另外,对管道轴向裂纹的超声检测技术也进行了初步研究。

水平输气管道中内检测器运移速度分析

目前的管道内检测器摩擦阻力主要采用将皮碗唇边过盈变形简化成圆筒受压变形模型进行计算,不满足气体管道内检测器受力分析的需要。为此,建立了皮碗式输气管道内检测物理模型,导出其在水平管道平稳运移条件下皮碗的结构参数与驱动压差间的关系,并进行了试验验证。结果表明,影响内检测器稳定运行的主要因素是皮碗与管壁的接触长度、皮碗厚度及皮碗唇部长度,皮碗厚度对压紧力的影响比较大;建立的内检测器运动和受力方程与试验结果一致。

海底管道微泄漏球形内检测器可行性研究

针对海底管道微小泄漏检测的迫切需求,天津大学在国内首次提出一种应用于管道微小泄漏检测的球形内检测器。文章从海底管道微小泄漏检测原理、微小泄漏定位和球形内检测器通过能力三方面详细分析了基于该球形内检测器的海底管道微小泄漏检测方法的可行性。采用FLUEN T流体仿真结合理论计算认为,该方法的微小泄漏检测灵敏度可达0.1L/m in;采用精确的焊缝识别方法进行辅助定位,泄漏定位精度为±0.78 m;通过流体动力学仿真,得出当球形内检测器直径与管道内径之比大于73%时,球形内检测器在正常工作流速下能够顺利通过海底管道立管段。该球形内检测器用于检测海底管道微小泄漏是完全可行的,且具有检测灵敏度高、定位精度高、运动灵活、通过性好和安全稳定的优点。

输气管道内检测器速度控制

对在役天然气管道的缺陷进行全面检测,采用内检测方式最可靠。为了提高天然气管道缺陷检测的精度,对内检测器的速度控制问题进行了研究。结合内检测器在管道内运行的原理,设计了一种采用旁通泄流方式来控制内检测器速度的方案。通过在前皮碗钢质压板上开泄流孔,控制泄流孔的泄流面积,改变内检测器的前后压差来实现内检测器运行速度的控制。实验结果表明:该方案能够使速度维持在一定范围内;可以为内检测器的设计提供借鉴。但是,实际工况下对于控制算法和机械结构的优化仍需深入研究。

长输管道腐蚀裂纹宽频超声内检测器技术研究

输油管道腐蚀减薄和裂纹是泄漏爆炸等事故发生的主要原因。采用宽频超声液浸自动检测技术、多通道超声单元和微处理器等研究开发了长输管道腐蚀和裂纹宽频超声内检测器BUS-pig技术。该技术可全扫描高精度测厚、测径和裂纹探伤,而且可解决超声管道腐蚀检测中的误判、漏判问题。

输气管道内检测器模型试验系统的设计

管道内检测器是用来检测油气管道内部缺陷的智能检测系统。为了研究内检测器在输气管道内的运移规律,按照相似理论设计了输气管道内检测器的模型试验系统,包括系统的工作原理、外形结构,试验管道、气源装置和传感器的选择,以及基于VB的试验监测采集系统。试验系统成功应用于管道内检测器的模型试验,可有效采集模型的位移和输气压力的变化,为长输天然气管道内检测器的研制增加了一种有效的试验手段。

速度自控式输气管道内检测器移动载体的研究

文章围绕长距离天然气输送管道的在线内检测器速度控制方面开展相关的技术研究,课题组在大量研究基础上提出一种具有调速响应迅速、无能耗、可靠性高、速度波动范围小等特点的机器人,具有很好的实用推广应用价值。

海底管道微小泄漏球形内检测器整体设计

针对海底管道微小泄漏检测,提出管道球形内检测器整体设计方案。文章从整体平台方案、硬件电路设计以及下位机软件设计三方面介绍了球形内检测器的整体结构。整体平台方案阐述了各模块的作用及相互之间的关联。硬件电路设计包括处理器的选取、存储模块的选取与设计和电源模块管理等;方案最终选用Samsung公司基于ARM1176架构的S3C6410处理器,速度等级为Class10的TF卡,采用10节电池总容量为31Ah组成的电池组。软件设计包括驱动程序及应用程序的设计,其中后者采用了高效的多线程编程方式。

基于MSP430单片机的管道内检测器智能跟踪系统设计

为掌握管道内检测器在油气管道中的运行位置,提出了基于MSP430单片机的内检测器智能跟踪系统设计,重点介绍了主控制器的选型、LCD液晶显示模块设计、GSM模块通讯设计、电源模块设计以及智能跟踪系统软件设计。并进行了管道现场应用。结果表明:设计的管道内检测器智能跟踪系统符合现场作业要求,切实可行,对降低管道内检测风险,保障管道内检测工作安全实施具有重要的意义。

输气管道内检测器泄流装置的设计与仿真

输气管道内气体流速变化所引起的压差波动对管道内检测器平稳运行产生不利影响。本文采用压差作为内检测器速度调控的前馈控制量,设计了一套内检测器前后压差可调控的泄流装置。该装置通过控制泄流孔泄流面积改变泄流流量,从而消除内检测器前后压差变化。同时,采用管径660mm的管道与检测器驱动节建立数值仿真模型,运用流体力学仿真软件ANSYS CFX对所建立的模型进行数值仿真,得到了泄流孔的泄流面积与内检测器前后压差的关系。

基于时差的管道内检测器定位系统方位角估计方法

针对卡堵的管道内检测器需要进行定位的问题,提出了基于声达时间差原理的方位角系数估计方法,并对估计误差进行了理论分析.该方法利用平面四元十字阵对目标声信号进行采集,无需提前标定声音在土壤中的传播速度或者增加传感器的数量.将采集到的各路声信号进行时延估计后,通过时延估计值的四则运算即可得到方位角估计结果.实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可以获知卡堵的管道内检测器的方位,方便下一步的准确定位工作,具有较好的应用前景.