基于旋流射流的清管器结构研究

针对管道污垢容易在清管器皮碗底部形成楔形堆积,造成清管器卡堵等问题,提出一种基于旋流射流的清管器结构。基于计算流体力学方法,对旋流射流清管器进行流场数值模拟,研究导流管直径、叶片安装角、翼型折角对叶轮力矩和旋流射流平均速度的影响,分析导流管气流对皮碗底部污垢吹扫效果;采用正交试验法确定最优结构参数。研究表明:导流管直径在65~75 mm之间时,叶轮力矩基本达到峰值;增大翼型折角或叶片安装角都能显著提高叶轮力矩,但叶片安装角对旋流射流平均速度影响较小;导流管中射到皮碗底部的气流速度在40~60 m/s,湍动能大小在6 m^(2)/s^(2)左右,且影响范围广,能解决由皮碗底部污垢堆积而产生的卡堵问题;最优结构参数为导流管直径45 mm、叶片安装角40°、翼型折角33°。研究可为研发新型清管器以及解除卡堵问题提供参考。

跨国长输天然气管道清管器卡堵治理措施

长输天然气管道清管作业是保障长输天然气管道安全、平稳、高效运行的基础性措施,在实际运行过程中,清管器或因管道变形、冰堵、工艺流程错误及管道三通卡阻等系列原因造成清管器堵塞,影响安全运行。因此有必要分析清管器卡堵的潜在风险,并制定切实有效的解堵方法和防止措施,确保管道安全、平稳、高效运行。

水下清管器发射装置清管器安装与发射探讨

简述了清管技术现状。对清管器发射装置测试遇到的问题进行分析研究,并给出解决办法,采用解决办法后顺利解决相关问题。这为后续项目提供参考。

考虑流体作用的清管器翻越凹陷通过性研究

针对清管器在经过含凹陷管段时的通过性研究鲜有涉及。为此,以ø168管道清管器为研究对象,分别建立其翻越凹陷管道的三维准静态和流固耦合仿真模型并进行对比,进一步再分别基于驱动皮碗接触摩擦力学和清管器动力学特性参数的变化规律,对清管器翻越管道凹陷过程的通过性进行定量分析。研究结果表明:清管器驱动皮碗在通过管道凹陷段时,运行速度不稳定可能会降低相应管段检测的准确率;清管器翻越凹陷过程的速度变化敏感性随过盈量的增加而增大;为提高清管器对于含凹陷管道的通过性能,ø168清管器皮碗过盈量应小于4%,密封皮碗夹持率应在55%~65%之间,皮碗结构分界面相对位置应不小于2%。研究结论可为清管器优化设计及工程应用提供理论指导。

基于相关检测的磁定位清管器智能跟踪定位研究

清管器在油气管道运输领域扮演着重要角色,清管器发生堵塞时不及时解决会对油气管道作业造成严重安全隐患,但准确找到清管器的位置目前存在一定难度。相关检测在弱信号检测方面具有很强的优势,将相关检测与清管器定位相结合的检测方式对清管器定位具有重要意义。研究基于相关检测的磁定位方法,清管器搭载磁信号发射机在管道运行时持续发射极低频磁信号,管道上方预设定位接收机用来判断清管器信号和发送位置信息;清管器经过预设定位接收机时,定位接收机接收判断清管器的信号,判断是否为清管器,然后将清管器通过时间、位置信息通过4G网络发送至数据分析中心,通过上位机显示。当清管器堵塞时,上位机通过堵塞报警提醒工作人员。研究结果表明,该方法能在复杂强干扰环境中准确检测到清管器,能够精准检测20 m范围内的清管器信号。本研究成功实现了基于相关检测的清管器定位,杜绝了目前清管器检测漏报、误报严重的情况,实现真正意义上的无人值守。

基于光纤感知参数的长距离管道清管器自动化运行实时监测系统

为解决长距离管道清管器作业时,若出现卡堵状态未能及时发现定位,导致管道不能正常输送这一问题,设计基于光纤感知参数的长距离管道清管器自动化运行实时监测系统。考虑清管器卡堵时,卡堵振动信号主要作用于管道光缆光纤上,为此,系统利用长距离管道同沟铺设的通信光缆,组建光纤振动感知网络。由光源模块对管道光缆光纤持续输入光脉冲,并使用光电探测器接收返回的光纤感知信号,将光纤感知的光信号变成电信号模式发送至PC端。使用基于PNN的清管器光纤振动信号分类器,由基于光纤感知参数的清管器定位方法,结合此信号从光源模块发射、被光电探测器接收的时间差参数,运算振动的清管器位置。实验中,该系统可实时跟踪清管器的位置,及时掌握清管器的运行状态,监测位置与实际位置仅存在0.01 m的偏差。

泄流调速清管器的运行速度分析

当天然气管道输送的气体流速过快时,常规的清管器、检测器在管道内进行清管和内检测时可能出现清污效果差、采集缺陷的信号不佳等问题,文中提出搭载泄流装置进行调速的方法。以Φ610泄流调速清管器为例,介绍了泄流装置的结构和工作原理,分析了泄流时清管器的受力情况和运行速度,利用有限元方法分析了泄流孔面积变化、清管器运行速度变化对清管器前后端压强差的影响,结合牵拉试验和厚壁孔模型确定的泄流孔局部阻力系数,可确定泄流后清管器的运行速度。利用建立的方程计算出泄流后清管器运行速度与在工业现场的实际运行速度接近,证明了计算方法的可靠性。

强力清管器清管原理及其应用

讨论了强力清管器清管的原理及其要点，简述了强力清管在实际中的作用和效果。

泡沫清管器解决了巴西海上的清管问题

本文通过大量的试验证明了泡沫清管器的清蜡效率。以鲜明的对比证实了其优势及应注意的问题。

泡沫型清管器在子洲气田的应用效果评价

天然气管道在长时间运行后会出现杂质、液体附着或沉积在管道内壁的问题,不仅会增加管输能量损耗,降低输送能力,还会造成管道腐蚀,安全风险增加。因此,为保证管道高效、安全平稳运行,定期对管道进行清洁尤为重要。本文通过对传统式皮碗型清管器和泡沫型清管器进行性能分析及现场应用研究,确定了泡沫型清管器更适合应用于子洲气田,且试验效果良好,解决了传统式皮碗型清管器在应用过程中存在的安全风险高、效率低、资源浪费等难题。

管道清管器电磁跟踪定位系统接收机的设计与实现

介绍了清管器电磁跟踪定位的基本原理。提出了清管器电磁跟踪定位系统接收机的总体方案。研制了低噪声、窄通频带、高精度数据采集电路,实现了微弱磁信号的准确检测。实测表明,所设计的清管器电磁跟踪定位系统接收机,有效跟踪范围可达10米,可以满足油气管道工程实际需求。

清管器测径板与U型管道中弯头撞击分析

测径清管器经过U型管道时,若测径清管器设计不合理或者清管器运动速度过大,清管器测径板易与弯头相撞,导致测径板变形,从而误以为管道上存在变形。为解决该技术难题,结合一种具体测径清管器,通过分析该测径清管器经过U型管道弯头时的运动特性和测径清管器及弯头的几何特性。得出结论:当测径清管器的运动速度超过一个极限速度时,清管器经过弯头时所受离心力大于清管器支撑板的屈服极限,引起前支撑板屈服,此时测径板可能与弯管内壁外弧侧相撞,同时还得到影响此极限速度值大小的多种因素。另外,发现测径板、支撑板、弯头曲率半径满足一定的几何特性关系时,清管器测径板将与弯管内壁内弧侧撞击。利用得到的这些分析结论,可指导并修正清管器设计,控制测径清管器的运行速度,从而避免测径清管器经过U型管道的弯头时发生撞击。

清管器应用技术的发展

介绍了清管器的分类,概述了清管器在输油、油田注水、输气等管线中的除垢应用以及在管线检测方面的具体应用情况,给出了清管器应用技术的发展趋势。

清管器在输油管道中的运动规律研究

在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟。利用数学模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行,这为混输管路的运行管理提供了理论依据。

付纳输气管道清管器运行距离和时间预测

在天然气长输管道建设和运行中,为了清除管内杂质,提高管壁光洁度和管输效率,须对油气管道实施清管作业。基于付纳输气管道的实际情况和选用的清管器类型,利用容积法计算了清管器的运行距离,运用平均压力修正了计算模型,并根据SY/T5922-2003《天然气管道运行规范》,用平均压力计算了清管器的运行时间,计算值与清管器实际到达目的地的时间只差5min。

油气管道清管器的研发进展

油气管道投产和运行都需要进行清管,清管作业主要设备是清管器,但清管器种类繁多、功能不同,就需要根据清管目的合理选择清管器。首先介绍早期的清管球、聚氨酯泡沫清管器、全聚氨酯清管器的优缺点,再介绍包括普通皮碗清管器、钢刷清管器和磁性皮碗清管器在内的皮碗清管器的特点,最后对管道智能检测方面突出的漏磁法和超声波法各自特点进行了介绍。了解各种清管器特点能够为选择清管器提供指导,最后指出了清管器未来发展趋势。

输油管道清管器受力数值研究

管路清管技术的研究对管线的运行管理具有非常重要的意义,在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟。结果表明,利用数值模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行状况。

清管器在小口径注水管线清洗中的应用

针对江苏油田单井注水管线管径小、结垢严重的现状,开发了适用于小口径注水管线的强力清管器,推导了清管器最小球径及最大球杆长度的计算公式。通过对结垢成份的分析,优选清管器尺寸及类型,优化施工工艺,对D 76 mm×11 mm的4条注水管线进行清洗施工,达到了增加流量、降低压降、减少二次污染的效果。

清管器皮碗在不同过盈量下的接触应力分析

在清管过程中,清管器的皮碗与管道之间过盈配合,不同过盈量时两者间的接触应力不同。采用有限元方法分析4种典型皮碗过盈量分别为1%~10%时的最大接触应力、接触长度以及接触应力的分布规律。结果表明:直板皮碗的最大接触应力随过盈量增大呈近似线性增加趋势,其接触长度取决于厚度;锥形皮碗和碟形皮碗,最大接触应力在较大过盈量时增加缓慢,但接触长度明显增加;圆形皮碗最大接触应力小,但接触长度大。

用于清管器收发球筒上的新型快开门

介绍了一种适用于大口径、高压力管道用清管器收发球筒上的快开门机构。该快开门机构称为锁带嵌入式快开盲板,由直接承压部件(法兰型筒体及盲板盖)及其上的快速锁带收紧装置、安全卸压装置、特殊形式的密封圈及连接盲板盖与筒体的可微调转臂构成。该装置设计合理、动作灵活、操作简单、安全可靠,目前已少量生产并投入运行。