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题名直板清管器与管壁间摩擦阻力的模拟研究
被引量:7
- 1
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作者
曹学文
曹恒广
赵湘阳
杜翰
李星標
杨亚吉
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机构
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2021年第5期138-146,共9页
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文摘
清管器密封盘的力学行为直接影响清管器的通过性以及清洁能力。为研究以直板皮碗作为密封盘的清管器与管壁之间的摩擦阻力,以聚氨酯直板皮碗清管器为研究对象,基于有限元软件ANSYS,建立直板皮碗清管器与水平管道的有限元模型并进行了数值模拟,通过理论计算结果与现场牵拉试验结果的对比验证了有限元模型的准确性。在此基础上,研究了直板皮碗过盈量、直板厚度和夹持率等因素对摩擦阻力的影响。研究结果表明:当皮碗厚度和夹持率相同时,摩擦力随着直板皮碗过盈量的增大而增大,呈对数上升趋势;当过盈量和夹持率不变时,摩擦力随直板厚度的增大而增大,且摩擦力的增幅逐渐增大;当皮碗过盈量与厚度一定时,摩擦力随皮碗夹持率的增大而增大。研究结果可为直板清管器密封皮碗的选择提供理论指导。
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关键词
天然气管道
直板清管器
聚氨酯橡胶
摩擦阻力
有限元分析
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Keywords
gas pipeline
straight plate pig
urethane rubber
frictional resistance
finite element analysis
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分类号
TE973
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名直板清管器力学性能研究及结构优化
被引量:1
- 2
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作者
董月
陈利琼
李南
游经明
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机构
西南石油大学石油与天然气工程学院
中国石化西南油气分公司油气销售中心
中国石化天然气分公司计量研究中心
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期1460-1468,共9页
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基金
2016国家重点研发计划“油气长输管道及储运设施检验评价与安全保障技术”(2016YFC0802100)。
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文摘
为了更加深入地了解直板清管器的力学性能,建立了直板清管器在直管道中运行的有限元模型,计算了清管器工作过程中皮碗的应力、应变及变形量,分析了运行参数如摩擦系数和推球压差,结构参数如过盈量、密封板厚度、间隔板厚度、支撑板厚度、皮碗内半径对直板清管器受力变形的影响规律。结果表明:摩擦系数为0.06~0.1,推球压差控制在0.8MPa以内,过盈量控制在4%以内,密封板厚度在31mm~37mm选取,间隔板厚度宜在40mm~42mm选取,支撑板厚度为38mm~40mm,皮碗内半径保持在235mm左右时皮碗的受力和变形量较小,对清管器的运行更加有利。将优化后的清管器进行模拟分析并在现场应用,均未出现清管器卡堵、皮碗破损等异常情况,清管器运行稳定,皮碗磨损量小。
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关键词
直板清管器
力学性能
有限元
运行参数
结构参数
优化设计
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Keywords
straight plate pig
mechanical properties
finite element
operating parameters
structural parameters
optimal design
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分类号
TE832.36
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法
被引量:7
- 3
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作者
刘畅
魏云港
田宏军
曹宇光
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机构
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院·山东省油气储运安全重点实验室
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出处
《油气储运》
CAS
北大核心
2021年第2期233-240,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目“管道检测器卡堵关键力学问题研究”,11472309。
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文摘
基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。
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关键词
皮碗型清管器
直板型清管器
接触摩擦特性
清洁能力
刮擦力
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Keywords
cup pig
straight plate pig
contact friction characteristics
cleaning capacity
scraping force
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名起伏管道初始扫水最佳清管方案与残余水分布规律
被引量:4
- 4
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作者
葛华
李开鸿
王垒超
陈莎
徐强
张博钧
李自力
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机构
国家管网集团西南管道公司
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院
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出处
《油气储运》
CAS
北大核心
2021年第11期1278-1284,共7页
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文摘
起伏管道低洼处存在积水会严重危害管道运行。通过试验研究了山区大起伏管道初始扫水阶段最佳清管扫水方案,并明确了低洼处残余水量计算方法:在初始扫水阶段宜选用直板清管器进行清管扫水作业,直板清管器最佳速度范围为3.6~7.2 km/h,过盈量宜选取4%~5%。通过改变管道特征分析清管器漏水量的影响,获得不同坡长、坡度、焊缝及弯管工况对清管器漏水量的影响规律,进而通过理论分析建立了应用于现场计算低洼处残余水量以及管壁平均水膜厚度的计算方法。研究结果可为后续的深度扫水作业及干燥作业提供借鉴与支持。
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关键词
起伏管道
初始扫水阶段
最佳扫水方案
直板清管器
残余水分布
漏水量
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Keywords
undulate pipelines
initial pigging stage
optimal pigging scheme
straight plate pig
residual water distribution
water leakage
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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