Effect of Battery on Moving Properties of Cableless In-Piping Magnetic Actuator

This paper proposes a cableless in-piping magnetic actuator that exhibits a very high-speed locomotion into inner pipe of 8 mm. The cableless magnetic actuator is moved according to the vibration amplitude and resonance energy of a mass-spring system excited by using an electromagnetic force. The iron core size of the bobbin type electromagnet was roughly designed by computer simulation and then optimized experimentally. The proposed actuator incorporates an electrical inverter that directly transforms DC from button batteries into AC. The electrical DC-AC inverter incorporates a mass-spring system, a reed switch and a curved permanent magnet that switch under an electromagnetic force. The duty ratio is changed into this electrical inverter by changing the position of the curved magnet and the reed switch. Experimental result demonstrates that the cableless magnetic actuator was able to move horizontally at 471 m, and horizontal speed at 327 mm/s when Maxell SR621W silver-oxide button batteries were used.

新型无缆管道机器人运动机构的设计

主要研究了一种新型无缆微管道机器人的运动机构的设计。该机器人携带动力转换装置即发电机,并利用流体自身能量来运动和工作。所设计的结构和运动机构能满足机器人实现快速行走、调速、调节转弯及发电等的要求。

能源自给式管道机器人管道内流体力学分析

研究了一种能源自给式管道机器人,机器人完全浸润在充满流动介质的管道内。利用流体压力以及流体速度能量所产生的驱动力,机器人不需要自带能源即可以随着管内流体向前推进,还能采用发电机将能量转化储存起来。本文通过对空气管道的流体力学分析,计算了管道内必须具备的流体力学条件。在很好地控制机器人与管道壁间的间隙情况下,机器人不但能利用流体动压力、也能利用静压力工作,能控制机器人速度大小,并且驱动的重量也得到提高。

无缆式城市排水管道清淤机器人的通讯设计

根据无缆式排水管道清淤机器人的控制要求,其控制系统采用了3个S7-200 PLC,机器人内部的两个PLC之间利用PPI协议实现通讯,而地面PLC与机器人内部PLC之间则通过无线通讯完成数据传递。实践证明,该设计策略很好地解决了管道清淤机器人与地面操作人员之间的信息交互问题。

在役管道健康监测机器人系统通信链路设计

油气管道健康监测的管道机器人技术是机器人领域的研究热点。针对在役管道健康监测的管道内外通信问题,介绍了一种内嵌于细缆中的智能节点间驿站式有线通信和智能节点与管道机器人间短距无线通信相结合的链路系统,该链路中智能节点由超级电容供电,超级电容通过两根细缆充电。着重阐述了基于两根细电缆的驿站式通信链路的硬件设计、链路运行机制及该链路中充电和通信过程中关键问题的解决方法。采用该通信系统使管道无缆检测机器人超长距离作业成为可能。

注水井无缆智能分注技术在苏北油田的应用

为提高注水井的分注效果及测试效率,减轻测调工作量,在苏北油田试验应用了无线智能分注技术。该技术可实现远程无线控制井下智能配水器,对分层注入量进行实时准确测调。同时可实时监测分层压力等井下数据参数,省去了传统同心分注技术的下仪器测调施工。选用可反洗井的Y341注水封隔器和内防腐涂层油管,使无缆智能分注管柱具备较高的可靠性。在N2-19井成功进行矿场试验,取得较好的应用效果,具有一定的推广价值。

Terfenol-D悬臂梁驱动惯性冲击电机模型及运动性能

提出了一种新式的无缆驱动磁致伸缩惯性冲击电机,该电机以Terfenol-D悬臂梁作为驱动元件,能实现较低驱动磁场下的步进动作。此外,对电机的结构和工作原理进行了分析,并根据电机结构建立了动力学模型,最后通过实验验证了所提出的模型。实验结果表明,电机的工作频率为5~45 Hz,最小步长为0.38μm,电机运动精度较高,且实现了无缆驱动。

新型无缆管道机器人的研究

目前的管道机器人受到能源供给的限制,不能长时间远距离进行工作。文中提出了一种在具有运动流体的管道中,采用流体运动的能量推动叶轮转动,从而产生电能对机器人中储能元件充电的设想。这一设想为管道机器人的实用化提供一种思路。

新型无缆采集系统功能特点及发展前景

随着物探采集技术和无线通信技术的发展,一种新型的无缆采集系统也应运而生,文章介绍了几种典型无缆系统的功能特点,与有线系统相比无线系统的优缺点,部分无缆系统的应用情况,对无缆系统应用前景进行了展望。

DSVM-1A型测振仪的研制

DSVM-1A型测振仪是一种由微机控制的无电缆袖珍式测试仪器。重点介绍了该仪器的组成、原理和参数选择等,并给出了应用实例的分析结果。

新型无缆管道机器人关键技术的研究

油气管道健康监测中管道机器人的研发是特种机器人领域中的热点,提出了管道机器人工程实用化中几个关键技术壁垒及这几个关键问题的解决措施。机器人移动牵引机构采用电机驱动丝杠旋转,丝杠上滑架(丝杠螺母)前移,两组支撑腿臂蠕动前行方式;整个机器人系统能量供给方面采用流体推动桨叶发电,对承载的锂电池组充电以实现机器人自推进;机器人通信方面采用管道内光纤传输视频图像和数据,管道外以无线方式与上位机监控设备双向无缆通信;整个机器人系统方案的可行性在模拟环境中得到了验证。

无缆式排污沟自动清运装置控制设计

为了实现排污沟内淤积物自动清理和自动运输,设计了一种无缆式自动清运装置,该装置从根本上摆脱了恶劣、有害的作业环境对工人人身安全造成的威胁。在清运过程中,传感元件实时检测装置的异常运行状态,并通过控制器实施及时的纠正和相应的处理。控制器共采用3个PLC,PLC之间利用无线通信实现信息交互。实践表明:通过完善的控制设计,自动清运装置具备了一定的智能性和自主作业能力,使之能够更加灵活地适应排污沟内复杂的环境,从而更加有效地完成清运作业。

测井工艺技术的发展与探析

目前,非常规油气已经成为中国主要油气田增储上产的最重要主体资源之一,勘探开发难度日益增大。随着钻井井型结构的复杂化、钻完井方式的多样化、测井仪器装备的系列化,测井新工艺技术和工具不断涌现。该文通过梳理测井工艺技术的发展历程和技术路线,分析主体工艺技术的技术特点和应用条件,探析测井工艺技术发展规律和技术需求,提出测井工艺技术发展对策,对测井工艺技术发展有指导意义。

新型无缆管道机器人能量转换装置的研究

针对利用管内流体自身能量的新型无缆管道机器人,对其能量转换装置进行了研究。以管内流体是空气或水为例,分别分析了选用电磁式及压电式两种能量转换装置的可行性,为新型无缆管道机器人的研究提供了理论基础。

无缆智能配水器流量测试系统的优化与改进

海上油田智能注水具有注水排量大、施工成本高的特点,智能配水器在现场应用前的性能测试显得尤为重要。设计了地面流量测试实验流程,对无缆智能配水器进行了不同排量下的流量测试实验,实验结果表明,该无缆智能配水器在低注入排量(小于300 m3/d)条件下流量测试性能可靠,在高注入排量(大于300 m3/d)条件下流量测试稳定性差、精度低。进一步建立了无缆智能配水器管道流动模拟仿真模型,对配水器内部流体流动形态进行了仿真模拟,结果表明,流量测试通道结构导致流速分布不均匀是流量测试不稳定的主要原因。在此基础上改进了配水器流量测试结构,并通过仿真模拟和地面实验验证了改进后的流量测试模块的稳定性和精确性。

新型矿用无缆钻孔测斜仪的设计

介绍了新型矿用无缆钻孔测斜仪的组成、无缆测量原理及其关键部件的设计等。该无缆钻孔测斜仪工作原理基于同步技术，即首先将同步机和探管用连线连接后，使同步机和探管按预先设定的时间同步工作，然后拆开连线，将探管连接到钻杆上送入到测量处测量，与探管同步工作的同步机则记录有用的测点；测量完成取回探管，将探管测斜数据发送到同步机中，由同步机计算并显示出各测点的倾角和方位角。实际应用表明，该无缆钻孔测斜仪设计合理，使用方便，测量精度达到倾角（＋90°～-90°）±0．2°、方位角（0～360°）±2°，完全满足煤矿井下钻孔轨迹测量的要求。

赵固一矿井下槽波地震勘探反射波探测技术

为了评价赵固一矿井下槽波地震勘探的效果,采用节点式无缆地震仪对16011工作面进行井下槽波地震勘探,提高了成像区域的X射线覆盖次数,对16011工作面上顺槽侧帮内部构造进行了探测。根据得到的槽波记录数据以及CT成像结果,解释了探测区域内的断层情况,并对反射槽波能量衰减的CT成像技术展开研究,为准确探测断层、陷落柱等相关情况提供依据。

一种新型无缆静力触探设备的研发

文中介绍了基于高性能单片机、24位高精度正负可读Σ-△型A/D转换器、高精度双轴重力加速度计、总线供电和无线蓝牙等技术,研制开发的一种探头与静力触探微机之间无需电缆连接,能够实现测试数据的实时监控,可任意设置单重甚至多重套管以完成深孔作业的新型无缆静力触探设备。经室内测试及现场与传统静力触探设备相对比,表明该新型无缆静力触探设备具有性能稳定、数据准确可靠、测试精度高、操作简便等特点。与传统静力触探设备相比,不但大大简化和减少了操作工序和劳动强度,提高了功效,而且与已有的存储式静力触探探头相比,能够实现对勘测数据的实时监控,同时勘探深度不受数据传输限制,非常适用于大深度静力触探试验的勘探施工作业。

一种新型无缆静力触探设备的应用与改进

文中介绍作者研发的一种新型无缆静力触探设备在实际应用中遇到的各种问题及改进措施。主要关注大量程探头在软土层中的数据失真(软土层中的测试结果偏小)、大深度勘探中的拔杆困难、深度计量准确性以及探头初值温漂修正等问题。通过采用不同量程测力计分级率定、曲线分段拟合的方法,改进探杆结构,更新深度计量方法和器具,对无缆数字化探头增加温度采集和温漂自动修正功能,取得了较好效果。

基于LoRa技术的节点地震采集单元数据远传系统设计

目前,地震数据采集节点多数采用了分布式自主采集模式,使用中缺乏有效的现场质量监测手段。当前普遍采用的人工巡检、数据回收等工作耗费了大量的人工和较长的施工时间,采集数据的质量和施工效率难以得到保证。根据现场施工需求,基于主流LoRa无线通信技术以及物联网软件架构的发展,在原有地震采集节点的基础上增加LoRa无线采集模块,同时通过网关的自组网方式,并搭配物联网服务器软件,进行节点状态参数的远距离传输,实现了节点采集中的质量监控。