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题名管道智能封堵机器人牵引调速与制动装置研究
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作者
唐洋
皮云森
刘祥
王国荣
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机构
西南石油大学机电工程学院
西南石油大学能源装备研究院
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出处
《工程科学与技术》
北大核心
2025年第3期11-20,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2021YFC28000903)
中国博士后科学基金项目(2020M683359)
+1 种基金
四川省科技成果转化项目(2022ZHCG0052)
四川省自然科学创新研究群体项目(2023NSFSC1980)。
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文摘
为快速封堵油气管道破损段并实现不停输抢修,本文设计了一种管道智能封堵机器人直流截止阀式牵引调速与制动装置,可使管道智能封堵机器人快速、精准到达封堵管段并有效减速。基于管道智能封堵机器人管内运动模型和调速机理分析,确定了调速特性影响因素。采用有限元数值模拟方法对不同结构参数的调速阀进行流场特性分析,得到了调速阀轴向长度、内径和泄流孔开孔长度对装置泄流后压降的影响规律,确定了最优结构参数,即调速阀轴向长度为96.6 mm,内径为169.7 mm,泄流孔开孔长度为92.8 mm;开展了节流压降的原理实验来进一步验证牵引调速与制动装置结构设计的合理性及调速可靠性。结果表明:所设计的管道智能封堵机器人牵引调速与制动装置的调速与制动效果受调速阀结构和形状的影响较大。当调速阀的开度减小时,装置后方射流的流量增大,流速加快,可以在管道内壁射出高速流束,清除管道内壁的污物,同时减小管道智能封堵机器人的阻力。反之,当调速阀的开度增大时,装置前后的压差减小,在开度为1.0时,装置前后压差最小,可以达到最大的减速效果。管道智能封堵机器人对管道可实现良好的冲刷效果,并可以获得良好的调速性能,进而实现最大减速效果并成功完成封堵任务。
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关键词
管道智能封堵机器人
牵引调速与制动装置
调速特性
调速阀
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Keywords
pipeline intelligent plugging robot
traction speed regulation and braking device
speed regulation characteristics
speed control valves
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名管道智能封堵机器人减速运动控制响应分析
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作者
王珊珊
江政国
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机构
中国石油冀东油田公司勘察设计与信息化研究院
西南石油大学机电工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2025年第6期12-21,共10页
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基金
国家重点研发计划项目“多气多方法联合开采与分层主动调控工具”(2021YFC2800903)
四川省科技成果转移转化示范项目“长输管道维护抢修智能封堵机器人技术”(2022ZHCG0052)
+2 种基金
博士后创新人才支持计划项目“深水油气测试系统动态风险定量分析与完整性评价”(BX20190292)
四川省科技成果转移转化示范项目“面向5G通信用PCB基板智能制造装备研究及产业化项目”(2022ZHCG0048)
深水钻井工程四川省自然科学基金创新研究群体(2023NSFSC1980)。
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文摘
管道智能封堵机器人(Pipeline Intelligent Plugging Robot,PIPR)是管道12小时快速维抢作业不可或缺的高端装备,实现高效、稳定减速是其封堵作业成功的关键。针对依靠节流调速实现减速和定位的RIPR减速距离控制不够理想的问题,设计了其液压控制系统,并建立基于模糊PID控制的伺服PIRP恒定减速非线性动力学模型。采用数值模拟方法对该液压控制系统进行机-液联合仿真,研究了控制系统重要参数对PIRP减速过程中动态控制稳定性的影响规律。研究结果表明:随着初始速度增加,PIRP的质心加速度呈逐渐增大的趋势,最大超调量为-3.4 m/s^(2),减速过程控制时间多在30 s内,定位精度多在5%以内;增加期望减速距离可有效降低定位误差;蓄能器容积应至少大于0.25 L;蓄能器个数对于系统影响较小。研究结果可为PIRP的研制提供参考。
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关键词
管道智能封堵机器人
动力学响应
模糊PID
减速控制
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Keywords
PIPR
dynamic response
fuzzy PID
deceleration control
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分类号
TE937
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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