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基于变质心调谐原理的管道内检测机器人减振方法

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油气储运 2024年第9期43卷 1012-1021页

作者：李睿石新娜刘浩天富宽马江涛张行国家管网集团科学技术研究总院分公司河北省廊坊市065000 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院高端油气装备智能设计与制造研究中心北京市102249

【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备,管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性,其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头... 详细信息

【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备,管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性,其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头时的运动特点,结合调谐质量阻尼器与变质心减振控制原理,提出了一种阻尼-质量球缓冲吸能变质心减振思路,并设计了单自由度与两自由度两种管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构;使用ADAMS(AutomaticDynamicAnalysis ofMechanicalSystems)软件与Matlab软件联合模拟方法,研究了管道内检测机器人过弯头时的振动响应情况,并对含减振结构的管道内检测机器人过弯头时的冲击碰撞工况进行了双向流固耦合动力学分析。【结果】通过对比分析减振前、后管道内检测机器人过弯头时的加速度时程曲线与能量幅值,明确了两种自由度减振结构的减振效果:与无减振结构相比,含单自由度减振结构的管道内检测机器人在入弯初期存在加速度突变现象,最大可达3.47g(1g=9.8m/s^(2));含两自由度减振结构的管道内检测机器人过弯头过程中,轴向、水平摇摆方向加速度极值的下降幅度最高分别达48%、39%,振动能量下降极为明显。【结论】新设计的管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构具有较好的减振效果,可为管道内检测机器人的平稳作业提供理论参考。(图13,表1,参25)

关键词：油气管道内检测机器人变质心控制技术调谐质量阻尼器减振

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不同驱替介质在演23区延7储层中的应用

非常规油气 2024年第3期11卷 107-113页

作者：索步森卞小强曾永平王雪艳何万春张全培物华能源科技有限公司西安710061 西南石油大学成都610500 中国石油长庆油田分公司第十一采油厂甘肃庆阳745000 国家管网集团西气东输公司江苏储气库分公司南京210000

针对演23区油藏目前存在水驱油效率、单井产量及采出程度普遍较低的问题,急需开展控水稳油技术攻关,减缓含水上升速度,探索新注入介质,提高驱油效率,提高最终采收率。选取主力产油层位延7储层样品开展不同驱替介质的室内实验,并根据实... 详细信息

针对演23区油藏目前存在水驱油效率、单井产量及采出程度普遍较低的问题,急需开展控水稳油技术攻关,减缓含水上升速度,探索新注入介质,提高驱油效率,提高最终采收率。选取主力产油层位延7储层样品开展不同驱替介质的室内实验,并根据实验结果进行现场先导性试验论证。结果表明:纯水驱平均驱油效率为45.45%,驱油效率延7_(1)高于延7_(2),结合核磁共振实验可知孔喉半径及分布规律对驱油效率影响较大;相较单纯水驱,水驱后转氮气驱、聚合物驱或表面活性剂驱的驱油效率均有一定程度的增加,其中,聚合物驱油效率增加最高,为38.72%,氮气驱次之,增加16.20%,表面活性剂驱最低,只增加4.39%,且延7_(2)储层驱油效率提高大于延7_(1)储层;现场开展聚合物驱先导性试验,表现出地层压力上升、增产降水、见效比高,与驱油实验结果较相符,整体表现为研究区对聚合物驱的适应性较强。研究结论对于研究区后期现场高效开发具有指导性意义。

关键词：演23区驱替介质提高采收率驱油效率

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大坡度山区管道焊接接头应力数值模拟研究

电焊机 2024年第8期54卷 108-117页

作者：刘聪月卜明哲张杰牛盛源柳一鸣韩彬中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266580 国家管网集团工程技术创新有限公司天津300450 山东奥太电气有限公司山东济南250101

长输管道经过的地势多山区丘陵,管道敷设及焊接过程有时需在5°~45°坡度情况下进行。大坡度山区管道常出现因过大的拉应力导致失效的现象,因此其应力分布成为必要的研究课题。文中就坡度为25°的X70钢全自动焊外根焊工艺下山区管道焊... 详细信息

长输管道经过的地势多山区丘陵,管道敷设及焊接过程有时需在5°~45°坡度情况下进行。大坡度山区管道常出现因过大的拉应力导致失效的现象,因此其应力分布成为必要的研究课题。文中就坡度为25°的X70钢全自动焊外根焊工艺下山区管道焊接接头应力分布规律进行研究。基于TMM理论,根据实际焊接接头建立大坡度山区管道焊接接头有限元模型,将实际热源模型及施工环境作为边界条件,独特将焊接接头分为上下坡口,最终得到其应力分布规律,填补了大坡度山区管道焊接接头应力分布研究的空白。通过盲孔法及矫顽力法对管道内外表面应力水平进行测量,验证应力模拟结果准确性。通过模拟与实际测量得到结论,由于重力及支持力的作用,焊接接头受到沿管道轴向的应力,导致大坡度山区管道焊接接头应力分布与无坡度管道不同。其根焊层上坡口粗晶区平均宽度较下坡口宽27μm,热焊层上坡口粗晶区平均宽度较下坡口宽21μm。根焊层上坡口拉应力较下坡口高135 MPa,高拉应力区较下坡口宽1.6 mm。

关键词：管道全自动焊接数值模拟上下坡口应力分布

大坡度X70管线钢全自动焊内根焊接头组织与性能

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焊接 2024年第8期 61-68页

作者：高建章韩彬贾彦杰刘雪光先云泽秦小省李立英国家管网集团西南管道有限责任公司成都610095 中国石油大学(华东) 山东青岛266580 成都熊谷加世电器有限公司成都611731

【目的】国内山区管道焊接不可避免,目前内焊机仅用于坡度小于12°管道焊接。旨在为验证新开发的内焊机在坡度25°的适用性,为大坡度X70管线钢全自动内根焊工艺的制定提供理论指导。【方法】文中采用内焊机根焊,外焊机热焊、填充和盖面... 详细信息

【目的】国内山区管道焊接不可避免,目前内焊机仅用于坡度小于12°管道焊接。旨在为验证新开发的内焊机在坡度25°的适用性,为大坡度X70管线钢全自动内根焊工艺的制定提供理论指导。【方法】文中采用内焊机根焊,外焊机热焊、填充和盖面的全自动焊工艺对坡度25°X70管线钢进行焊接。焊后采用扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)对母材、焊缝和热影响区组织进行观察,测试接头拉伸、弯曲、硬度、冲击、刻槽锤断等力学性能。【结果】平焊、立焊和仰焊的焊缝横截面成形一致。母材组织主要是针状铁素体和板条贝氏体。焊缝和热影响区组织主要是铁素体和贝氏体,但不同焊层的铁素体和贝氏体形态不同。母材和焊缝晶界之间以大角度晶界为主,应变主要集中在大角度晶界处。接头抗拉强度高于570 MPa;弯曲试样无裂纹出现;硬度小于400 HV10;冲击吸收能量较高,且熔合线>热影响区>焊缝;刻槽锤断断裂面无未焊透、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。【结论】接头焊缝成形好、各项力学性能满足标准要求,新开发的内焊机可用于坡度25°X70管线钢焊接。

关键词： X70管线钢全自动焊内焊机根焊显微组织力学性能

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智能内检测技术在城镇燃气管道的应用

煤气与热力 2024年第3期44卷 I0043-I0046页

作者：金魏峰孙静章卫文孙凡方钊峰董志明蔡嘉祺王彩虹杭州天然气有限公司浙江杭州310000 国家管网集团浙江省天然气管网有限公司浙江杭州310051 浙江理工大学浙江杭州310018

阐述智能内检测技术原理,分析智能内检测技术应用实例的实施流程(管道可检性评估、清管作业、几何变形检测和漏磁检测、检测数据汇总分析、开挖验证、出具检测报告),总结实施经验。

关键词：智能内检测城镇燃气管道几何变形检测漏磁检测

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埋地油气管道腐蚀风险管控体系的构建

石油工业技术监督 2023年第4期39卷 48-52页

作者：李亚菲吴有更张巍威国家管网集团山东省分公司德州作业区山东德州253500

腐蚀风险是影响埋地油气管道安全的重要因素,如何全面识别腐蚀风险,并将其降低到可接受范围,对油气管道的安全运行具有重要意义。通过对国内油气管道腐蚀防控技术应用和管理中普遍存在的问题进行剖析,全面识别腐蚀风险因素,从腐蚀防护... 详细信息

腐蚀风险是影响埋地油气管道安全的重要因素,如何全面识别腐蚀风险,并将其降低到可接受范围,对油气管道的安全运行具有重要意义。通过对国内油气管道腐蚀防控技术应用和管理中普遍存在的问题进行剖析,全面识别腐蚀风险因素,从腐蚀防护系统、腐蚀防护制度、管道内外检测、基于腐蚀的管道数字孪生体4个方面进行分析,构建了完善的腐蚀风险管控体系。设计阶段应建立完善的腐蚀防护系统;运行阶段应做到外防与内控并重,建全腐蚀防护制度,抓好腐蚀风险分级管控及干扰源的源头防治;设定统一的数据参考点,实现管道内外检测数据对齐;建立基于腐蚀大数据的管道数字孪生体,实时映射管道的腐蚀现状,为管理决策提供依据。

关键词：腐蚀油气管道问题数字孪生体风险管控

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非均匀沉降区埋地管道力学响应研究

兰州理工大学学报 2024年第3期50卷 64-68页

作者：卢国宏谢锐郭建明罗飞刘小波张杰山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 山东济宁272100 四川文理学院智能制造学院四川达州635000 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司河北涿州072750 聪明猪检测技术(成都)有限公司四川成都610041 国家管网集团西南管道昆明输油气分公司云南昆明650000 西南石油大学石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台四川成都610500 自然资源部采煤沉陷区综合治理工程技术创新中心山东济宁272100

地层非均匀沉降是埋地管道面临的常见地质灾害之一,影响管道安全运行.为此建立地层沉降区管土耦合模型,研究了地层沉降量、管道壁厚、内压、管材对管道屈曲模式和力学性能的影响.结果表明:地层沉降作用下管道轴向拉伸应变和压缩应变集... 详细信息

地层非均匀沉降是埋地管道面临的常见地质灾害之一,影响管道安全运行.为此建立地层沉降区管土耦合模型,研究了地层沉降量、管道壁厚、内压、管材对管道屈曲模式和力学性能的影响.结果表明:地层沉降作用下管道轴向拉伸应变和压缩应变集中在沉降过渡区;沉降量较小时管道表面应变呈波纹状分布,沉降较大时管道产生局部屈曲;相同工况下,薄壁管道易发生屈曲失效,厚壁管道出现波纹状应变分布;随着内压增大,管道屈曲程度逐渐减弱;高钢级管道的屈曲程度越小.

关键词：地层沉降 X80管道轴向应变屈曲失效

融合机制与高斯混合回归算法的成品油管道顺序输送混油长度预测模型

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中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 123-128页

作者：袁子云刘刚陈雷邵伟明张钰晗中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 山东省油气储运安全重点实验室山东青岛266580 国家石油天然气管网集团山东省分公司青岛作业区山东青岛266400

成品油管道顺序输送过程中会出现混油现象,精确预测混油长度对油品批次切割具有重要意义,混油长度机制模型存在精度不高,数值计算量庞杂等问题。当前基于机器学习算法构建的全局预测模型未考虑实际工况多模态特性,预测精度受限;直接引... 详细信息

成品油管道顺序输送过程中会出现混油现象,精确预测混油长度对油品批次切割具有重要意义,混油长度机制模型存在精度不高,数值计算量庞杂等问题。当前基于机器学习算法构建的全局预测模型未考虑实际工况多模态特性,预测精度受限;直接引入高斯混合回归算法辨识数据模态难以准确表征变量间复杂非线性关系。采用现有机制计算公式与高斯混合回归算法构建融合机制认知的局部建模算法,基于真实成品油管道顺序输送混油长度数据集进行不同模型预测结果对比试验。结果表明,融合机制认知与局部建模算法能有效表征变量间函数关系,新模型预测精度有明显优势。

关键词：成品油管道混油长度局部建模高斯混合回归机制-数据

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HFW焊接接头的原位拉伸试验研究

石油管材与仪器 2024年第3期10卷 78-82页

作者：聂向晖李维星张建生王敏娜李彩萍薛峰王嘉玮巨翔中国石油集团工程材料研究院有限公司陕西西安710077 国家管网集团南山(山东)天然气有限公司山东烟台264000 西安庆安制冷设备股份有限公司陕西西安710075 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司陕西西安710021

为了研究HFW焊接接头在载荷作用下的微观变形特点,利用扫描电镜下的原位拉伸试验对其变形过程进行了观察。在拉伸过程中试样变形主要集中在热影响区,裂纹在热影响区形核,并垂直于拉伸方向扩展,直至试样断裂。HFW焊接接头的断裂为延性断... 详细信息

为了研究HFW焊接接头在载荷作用下的微观变形特点,利用扫描电镜下的原位拉伸试验对其变形过程进行了观察。在拉伸过程中试样变形主要集中在热影响区,裂纹在热影响区形核,并垂直于拉伸方向扩展,直至试样断裂。HFW焊接接头的断裂为延性断裂,裂纹呈穿晶型。其变形及开裂过程包括:试样弹性伸长、晶内滑移开动、试样缩颈变形和试样开裂。在拉伸作用下,滑移变形不断积累是造成裂纹形成及试样断裂的主要原因。

关键词：原位拉伸缩颈滑移变形裂纹