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成品油长输管道封堵囊送进技术

宋聪敏  
【摘要】:管道是目前长距离输送石油、天然气等物资的主要运输工具,然而管道如果发生泄漏,会给自然环境以及人类经济带来严重的损失,因此,管道封堵器在管道封堵过程中有重要的意义。但由于在抢修过程中,管道封堵器存在送进距离短以及施工结束后留有机械切口的问题,会影响管道维修过程中的安全动火系数和后续的管道维修工作在对管道封堵器送进距离短和施工结束后留有机械切口的问题进行分析的基础上将DNF封堵装置、新型链式封堵装置、柔性链式结构三种送进方案进行对比分析,确定了封堵器送进方案,解决了封堵器送进距离短的问题;通过将齿轮齿条结构、蜗轮蜗杆结构、链条结构三种直角拐弯结构进行对比分析,解决了封堵器直角拐弯的问题。首先为了使送进机构实现直角拐弯动作,通过约束链式结构的部分自由度,并对送进接头的通过性进行了分析,得到了送进接头的外形尺寸;为了减小送进接头和管道内壁间的摩擦力,采取设计了一个送进接头支撑导轮的方式,保证送进接头的中心线和管道中心轴线在一条直线上,从而将滑动摩擦转换为滚动摩擦。其次为了使直角拐弯送进机构顺利通过导向辅助器,通过对导向辅助器曲线的结构特点进行分析,建立了导向辅助器与送进接头的几何约束数学模型,使用MATLAB遗传算法对导向辅助器的数学模型进行了优化求解,得到了导向辅助器的最优尺寸。为了检验送进接头的强度和通过性,在用Pro/E完成对送进接头建模的基础上,首先使用ANSYS对送进接头的变形及应力进行分析,其次使用ADAMS对送进过程进行了仿真和优化。仿真结果表明:在送进过程中,送进接头强度符合要求,直角拐弯送进机构运动平稳,与管道及导向辅助器之间没有结构干涉,满足将封堵囊直角拐弯水平送进5000mm的要求。


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