泥浆发电机用磁力传动机构的性能实验研究

磁力传动技术应用在泥浆发电机上能避免高速轴承等关键零部件被钻井液磨损冲蚀,提高使用寿命。为了研究泥浆发电机用磁力传动机构的性能,利用磁力传动性能测试实验台,对磁力传动机构进行了静态和动态性能实验,获得了不同的性能参数,并结合理论计算和有限元仿真进行了对比分析。分析表明,磁转矩随静态转角的变化为正弦曲线,最大磁转矩随耦合长度的增加呈线性增长,理论值、仿真值和实验值基本一致。磁力传动机构的启动转矩大于工作转矩,转速从100 r/ min 增大到 1 500 r/ min 时,驱动端的转矩增加了2~ 3 N·m,隔离套的涡流损耗增大,传动效率下降。该实验结果可为磁力传动机构在泥浆发电机上的工程化应用提供指导。     

直轮式管道泄漏检测机器人弯管通过性能研究

针对现有管道检测机器人转弯性能差的问题,研究了直轮式管道泄漏检测机器人。该机器人采用驱动轮直接驱动,结构简单,输出稳定。采用理想规划法对机器人建立过弯方程,计算可知当宽度小于146.29 mm时,机器人满足弯管爬行的弯道几何约束要求。采用Adams软件仿真分析机器人弯管通过性能以及转弯时驱动轮的速度变化情况。分析结果表明:机器人可以安全通过弯管,满足设计要求;过弯时机器人外轮运动速度v 2增大,内轮运动速度v 1减小,因此机器人可以平稳过弯;v 2与机器人质心位移的变化趋势很接近,当机器人到达弯管极限位置时,v 2达到最大;直轮式管道泄漏检测机器人可以通过直径170 mm、曲率半径450 mm弯度的管道。研究结果可为管道检测机器人的工程应用提供参考。     

漏磁检测技术在常压储罐底板检测中的应用

介绍了常压储罐底板的形式、漏磁检测原理和HTT -Ⅱ型储罐底板漏磁检测系统的应用实例。该检测系统对 6～ 12mm厚的低合金钢板可检测到1.6mm的通孔和下表面 2 0 %发生点蚀时状况 ;对 16mm厚低合金钢板可检测到5 .0mm的通孔和下表面 6 0 %发生点时蚀的状况 ;对 2 2mm厚低合金纲板可检测到7.0mm的通孔和下表面 80 %发生点蚀的状况。其最佳适用范围为检测 6～ 12mm厚的低合金钢板 ,最大特点是可检测到储罐底板下表面的腐蚀状况。     

大直径薄壁储罐吊耳设计计算

大型储罐在海洋工程领域的应用日益广泛,海洋平台大型储罐与陆地大型储罐最大区别在于海洋平台大型储罐在地面制造,但其在就位安装时需吊装至平台。因此,吊耳的安全显得尤为重要。与普通吊耳不同,大直径薄壁储罐吊耳的设计,由于受限于焊角尺寸,需要进行加强板焊缝及吊耳焊缝强度的计算以确定吊耳尺寸。基于此,作者针对大直径薄壁储罐用于吊装的吊耳设计,提出一种解析计算方法,并且计算出直径范围6 000~10 000mm的吊耳尺寸,为工程实践提供参考。     

2000m~3储罐底板施焊新工艺

1前言在储罐底板施工中，常规方法是：（1）焊接中幅板，焊接顺序是先焊短缝．后焊长缝，分段焊或跳焊；（2）再焊接边缘板（先焊边缘板对接外线300mm部位的焊缝）；（3）焊接罐底大角焊缝；（4）焊接边缘板与中福板之间龟甲缝。长期实践证明，对于小型防罐底板焊接而言，由于罐底板较薄，焊接时易变形，上述方法焊接的储罐底板局部凸间变形不易被控制在规范允许的范围内。在新疆某石油公司2000m3储罐底板施工中我们编制了新的施焊工艺，进行了大胆的尝试。两台储罐底板焊接结果表明：罐底板局部凸凹变形均符合规范要求，其最大变形值为35mm…     

多支撑轮式管道机器人运动仿真

运用SolidWorks及运动仿真插件COSMOSMotion,对应用在石油、天然气管道内的多支撑轮式压差驱动内检测机器人进行虚拟样机建模、装配和运动仿真。通过虚拟样机在直管、弯道内的运动仿真,得出了影响样机平稳运动和通过性的关键因素。仿真结果表明,对于直管内的运动,压缩弹簧预紧后长度为最小工作载荷长度时,机器人运动平稳性要明显好于压缩弹簧预紧后长度大于最小工作载荷长度的情况;对于弯道内的运动,管道机器人在3D弯道内以4m/s,在5D弯道内以6m/s通过时具有良好的通过性。     

埋地管道磁记忆检测机器人机械结构设计与运动学仿真

针对目前国内管道机器人在行进过程中极易卡堵、变径范围小且检测效率低下的问题,提出一种用于埋地管道的分体式可变径磁记忆检测机器人。设计了管道机器人的机械结构,通过SolidWorks建立三维模型,利用ADAMS对机器人在弯管与变径管道内的通过性进行了仿真分析。在此基础上,制造物理实体模型,进行管道内通过情况与磁记忆检测试验。试验结果表明,机器人结构设计合理,可以顺利通过曲率半径不小于1.5倍管径的弯管以及280~340 mm的变径管道,且磁记忆检测结果与X射线复验结果一致,为可变径、自适应、全寿命埋地管道检测机器人的设计提供了新的思路。     

磁力随钻测斜仪轴向磁干扰校正方法

针对磁力随钻测斜仪在受到轴向磁干扰时会出现方位角测量结果不准确的问题,在介绍磁力随钻测斜仪测量原理的基础上,研究了Russell法和短钻铤测量修正法2种间接磁干扰校正方法的原理及迭代计算过程,提出了矢量和法和钻具截面法2种直接磁干扰校正方法,并对这4种方法进行了数据仿真分析。数据仿真结果表明,直接校正方法计算简单,但具有一定的局限性;间接校正方法计算复杂,但具有较好的准确性。在其他井眼参数不变的条件下,方位角偏差随干扰磁场增强而增大;在轴向干扰磁场固定的情况下,方位角偏差随井斜角增大而增大,井斜角相同时,0°~360°范围内方位角偏差先增大后减小,呈现对称性;井眼轨迹接近水平东西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。4种校正方法均可以降低轴向磁干扰对方位角测量精度的影响,减少无磁钻铤的使用长度,具有较好的现场实用性。      

等厚304L薄板全焊透激光焊单道搭接仿真分析

基于SYSWELD软件对厚度为1 mm 304L薄板进行了激光焊单道搭接仿真分析,研究了不同线能量对焊缝质量的影响,重点分析了焊缝纵向残余应力以及焊缝屈服强度。结果表明,焊缝屈服强度随焊接线能量增加而降低,且沿焊缝垂直方向屈服强度呈M状分布;通过采用屈服强度与纵向残余应力的差值表征焊道焊接质量优劣,发现焊道薄弱位置在焊缝靠夹具一侧的热影响区处;当焊接速度为3 m/min、线能量为45 J/mm时,焊接质量最优。     

螺旋焊管生产线X光检测车的改进

结合生产实际阐述了渤海石油装备制造公司螺旋埋弧焊管生产线在钢管X光检查过程中出现焊缝跟踪不准确问题.分析发现,钢管进管方式、X光检测车结构的问题,造成钢管在进行X光检验时焊缝跟踪不好,更严重的是在生产小规格钢管时由于钢管发生偏移容易撞到高频高压发生器,使X光检测车故障率很高.通过改变钢管的进管方式,重新设计X光检测车结...     

海洋导管架四轮磁吸附式水下清洗机器人设计

海洋平台的导管架受工作环境限制而长期处于水下,表面极易被大量海生物附着,给安全生产带来巨大威胁,因此及时清洗导管架十分必要。总结了水下清洗机器人的研究现状,提出了一种永磁驱动的、四轮攀爬式双旋转刷水下清洗作业机器人的设计方案。对该机器人的吸附方式、清洗装置、驱动方式以及机器人车体等进行了理论分析与结构设计。吸附方式采用传统的磁轮与磁体阵列组合的形式,提高了磁吸附的稳定性; 在清刷装置的刷头连杆部位设计了往复结构,能够有效避免机器人因清刷作业时颠簸而失效的情况。基于以上设计,完成了虚拟样机的制作。研究结果为后续物理样机的研制提供了理论基础。     

过火后大型原油储罐的强度评定

根据大型原油储罐在水压试验条件下的应力和变形的有限元分析,确定了大型原油储罐的关键部位。对其关键部位材料采用热处理的方式模拟火灾过程,得到过火后大型储罐材料的力学性能和过火温度之间的对应关系。对过火后的大型储罐进行强度评定的结果表明,过火后的大型原油储罐符合强度要求。     

油罐底板焊缝的磁记忆检测

介绍了焊缝检测的磁记忆技术及设备,并对一座2500m3立式钢质油罐进行了现场检测,结果表明,该罐底板焊缝应力集中区域主要集中在边缘板附近。利用磁记忆检测技术可有效地检测底板焊缝的应力集中区域,为维修提供决策依据。     

液力—磁耦合传动岩屑清洁装置的磁扭矩数值优化

钻井过程中水平井段岩屑携带困难、易形成岩屑床,因而研发了一种新型液力—磁耦合传动岩屑清洁工具,但对其磁扭矩传动影响机制、最佳磁路结构及磁铁配置等尚不清楚。为此,应用有限元数值模拟方法分析了磁路结构和永磁铁几何尺寸对磁扭矩的影响规律,数值模拟和室内实验的结果表明:(1)通过提高气隙磁通密度,降低磁路磁阻,增加静磁能的储积等方式可以提高磁扭矩的传递效率;(2)磁扭矩随磁偶对数的增加呈先增大后减小的趋势,12对磁偶的磁扭矩达到最大值;(3)对工具有效断面磁铁覆盖面积和磁体厚度这两种因素制约下的磁铁用量的耦合,得到永磁铁厚度为8.4 mm、工具有效断面上磁铁覆盖面积为71%时,单位体积磁铁产生的磁扭矩为最高;(4)室内实验结果与数值模拟计算结果绝对误差小于17%,能够满足工程计算对精度的要求。结论认为,所建立的数值模拟模型较为合理,可作为该工具结构优化分析的技术手段。     

混凝土水下油罐的传热分析与数模计算

本文研究混凝土水下油罐采用油水置换工艺贮存高凝原油的传热规律,它是工艺设计与结构设计的重要依据.这种传热过程比较复杂,本文基于对贮油罐进行模拟试验和温度场变化规律的大量实测数据,通过分析研究,建立油罐的分区传热模型,用有限差分法对不稳定传热的温度分布和散热量进行数模计算,求得高凝原油在贮存条件下的表观导热系数.为0.325T_i^1/2;相应原油的“临界导热温度”T_x为41℃,应用数模计算贮油罐内温度分布和随时间的变化规律,得到各节点的实测温度与计算值的平均偏差<±1℃,表明分区传热模型较清晰、合理地反映了贮罐内原油、海水、油水界面、罐壁砂套以及环境温度相互间的传热特征;数模还提供了热油通过罐顶、罐壁和油水界面分别的散热量随贮存时间的变化曲线,计算表明,原油通过油水界面的散热量仅占原油总散热量的2.1～3.1%,由此结果进一步论证了油水置换工艺贮存高凝原油的可行性.     

储油罐清洗机器人越障性能仿真研究

为了改善履带式储油罐清洗机器人的通过障碍的能力,在机器人车身与轮体之间设计添加主动阻尼悬架装置,研究主动阻尼控制对机器人越障性能的影响,并分析了相关理论,最后以主动阻尼为控制对象通过MATLAB软件和ADAMS软件对机器人进行仿真分析。通过仿真分析验证主动调节系统阻尼可以提高翻越阳极块等障碍的平稳性,进一步表明了控制理论应用对改善机器人翻越障碍有广阔的应用前景。     

基于黏着理论的牵引器驱动轮力学分析及优化

轮式牵引器的牵引力由驱动轮与套管的接触摩擦力决定。目前对驱动轮与套管的接触摩擦研究分析多采用考虑犁沟效应下的单齿模型,未考虑接触部位滑动时的剪切作用。为此,提出了驱动轮六面体梯形齿结构,引入黏着理论,同时考虑黏着效应和犁沟效应,建立了驱动轮与套管之间的力学模型,推导出相应效应下的摩擦因数公式,采用数值模拟的方法对驱动轮齿参数进行优化设计。分析结果表明:驱动轮与套管之间的摩擦因数应为黏着效应摩擦因数和犁沟效应摩擦因数之和,其值为1.046;在套管损伤较轻的情况下,驱动轮齿的最优参数为齿顶角105°、齿倾角120°、下底长4 mm。所得结论可为轮式牵引器牵引力的提高和驱动轮的设计提供理论基础和设计参考。     

原油储罐底板声发射在线检测及验证

原油储罐主要采用开罐方式进行检修以明确储罐底板的腐蚀状况,开罐检修需要停产、倒罐、清罐、置换,不仅影响正常生产,费时费力,还存在污染环境的可能性,因此,开展在线检测意义重大。采用在线声发射检测评价原油储罐底板的腐蚀状况,并结合开罐漏磁结果进行验证,研究声发射技术的适用性。结果表明:储罐底板局部腐蚀程度与声发射检测的事件定位统计相关程度较高,与撞击统计相关程度较低;储罐底板实际腐蚀情况较声发射在线检测评价结果严重,建议对含油泥原油储罐评价结果应进行修正。