[发明专利]压差驱动式管道内检设备的调速设计方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气的管道储运领域，更具体的，涉及一种压差驱动式管道内检设备的调速设计方法与装置。

背景技术

随着石油及天然气管道事业的迅猛发展，在役油气管道质量问题受到越来越多的关注。目前，管道内检测技术是保证管道安全运行的有效方法之一，它可以有效地检测出管道因长时间服役而出现的腐蚀，裂纹等问题。管道内检测的检测精度与检测效率均受到运行速度的影响，为了提高管道内检测技术的检测效率以及精度，需对内检测器的速度进行控制，使其运行速度保持在合适的范围内。如今，压差驱动式内管道检测器因其无源的特点已被广泛采用。国内外众多的研究机构或科研院校根据这种泄流调速方式设计了多种类型的管道内检测器泄流调速装置，广东工业大学的杨宜民等设计了伞状调速牵引机构、中国石油大学耿岱等人设计了旁通转阀式泄流调速装置等。由于前人设计的调速装置均是利用调速电机来驱动阀门的方式，具有结构复杂、长距离调速过程中电机耗电量较大等特点，以及管道内检测器在线检测作业时受空间、能源等约束，因而这些设计难以实现广泛应用。

因此，现有技术中压差驱动式内管道检测器存在受空间，能源等因素的约束而导致的速度控制不精确的问题。

发明内容

本发明公开一种压差驱动式管道内检设备的调速设计方法与装置，用于解决现有技术中压差驱动式内管道检测器存在受空间，能源等因素的约束而导致的速度控制不精确的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种压差驱动式管道内检设备的调速设计方法，并采用如下技术方案：

一种压差驱动式管道内检设备的调速设计方法包括：基于单孔渐扩型结构构建泄流调速的几何模型；构建所述几何模型的管道流场数值模型；通过对所述管道流场数值模型的仿真分析，获取所述几何模型的调节片展开度与流场内驱动力之间的关系；根据所述关系确定所述调节片正常工作时的展开度范围；根据所述展开度范围对所述压差驱动式管道内检设备进行调速设计。

进一步地，所述几何模型包括四副弧三角形调节片。

进一步地，所述构建所述几何模型的管道流场数值模型包括：设置所述调节片展开度对应的所述管道流场数值模型；对所述管道流场数值模型进行三角形网格划分，通过对网格质量分析确定所述管道流场数值模型符合计算要求。

进一步地，所述通过对所述管道流场数值模型的仿真分析包括：分别模拟所述调节片一组展开度时管道内所述压差驱动式管道内检设备所处的流场状态；获取相同工况条件下所述调节片在每个所述展开度时所处流场的压力分布。

进一步地，所述展开度范围为10°-30°。

进一步地，所述根据所述展开度范围对所述压差驱动式管道内检设备进行调速设计包括：根据所述调节片的所述展开度范围为10°-30°，设计所述压差驱动式管道内检设备包括至少一组调节片和与所述泄流口具有预设距离的定位板，所述调节片的外端通过回位部件安装于所述定位板，其内端通过铰链可转动地安装于所述泄流口；所述调节片在所述回位部件的驱动下绕所述铰链向靠近或者远离所述泄流口的方向运动，且所述调节片相对于所述泄流口展开10°-30°。

进一步地，所述回位部件为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端固接于所述调节片，其另一端固接于所述定位板。

进一步地，所述泄流口的泄流面积为管道横截面积的1.9％-6.5％。

根据本发明的另外一个方面，提供一种压差驱动式管道内检设备的调速设计装置，并采用如下技术方案：

一种压差驱动式管道内检设备的调速设计装置包括：第一构建模块，用于基于单孔渐扩型结构构建泄流调速的几何模型；第二构建模块，用于构建所述几何模型的管道流场数值模型；仿真分析模块，用于通过对所述管道流场数值模型的仿真分析，获取所述几何模型的调节片展开度与流场内驱动力之间的关系；第一确定模块，用于根据所述关系确定所述调节片正常工作时的展开度范围；设计模块，用于根据所述展开度范围对所述压差驱动式管道内检设备进行调速设计。

进一步地，所述第二构建模块包括：设置模块，用于设置所述调节片展开度对应的所述管道流场数值模型；第二确定模块，用于对所述管道流场数值模型进行三角形网格划分，通过对网格质量分析确定所述管道流场数值模型符合计算要求。