管道封堵机器人锚定装置设计与分析
2021-07-13李海连罗春阳贾诚心
北华大学学报(自然科学版) 2021年3期
田 阳,李海连,罗春阳,贾诚心
(北华大学机械工程学院,吉林 吉林 132021)
世界上绝大多数国家的油气长距离输送是通过管道运输实现的,随着铺设长度、工作年限的不断增加,管道出现腐蚀、破损、断裂等问题的概率会逐年上升[1].因此,实现高效率、高可靠性管道封堵,对于油气管线抢修作业十分重要.目前,油气长输管线抢修主要有4种方法:开孔封堵法、夹具封堵法、封隔器封堵法以及智能封堵法[2-3].前3种方法需要在管线抢修处安装相应的辅助机构,存在施工工艺复杂、周期长、安全性低等问题;智能封堵法是利用介质压差原理,将具有封堵、通信、锚定功能的机器人输送到管线待封堵处,实现管道远程封堵作业.智能封堵法突破了开孔设备进入管道内部进行封堵作业的局限,具有适应范围广、安全性高、维修周期短等优点.国外对此项技术的研究起步较早,相关技术成果也比较完备.比如,美国TDW公司Smart PlugTM智能封堵器的封堵压强可达20 MPa,并已完成百余次封堵作业;Starts Group公司研制的Remote Tecno PlugTM封堵器的极限封堵压强同样达到了20 MPa,封堵管径在305~1 067 mm,最远水下作业通信距离可达3 000 m[4-7].国内针对密封、锚定等关键结构同样开展了大量研究.比如,尚宪朝等[8]设计了一种液压驱动卡瓦式锚定机构,重点对锚定齿形进行分析与设计,建立了锚定块单个齿形与管道内壁的接触模型;张松松等[9]将RSI Robot机构原理应用到锁紧机构中,为锚定单元设计提供了新方案;刘铜[10]采用液压驱动驻锚将密……
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