高速清管器电磁式在线定位跟踪技术应用研究

发布时间：2019-12-02 23:26

【摘要】：油气管道在投入使用前需要用清管器进行清理,此时的清管介质往往是空气,在气体管道中清管器的速度可达十几米每秒,甚至二十几米每秒。较高的前进速度以及管道内有异物等因素易使清管器发射发生卡堵,因此进行清管器定位跟踪对石油管道的安全而言是极其重要的。目前,普通清管器定位跟踪设备发射机的磁信号发射距离较小,接收机无法实现对清管器距离远近的判断,不能满足无人值守的要求。为了实现无人值守的定位跟踪方式和对定位跟踪的远程监控,应用交变磁场和压力差法监测高速运行清管器的位置,研究了磁信号的发射装置和影响磁信号发射距离的因素,设计了定位跟踪终端的基本电路,完成了数据的远程通信。通过对实验分析发现清管作业过程中磁信号的接收距离得到了提高,可准确判断清管器是否经过某检测点;管道内的压力变化较明显,可以明确判断高速清管器的位置范围。所以定位高速清管器可以采用磁信号和压力信号相结合的电磁式定位跟踪技术方法,该方法高效、可靠。提出产品的设计方案后对设备进行磁定位跟踪和压力定位跟踪终端的电磁式设计。首先设计了磁信号定位跟踪终端信号发生电路,然后通过有限元软件仿真了发射机磁信号发射距离与外界环境因素的关系并通过实验进行验证;其次介绍了压力定位跟踪终端硬件电路的设计,以及终端与监控中心数据的通信的基本设置,并完成数据的通信;最后,对现场数据进行分析,证明了该定位跟踪技术的可行性。
【图文】：

图 2.1 发射机、接收机位置关系通过以上分析，普通磁信号设备定位跟踪的准确性受到了高速清管器本身特性的影响。同时，新建管道对于清管作业而言与已投产的输油管道不同，具有自身的特点2.1.2 输气管道特性

操作人员沿管线寻找清管器时要保持接收天线与管线走向保持平行。当接收机接发射机时，来自发射机的脉冲信号会越变越强,显示器上的脉冲信号也会变强[19]，远离发射机时，信号会变弱，所以操作人员应当返回波形幅值最大的位置，如图 2.3a）；在此位置上，，将接收线圈竖起并与管道垂直，此时信号最弱，接收机接收到的号最小，如图 2.3（b）。所以当接收线圈与管道平行时信号越强的位置离发射器越，当竖直后信号最弱的位置即为清管器卡堵的正上方。（a） 平行发射机的波形
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE973

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本文编号：2568944