山体隧道管线巡检机器人的设计和研究
发布时间：2020-12-09 19:52
近年来,我国的石油天然气管道工程发展稳健。在北亚、中亚、和东南亚地区多条重点管道工程,尤其是跨国管道工程,相继开工建设;推动了可全球范围内的能源贸易合作。伴随着长输管线的工程建设,山体隧道管线工程数量日益增加。但是由于隧道段管线所处环境复杂,工程条件各异;山体隧道管段的巡检工作既是油气管道安全生产工作的重点,同时也是难点。针对隧道管线巡检问题,本文设计并研究了基于一种轨道式巡检机器人的作业方案。首先,参考行业标准和规范,从对管线隧道工程概况的研究出发,对隧道巡检的作业条件、功能和参数进行了分析和规范。而后,通过与案例分析与方案比较,设计了一种具有“秤式”结构的单轨悬挂对称式巡检机器人;同时对机器人的轨道使用方案和隧道巡检的工艺进行了设计。最后,据巡检机器人的功能和隧道巡检的工艺,设计了测控系统的原理和方案。在对结构设计中采用了模块化的设计思想;在分析机器人的原理和结构的过程中,对机器人的行驶状态进行了分析。为机器人的整体设计和各个模块的总布置提供了依据,验证了巡检机器人方案的可行性。在对机器人的具体结构进行详细设计时,对机器人行驶过程中的关键构件进行了研究,并结合工程要求对部分零件进行...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普光气田首条隧道管线铺设Fig.1.1LayingofTheFirstTunnelPipelineinThePuguangGasField
隧道的横断面的形状一般比较相似，多为直墙半圆拱形或直墙圆弧拱形；但当隧道横断面面积较大且穿越段属于土质条件时，也可以采用曲墙断面（见图1.2）。隧道横断面的具体尺寸取决于隧道内管道的数量、尺寸、和敷设方式[11][13]。1）直墙半圆拱形断面2）曲墙断面图1.2 隧道的横断面形状Fig. 1.2 Cross-sectional Shape of the Tunnel（2）隧道管线的单行与并行在油气管道山体隧道中运行的油气管线可以是单条或多条管道并行。多条管道并行的管线隧道在提升效益，降低成本上具有更大的优势。对于这些并行隧道，它们的输送介质、输送方向、输送温度、输送压力、管道参数、建设时期可能也不尽相同[14]。例如上文提到的中卫-贵阳输气管道在秦岭和大娄山穿越段，与西气东输二线、兰成原油管线、兰成渝成品油管线、中缅原油管线多线并行敷设，其
第1 章 绪 论中，与兰成原油管道共用 40 座隧道，全长约 42.99km[15]。中缅油气管道（国内段）隧道 64 处中，天然气、原油、成品油三管同隧道大型跨越 14 处[16]。（3）隧道内管道的敷设方式隧道内管道的敷设方式主要有架空敷设、覆土敷设、埋地敷设。安装方式的选则考虑多方面的因素，首要考虑的是隧道的断面与轴线；而后隧道的纵向坡度大小也影响到管道的安装敷设方式，纵向坡度较大的隧道适合选择选择固定架空敷设埋设、纵向坡度较小的隧道适合选择选择覆土埋设；此外隧道的纵向深度，对管道的约束要求，以及保温、防腐、防盗等多方面因素的考虑都会影响管道安装方式的选择[17][18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国隧道标准在中亚天然气管道D线实践研究及应用[J]. 刘涛,刘守华,于耀国. 石油工业技术监督. 2017(12)
[2]无人机油气管道巡线系统发展现状及建议[J]. 喻言家,雍歧卫. 天然气与石油. 2017(02)
[3]无人机油气管道巡线应用可行性研究[J]. 张贵赞,史宁岗,袁勋,徐开. 化工管理. 2017(06)
[4]全球油气管道发展现状及未来趋势[J]. 祝悫智,吴超,李秋扬,张雪琴,曾力波,高山卜. 油气储运. 2017(04)
[5]隧道并行输气管道爆炸对邻管的冲击效应分析[J]. 文霞,姚安林,陈谦,徐涛龙. 中国安全生产科学技术. 2017(01)
[6]矿用巡检机器人在煤矿中的应用[J]. 张士海. 煤矿机电. 2016(05)
[7]高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用[J]. 何缘,吴功平,王伟,杨智勇. 武汉大学学报(工学版). 2016(03)
[8]浅谈管线隧道发展[J]. 孙玉杰,安然,丁昊,金占鑫. 石化技术. 2016(03)
[9]油气管道巡线质量评价指标及建模[J]. 霍拥军. 油气储运. 2016(10)
[10]海底管道巡检船研发设计[J]. 李诚,张建勇,曲杰,杨光. 船舶. 2016(01)
硕士论文
[1]便携式气体检测仪的设计与研究[D]. 乔忠.郑州大学 2016
[2]岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究[D]. 吕游.西南石油大学 2015
[3]独轮悬挂式隧道巡检机器人能量补给与增稳控制研究[D]. 王晓彤.华北电力大学 2015
[4]基于气体传感器阵列的有害气体检测系统的研究[D]. 柳润琴.宁波大学 2014
[5]隧道巡检机器人关键技术研究[D]. 邓方远.华北电力大学 2013
[6]特长隧道自然风影响因素及计算方法研究[D]. 尤鸿波.西南交通大学 2010
本文编号：2907395
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普光气田首条隧道管线铺设Fig.1.1LayingofTheFirstTunnelPipelineinThePuguangGasField
隧道的横断面的形状一般比较相似，多为直墙半圆拱形或直墙圆弧拱形；但当隧道横断面面积较大且穿越段属于土质条件时，也可以采用曲墙断面（见图1.2）。隧道横断面的具体尺寸取决于隧道内管道的数量、尺寸、和敷设方式[11][13]。1）直墙半圆拱形断面2）曲墙断面图1.2 隧道的横断面形状Fig. 1.2 Cross-sectional Shape of the Tunnel（2）隧道管线的单行与并行在油气管道山体隧道中运行的油气管线可以是单条或多条管道并行。多条管道并行的管线隧道在提升效益，降低成本上具有更大的优势。对于这些并行隧道，它们的输送介质、输送方向、输送温度、输送压力、管道参数、建设时期可能也不尽相同[14]。例如上文提到的中卫-贵阳输气管道在秦岭和大娄山穿越段，与西气东输二线、兰成原油管线、兰成渝成品油管线、中缅原油管线多线并行敷设，其
第1 章 绪 论中，与兰成原油管道共用 40 座隧道，全长约 42.99km[15]。中缅油气管道（国内段）隧道 64 处中，天然气、原油、成品油三管同隧道大型跨越 14 处[16]。（3）隧道内管道的敷设方式隧道内管道的敷设方式主要有架空敷设、覆土敷设、埋地敷设。安装方式的选则考虑多方面的因素，首要考虑的是隧道的断面与轴线；而后隧道的纵向坡度大小也影响到管道的安装敷设方式，纵向坡度较大的隧道适合选择选择固定架空敷设埋设、纵向坡度较小的隧道适合选择选择覆土埋设；此外隧道的纵向深度，对管道的约束要求，以及保温、防腐、防盗等多方面因素的考虑都会影响管道安装方式的选择[17][18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国隧道标准在中亚天然气管道D线实践研究及应用[J]. 刘涛,刘守华,于耀国. 石油工业技术监督. 2017(12)
[2]无人机油气管道巡线系统发展现状及建议[J]. 喻言家,雍歧卫. 天然气与石油. 2017(02)
[3]无人机油气管道巡线应用可行性研究[J]. 张贵赞,史宁岗,袁勋,徐开. 化工管理. 2017(06)
[4]全球油气管道发展现状及未来趋势[J]. 祝悫智,吴超,李秋扬,张雪琴,曾力波,高山卜. 油气储运. 2017(04)
[5]隧道并行输气管道爆炸对邻管的冲击效应分析[J]. 文霞,姚安林,陈谦,徐涛龙. 中国安全生产科学技术. 2017(01)
[6]矿用巡检机器人在煤矿中的应用[J]. 张士海. 煤矿机电. 2016(05)
[7]高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用[J]. 何缘,吴功平,王伟,杨智勇. 武汉大学学报(工学版). 2016(03)
[8]浅谈管线隧道发展[J]. 孙玉杰,安然,丁昊,金占鑫. 石化技术. 2016(03)
[9]油气管道巡线质量评价指标及建模[J]. 霍拥军. 油气储运. 2016(10)
[10]海底管道巡检船研发设计[J]. 李诚,张建勇,曲杰,杨光. 船舶. 2016(01)
硕士论文
[1]便携式气体检测仪的设计与研究[D]. 乔忠.郑州大学 2016
[2]岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究[D]. 吕游.西南石油大学 2015
[3]独轮悬挂式隧道巡检机器人能量补给与增稳控制研究[D]. 王晓彤.华北电力大学 2015
[4]基于气体传感器阵列的有害气体检测系统的研究[D]. 柳润琴.宁波大学 2014
[5]隧道巡检机器人关键技术研究[D]. 邓方远.华北电力大学 2013
[6]特长隧道自然风影响因素及计算方法研究[D]. 尤鸿波.西南交通大学 2010
本文编号：2907395
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