自坐封式截断阀应用在所有石油化工管道上,实现安全坐封,保护管道安全。基于固液两相流对自坐封式截断阀的坐封过程进行有限元仿真,对阀芯的四种工况进行理论分析与数值模拟,得出相应流场流线图、速度图,以及阀芯、阀芯底座的应力云图、变形云图。由结果可知,自坐封式截断阀的工作状态下,阀芯的接触表面存在严重的集中应力场,应力场的最大应力不超过16500 MPa(微小局部),最大变形量不超过0.055 mm;阀芯底座最大应力不超过654.47 MPa(微小局部),最大变形量不超过0.080mm,引起接触表面轻微变形,影响阀门使用寿命。研究结果对截断阀阀芯结构优化改进提供相应的理论支撑。

针对长输油气管道焊接效率低、劳动强度大和焊接质量不稳定的问题,研制了一种管道全位置焊接机器人。根据野外施工特点,采用模块化设计方法,确定了焊接机器人结构,主要包括行走机构、焊炬调节机构和送丝系统三部分,并对其结构特点和工作原理进行了分析。根据机械模型建立了机器人的运动学方程,进行了仿真和试验研究,仿真结果表明:该机器人可以完成对应壁厚钢管的焊接,且焊接质量良好。

已经建设完成的中俄原油管道二线工程在冬季施工过程中途经黑龙江漠河等东北地区,冬季平均气温低。坡口机液压泵站采用柴油发动机作为动力在低温条件下使用面临着无法启动等问题。针对东北地区-40℃低温,设计一种在极寒温度工况下使用的坡口机液压泵站,该液压泵站采用整体式框架结构,发动机采用密闭式保温设计,具有良好的低温防护性能。同时,对液压控制系统进行优化设计,对液压元件进行优化选型,解决了液压泵站在低温环境下的使用问题,确保了工程现场的使用。

在石油化工、管道建设等行业,管道内爬行机器人得到了迅速的发展应用。针对大口径油气长输管道的特点,对内爬行机器人进行工况分析,设计一种由压缩空气作为动力驱动的、适应管径1422 mm的内爬行管口组对机器人。该机器人采用遥控操作控制方式,可以实现前进、后退、紧急停车、涨紧对口等动作,采用大扭矩气动马达双侧四轮驱动,爬坡能力强,可以适用于大坡度施工工况。通过功能扩展还可以实现管道内监测、设备检修等功能。介绍了管道内爬行机器人的机械结构、控制流程、控制原理等内容。该机器人具有扩展性能强、爬行能力好、安全环保、操作控制简单等优势。