[01133421]长输管道对口接管自动化装置研制

一、项目概要 随着油田开发力度的加大,长输天然气管线的数量也逐渐增多,在众多长距离输气长输天然气管线中,很多时候由于新管道建造、地质灾害、工程修建、管道腐蚀等,管道将面临拆迁、改道而需要在沟下对口接管施工。两端管道的轴线往往汪汪空间不相交的两条直线,当两管道中心轴线夹角大于3°时,下料管段截面为圆面,截取后需用弯头连接管道;当两管道中心轴线夹角小于3°时,下料管段截面为斜截面。在国内,目前在连接空间错位管道时,均采用人工测量的施工方法。先将要连接的两个管口端面尽量切割平齐并垂直于管口轴线,修磨后在圆周方向上测量四点距离,然后按照测量尺寸截取下料管段,并不断修磨超长部分管口,直到下料管段放进连头管口内。这种人工测量施工方法,误差较大,而且浪费人力和物力,效率很低,。 这一问题已引起石油天然气管道施工管理者和工程师的高度重视,尤其是当前高科技电子产品层出不穷的时候,针对上述问题,研制一套智能高精度自动测量和自动管外壁画线装置,实现快速准确的测量和下料切割,为管线对口施工提供快捷可靠方法。 二、研究的必要性及意义 目前,在国内众多长距离输气管线中,很多时候由于新管道建造、地质灾害、工程修建、管道腐蚀等原因造成管道拆迁、改道等而需要重新连接的情况,必需要管道的对口接管施工。目前国内管道对口接管是一项不折不扣的技术活（手艺活）,关键原因是目前仍然采用手工测量,手工画线的方式。该方式误差大,下料管段需经过多次打磨,下料管段还会出现不能使用的现象,这样的管道对口施工技术已经成为了一个提高生产率的技术瓶颈,不仅考验着新入手的工程师,即便是老工程师也没有缺失的把握一次性对口成功。该项目立项的必要性及意义可归纳： 1、对口接管手工测量精度低,误差大。另外在电子技术逐步普及的今天,仍然沿用传统的手动测绘方法,严重影响了企业的技术水准,无法与我公司高水平、现代化规范管理的企业形象相匹配; 2、一套便捷的电子测量和下料管道外壁画线自动化装置,不需要工程师特殊的训练,简单的平板电脑操作,确保下料管段一次性安装成功,节约工时和材料成本,为实现快速通气节约时间; 3、自动测量和画线装置的成功研制和投入使用,将填补国内该方面的技术空白,增加企业竞争力和知名度。 三、主要研究内容： 1.设计对接两管口测量智能化测量装置;采用高精度激光测距和电阻测角模块,设计合理的结构形式,集成测距、测角和PLC模块,实现快速自动高精度测距和测角的功能; 2.基于解析几何,快速计算两管口空间方程,并实现管口空间相对位置和形状的图像显示; 3.考虑温度影响,计算下料管段两管口空间方程,并实现该管段形状的直观显示; 4.集成测量和计算两个功能模块,开发便携的一体化测量装置; 5.自动画线装置研制。获取测量装置数据,基于两维绘图仪原理,设计下料管段的画线自动化装置。实现在管道外壁上自动画线,为下料切割提供清晰直观的标识。 四、预期经济社会效益 1、经济效益分析 管道对口接管是维抢修工作的重要内容组成,陕京管线安全运行了18年,这期间每年多有多次的对口接管施工,该项工作完成的质量和时间间隔,对管线运营和天然气的输配有重要的意义,①缩短工期,减少停输时间,②降低人力成本,③减少材料浪费,④减少管理成本,为保质保量完成工作提供可靠的保障,进而保证长输管道的安全运行,确保公司效益的最大化。 2、社会效益分析 本项目研制的一套智能高精度自动测量和自动管外壁画线装置,可实现快速准确的测量和下料切割,为管线对口施工提供快捷可靠方法。自动测量和画线装置的成功研制和投入使用,将填补国内该方面的技术空白,增加企业竞争力和知名度,发挥我公司的科技优势,贯彻落实“科学技术是第一生产力”,具有重大的社会效益。 五、成果 （1）论文三篇： [1]李玉坤,王龙升,蒋毅,吴涛,杨进川,王鄯尧,陈帅.长输管道对接管口切割量计算方法[J].油气储运: [2]李玉坤,陈帅,廖昌建,张子秀,王东营,彭启凤.管道站场基础沉降远程在线监测评价系统设计[J].中国安全生产科学技术,2021,17（07）:65-70。 [3]管道动火连头快速下料自动化工具研制[J] （2）向国家专利局申请并获得授权发明专利2项: [1]利用超声波测量对接管道截面相对位置的设备 [2]一种管道对口接管测量划线自动化装置 （2）开发一套管道对口接管自动化装置,并开展实际用,应用单位2家。