[发明专利]一种管道检测器的最大旁通面积确定方法

说明书

本发明公开了一种管道检测器的最大旁通面积确定方法，根据检测器的运行条件构建检测器的动力模型，利用牵拉试验得到管道猪在管道内的摩擦力，检测器在管道内竖直上升和竖直下降会有不同的受力情况，根据这两种情况来分析旁通孔直径的范围，在竖直上升管道内要保证阀门完全关闭时，检测器仍能做加速运动，此时计算出旁通孔直径的取值上限；在竖直下降管道内要保证阀门完全打开时，检测器仍能做减速运动，此时计算出旁通孔直径的取值下限。本发明方法避免了旁通孔直径选择过小即最大旁通面积过小时导致检测器无法完成控速要求，以及避免了旁通孔直径选择过大时导致了检测器在管道内堵塞的情况。

技术领域

本发明涉及管道检测器技术领域，尤其是一种管道检测器的最大旁通面积确定方法。

背景技术

目前随着不断地发展，天燃气成为我们日常生活中必不可少的一部分。因此天燃气的稳定运输对我们尤为重要。随着天燃气管道的不断建造，对于其以后的检测维修等问题尤为重要。对于天然气管道德检测一般使用管道检测器，俗称管道猪。由于天然气管道内的天然气速度较高，而检测器进行检测时速度需要稳定在一定的范围内，并且检测器的速度过快也会对天然气管道和检测器造成损坏。对于目前的管道检测器来说，通常要求检测器的速度不超过4.3m/s,对于某些超声检测器甚至要求不超过2.4m/s。

为了使检测器保持在规定的速度范围内，要对其进行速度控制，目前使用最多的就是闭环速度实时控制，即根据检测时的实际速度与规定速度进行比较，改变检测器前后压差，进而改变检测器的速度。

改变检测检测器前后压差的方法就是在检测器内部安装旁通阀。控制阀门的开度改变前后压差进而改变检测器的运动速度。当检测器的实际速度大于规定要求的检测速度范围时，速度控制系统就会加大阀门开度使检测器前后压差减少，使检测器的运动速度调整到规定的范围。当检测器的实际速度小于规定要求的速度时，速度控制系统会减小阀门开度，增大检测器前后压差，使检测器的速度增加到规定范围。

因此，旁通阀所能旁通量的大小决定着能否完成规定的速度控制，可以使用旁通阀的旁通面积比(即旁通面积和管道截面积之比)表示其旁通量。根据实验得知若最大旁通面积太小，则旁通阀不能够使检测器速度降到要求的速度区间，检测器就不能发挥作用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种管道检测器的最大旁通面积确定方法，避免了旁通孔直径选择过小即最大旁通面积过小时导致检测器无法完成控速要求的情况。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种管道检测器的最大旁通面积确定方法，最大旁通面积A₀＝π*d²/4；d为旁通孔直径，单位为m；

旁通孔直径d的取值范围为：

最大旁通面积A₀的取值范围为：

其中，M为检测器质量，单位为kg；g为重力加速度，单位为m/s²；A为管道截面积，单位为m²；F_f为检测器在管道内所受的摩擦力，单位为N；ρ为气体密度，单位为kg/m³；V为气体速度，单位为m/s；V_pig为检测器速度，单位为m/s；L_pig为检测器的长度，单位为m；f为旁通段摩擦系数。

优选的，进行牵拉试验获得检测器在管道内所受的摩擦力F_f，具体方式如下所示：

利用钢丝绳牵引检测器在管道内行走，当检测器速度稳定时，牵引力就等于检测器在管道内所受的摩擦力F_f。