基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测

1

作者 张瑾 徐明明 +3 位作者 李风 郭志永 王晓君 李肖 《工具技术》 北大核心 2024年第1期147-153,共7页

油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统... 油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统与方法,利用激光和反射镜实现内螺纹牙型轮廓的强化和转角窥视,借助已标定的相机模型参数,通过立体视觉和旋转进给重构纵截面中双侧牙型的三维点云,经进一步处理,从三维点云中计算出内螺纹螺距、齿高和锥度三项几何参数。依据美国石油协会(API)标准规定的参数容限范围实现油管接箍内螺纹质量的判定,研制出视觉系统,并与传统量具在相同工况下测量27/8与31/2英寸两种规格的油管内螺纹几何参数,结果表明,提出的视觉系统可实现内螺纹多项参数的一体化高精、高效测量,满足工业现场需求。 展开更多

关键词 油管接箍内螺纹 双目视觉测量 内螺纹几何参数 图像处理 反射镜

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油田钢质常压储罐气相缓蚀剂雾化技术研究与应用

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作者 龙媛媛 刘晶姝 +2 位作者 李开源 李薛 杨为刚 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2021年第1期6-9,共4页

油田钢质常压储罐气相区腐蚀严重,其主要原因是凝结水与O 2,CO 2和H 2S协同腐蚀作用的结果。模拟不同的气相环境对4种气相缓蚀剂进行了缓蚀性能评价,优选出在各种气相环境下缓蚀率均大于90%的气相缓蚀剂氨基乙酸,并设计了气相缓蚀剂雾... 油田钢质常压储罐气相区腐蚀严重,其主要原因是凝结水与O 2,CO 2和H 2S协同腐蚀作用的结果。模拟不同的气相环境对4种气相缓蚀剂进行了缓蚀性能评价,优选出在各种气相环境下缓蚀率均大于90%的气相缓蚀剂氨基乙酸,并设计了气相缓蚀剂雾化装置,通过气相缓蚀剂雾化工艺优化试验,确定了最佳喷雾质量浓度为100 mg/L,最佳喷雾时间间隔为24 h。气相缓蚀剂雾化技术在胜利油田某联合站的一台原油沉降罐上应用,现场试验结果表明:该技术应用后,沉降罐气相区试片的腐蚀速率由0.1456 mm/a降至0.0128 mm/a,缓蚀率达到91.21%,实现了储罐气相区的有效防护。 展开更多

关键词 常压储罐 气相区腐蚀 气相缓蚀剂 雾化装置 雾化工艺

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基于CCD成像的油管螺纹参数自动化检测技术 被引量：2

3

作者 张瑾 范路 +2 位作者 胥成亮 郭志永 高雷雷 《工具技术》 北大核心 2023年第3期134-139,共6页

针对现有油管螺纹人工检测效率低的问题,提出将CCD视觉成像技术应用于油管螺纹参数检测中。搭建了螺纹检测所需的成像系统,对成像光学器件进行了选型;根据检测标准要求建立了螺纹参数提取算法,开发了参数提取程序与结果显示的人机界面;... 针对现有油管螺纹人工检测效率低的问题,提出将CCD视觉成像技术应用于油管螺纹参数检测中。搭建了螺纹检测所需的成像系统,对成像光学器件进行了选型;根据检测标准要求建立了螺纹参数提取算法,开发了参数提取程序与结果显示的人机界面;研制了检测装置样机,对27/8与31/2油管进行了现场试验。结果表明:基于CCD成像技术的油管螺纹检测技术可获得较高质量的螺纹图像,实现螺纹螺距、齿高与锥度的提取与自动化检测,检测效率与精度高,满足现场油管螺纹自动化检测的要求。 展开更多

关键词 油管 螺纹 自动化检测 CCD成像

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车载式自动除锈喷涂装置的设计及控制研究

4

作者 王亭沂 马波 +2 位作者 齐静静 范路 张宝龙 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第9期122-128,共7页

针对油田储罐喷涂施工的复杂性,文中设计了一种车载式自动除锈喷涂装置,集自动除锈和喷涂技术于一体,适用于油田储罐的自动除锈喷涂工作。首先,设计车载式自动除锈喷涂装置总体方案,并在ANSYS分析软件中进行受力分析,确保装置的安全性... 针对油田储罐喷涂施工的复杂性,文中设计了一种车载式自动除锈喷涂装置,集自动除锈和喷涂技术于一体,适用于油田储罐的自动除锈喷涂工作。首先,设计车载式自动除锈喷涂装置总体方案,并在ANSYS分析软件中进行受力分析,确保装置的安全性和可靠性;其次,对所用机械臂进行轨迹规划,设计整体装置的控制逻辑;最后,根据相似性原理设计加工测试装置,分析车载式自动除锈喷涂装置运动的准确性和轨迹规划的可行性。 展开更多

关键词 车载式自动除锈喷涂装置 有限元分析 轨迹规划 控制系统设计

原文传递

复合结构罐顶层合结构研究

5

作者 张瑾 李风 +2 位作者 乍靖榆 胥成亮 黄晓亮 《全面腐蚀控制》 2023年第2期65-68,共4页

由于原油储罐中往往含有大量的H_(2)S、SO_(2)、CO_(2)等腐蚀性气体,在O_(2)的共同作用下易发生电化学腐蚀,对金属罐顶造成电腐蚀穿孔破坏,因此亟需设计研究一种抗腐蚀的复合结构罐顶。本文通过对复合结构中的基体材料、纤维增强材料、3... 由于原油储罐中往往含有大量的H_(2)S、SO_(2)、CO_(2)等腐蚀性气体,在O_(2)的共同作用下易发生电化学腐蚀,对金属罐顶造成电腐蚀穿孔破坏,因此亟需设计研究一种抗腐蚀的复合结构罐顶。本文通过对复合结构中的基体材料、纤维增强材料、3D材料进行对比分析,优选出最佳材料组合,并对复合结构的铺层结构进行设计和分析,得出最优的铺层结构形式,研究设计的复合结构罐顶层合结构具有抗腐蚀,质量轻,保温性能强等优点。所得结论可以为纤维增强复合结构罐顶的设计和选材提供指导. 展开更多

关键词 复合结构罐顶 玻璃纤维 电化学腐蚀 铺层结构

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抽油杆材料在含CO_(2)高温高压环境中的腐蚀规律研究 被引量：3

6

作者 齐光峰 李风 +1 位作者 张瑾 时宪 《全面腐蚀控制》 2022年第4期126-130,共5页

本文通过在CO_(2)与油井介质环境共同作用下的模拟试验研究,探索了不同抽油杆材料的腐蚀规律。研究表明,在不同矿化度(CL^(-)等电解质含量)、温度、CO_(2)分压下,相同抽油杆材料的腐蚀速率和腐蚀产物形态不同,且后两者影响更显著;不同... 本文通过在CO_(2)与油井介质环境共同作用下的模拟试验研究,探索了不同抽油杆材料的腐蚀规律。研究表明,在不同矿化度(CL^(-)等电解质含量)、温度、CO_(2)分压下,相同抽油杆材料的腐蚀速率和腐蚀产物形态不同,且后两者影响更显著;不同抽油杆材料在相同试验条件下的耐腐蚀性呈现较大差异,高Cr材料耐腐蚀性优异。 展开更多

关键词 抽油杆 CO_(2)分压 腐蚀试验

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环氧乙烯基酯树脂及其复合材料高温高压矿化水条件下老化性能研究

7

作者 李风 王亭沂 +3 位作者 张瑾 范路 杨成瑞 时宪 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第8期82-88,共7页

制备环氧乙烯基酯树脂及其玻璃纤维增强复合材料,对其进行高温高压(70℃+5 MPa)矿化水老化试验,研究纯树脂、树脂基复合材料在高温高压矿化水老化条件下的性能劣化趋势及其老化机理。研究发现:老化后材料的力学性能出现大幅度降低,经老... 制备环氧乙烯基酯树脂及其玻璃纤维增强复合材料,对其进行高温高压(70℃+5 MPa)矿化水老化试验,研究纯树脂、树脂基复合材料在高温高压矿化水老化条件下的性能劣化趋势及其老化机理。研究发现:老化后材料的力学性能出现大幅度降低,经老化49 d后复合材料的剩余拉伸强度为56.79%,环氧乙烯基酯的拉伸强度仅为27.30%;老化前后,环氧乙烯基酯的特征官能团发生变化,发生了酯基的水解、材料内部形成氢键等物理化学反应,对材料性能产生不利影响;环氧乙烯基酯的FTIR以及XPS数据表明树脂的老化程度从材料的表面沿厚度方向逐渐减弱;SEM结果表明,环氧乙烯基酯在老化过程中断裂失效模式从韧性断裂慢慢转变为脆性断裂,在复合材料内部还发生了界面脱黏现象;树脂及复合材料的DMA数据显示,由于老化后树脂分子链的断裂以及水分子的增塑效应,复合材料的玻璃化温度降低并且储能模量发生了变化。 展开更多

关键词 环氧乙烯基酯 复合材料 老化 强度 微观形貌

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乙烯基树脂复合材料湿热老化性能研究

8

作者 范路 张瑾 +2 位作者 李风 杨成瑞 胥成亮 《合成材料老化与应用》 2022年第4期30-32,共3页

本文研究了乙烯基树脂复合材料层合板在80℃湿热老化条件下的老化性能。研究表明,湿热老化42d后,复合材料拉伸强度保留率为60%,弯曲强度保留率为63%,这是由于湿热老化对界面产生的影响造成的;DMA数据表明,复合材料的玻璃化转变温度以及... 本文研究了乙烯基树脂复合材料层合板在80℃湿热老化条件下的老化性能。研究表明,湿热老化42d后,复合材料拉伸强度保留率为60%,弯曲强度保留率为63%,这是由于湿热老化对界面产生的影响造成的;DMA数据表明,复合材料的玻璃化转变温度以及损耗因子都呈现下降的趋势。 展开更多

关键词 复合材料 老化性能 强度 微观形貌

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环氧树脂及其复合材料酸性盐雾老化机理及性能 被引量：1

9

作者 张瑾 杨成瑞 +3 位作者 李鹏 李风 胥成亮 郭志永 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期121-128,共8页

现役油田用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)常工作于酸性盐雾条件之中,为研究盐雾溶液在树脂、GFRP中的扩散行为,分析老化机理及性能,制备了环氧树脂浇铸体及其GFRP NOL环,进行为期50天酸性盐雾老化试验。X射线光电子能谱分析,能谱分析结果... 现役油田用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)常工作于酸性盐雾条件之中,为研究盐雾溶液在树脂、GFRP中的扩散行为,分析老化机理及性能,制备了环氧树脂浇铸体及其GFRP NOL环,进行为期50天酸性盐雾老化试验。X射线光电子能谱分析,能谱分析结果表明,溶液中的金属离子、非金属离子由于体积、电荷平衡的限制难以进入材料内部,材料性能劣化主要是由于水分子、H^(+)的扩散造成的,其扩散行为符合Fick扩散定律,扩散系数为7.26×10^(-4)mm^(2)/h。傅里叶变换红外光谱显示,靠近外部盐雾溶液的部位,树脂受损严重,形成更多的分子间氢键,推测水分子、H^(+)沿树脂厚度方向不是均匀分布的。水分子对树脂高分子交联网络产生溶胀作用、在界面产生应力降低界面性能,扫描电子显微镜测试表明,出现了界面脱黏现象;H^(+)会促进酯基的水解并且破坏纤维的完整性,玻璃纤维表面产生了裂纹。老化50 d后GFRP的玻璃化转变温度降低、力学强度下降,层间剪切强度、拉伸强度保留率分别为80.79%,80.22%。 展开更多

关键词 复合材料 NOL环 盐雾老化 Fick扩散 力学强度 微观形貌

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复合结构罐顶安全性数值模拟及结构优化 被引量：1

10

作者 张瑾 汪云家 +3 位作者 李风 王亭沂 胥成亮 任京文 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期70-77,共8页

传统玻璃钢储罐罐顶质量大,稳定性差。出于减重和增加罐顶稳定性的目的设计了含夹芯结构的新型纤维增强复合结构罐顶。由于复合结构罐顶受力复杂且缺少相关的设计和校核标准,因此以直径为11 m的立式储罐罐顶为例,采用ANSYS有限元分析方... 传统玻璃钢储罐罐顶质量大,稳定性差。出于减重和增加罐顶稳定性的目的设计了含夹芯结构的新型纤维增强复合结构罐顶。由于复合结构罐顶受力复杂且缺少相关的设计和校核标准,因此以直径为11 m的立式储罐罐顶为例,采用ANSYS有限元分析方法,对根据HG/T 20696-2018标准设计的纤维增强复合结构罐顶进行安全性分析,根据安全系数求解罐顶设计的最小厚度和最小质量,并根据分析结果对罐顶进行结构优化。研究结果表明:HG/T 20696-2018标准无法适用于复合结构罐顶的设计;相比于该标准设计下的复合结构罐顶,加入加强筋前的罐顶厚度可再减少12%,质量再减少10%,而采用加强筋后,罐顶厚度可减少42%,罐顶质量可减少40%;加强筋下沿区域应力集中明显,为首要失效位置。所得结论可为纤维增强复合结构罐顶的设计和改进提供指导。 展开更多

关键词 立式储罐 安全系数 夹芯结构 玻璃纤维 复合材料

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EP/MWCNTs复合材料的制备及其压阻性能 被引量：1

11

作者 李风 张密 +2 位作者 于洲 张瑾 季志鹏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期14-23,共10页

通过对环氧树脂(EP)基复合材料施加载荷并分析由此产生的电学信号的变化,是未来设备损伤自监测的一个新方向。为了实现EP基复合材料在服役过程中的损伤自监测,以多壁碳纳米管(MWCNTs)作为EP的填充材料,利用非离子型分散剂(TritonX-100)... 通过对环氧树脂(EP)基复合材料施加载荷并分析由此产生的电学信号的变化,是未来设备损伤自监测的一个新方向。为了实现EP基复合材料在服役过程中的损伤自监测,以多壁碳纳米管(MWCNTs)作为EP的填充材料,利用非离子型分散剂(TritonX-100)对MWCNTs进行非共价处理并将其与EP共混,同时分别将含有羟基、羧基和氨基的MWCNTs与EP共混,制得非共价处理和共价处理的EP/MWCNTs复合材料。研究了这两种处理方式对EP/MWCNTs复合材料性能的影响,并与未处理的复合材料进行了对比,同时对所制备的EP/MWCNTs复合材料进行力-电协同试验,测试复合材料的压阻性能,探索复合材料的损伤自监测潜力。结果表明,当EP掺入共价处理的MWCNTs时,MWCNTs极性基团会与EP产生化学键,可以有效改善MWCNTs和EP材料的界面结合从而提升材料的力学性能,但共价处理破坏了MWCNTs结构,导致复合材料电导率相对较低。经实验验证,当EP中掺入非共价处理的MWCNTs时,MWCNTs可以实现单束分散,且在其质量分数为0.3%时使复合材料的拉伸强度比纯EP提高6.99 MPa,电导率上升4个数量级。当非共价处理的MWCNTs质量分数达到0.7%时,复合材料具有最大的压阻灵敏度,为4.5。 展开更多

关键词 碳纳米管 复合材料 环氧树脂 压阻效应

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油气田酸性介质输送用玻纤增强PE柔性管性能

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作者 李风 张密 +2 位作者 于洲 张瑾 黄庭蔚 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期123-128,共6页

玻纤增强聚乙烯(PE)柔性管具有易弯曲、质量轻、耐腐蚀性好且便于运输和安装等优点,因此采用玻纤增强PE柔性管解决油田地面集输管网腐蚀问题是未来油田用管的主要研究方向。分别建立?50 mm,?75 mm管径的油田酸性介质用玻纤增强PE柔性管... 玻纤增强聚乙烯(PE)柔性管具有易弯曲、质量轻、耐腐蚀性好且便于运输和安装等优点,因此采用玻纤增强PE柔性管解决油田地面集输管网腐蚀问题是未来油田用管的主要研究方向。分别建立?50 mm,?75 mm管径的油田酸性介质用玻纤增强PE柔性管有限元模型,开展柔性管爆破试验与有限元计算结果进行对比,对玻纤带纵向拉伸强度进行参数修正,修正系数取0.8。使用修正后的模型对?100 mm的油田酸性介质用玻纤增强PE柔性管进行校核,校核类型包括:管体爆破强度、设计压力下管体结构强度、管体拉伸强度及盘绕弯曲安全半径。结果显示,?100mm的油田酸性介质用玻纤增强PE柔性管爆破压力为24 MPa,设计内压下其内衬层应力值、增强层纤维方向应力值、增强层基体方向应力值、外保护层应力值分别为5.0,110,14.0,3.3 MPa,管体最大拉伸载荷为100 kN,在盘卷运输过程中最小弯曲半径为3.1 m、现场铺设过程中最小弯曲半径为4.6 m。校核结果表明,该柔性管满足使用要求,目前已在现场得到应用。该研究结果可为玻纤增强PE柔性管强度计算及校核提供参考依据。 展开更多

关键词 聚乙烯 复杂载荷 柔性管 修正 性能研究 判定准则

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分子动力学模拟在碳材料增强复合材料中的研究进展

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作者 李风 王乐 +2 位作者 张瑾 王亭沂 范路 《化学反应工程与工艺》 CAS 2024年第2期177-185,共9页

综述了近年来国内外学者使用分子动力学模拟对碳纳米管、碳纤维和石墨烯增强的两相及三相树脂基复合材料进行研究的进展。分别对界面结合能、基体分散、聚合物构象等方面的模拟计算进行概述,归纳总结了分子动力学模拟在树脂基复合材料... 综述了近年来国内外学者使用分子动力学模拟对碳纳米管、碳纤维和石墨烯增强的两相及三相树脂基复合材料进行研究的进展。分别对界面结合能、基体分散、聚合物构象等方面的模拟计算进行概述,归纳总结了分子动力学模拟在树脂基复合材料中所能解决的各类技术难题,并对其应用前景和发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 碳纳米管 碳纤维 复合材料

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环氧树脂及其复合材料高温高压矿化水条件下的老化机理及性能

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作者 杨成瑞 王豪 +3 位作者 李鹏 王芫芫 李风 张瑾 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期97-105,共9页

采用物理机械混合的方式将硅烷偶联剂或碳纳米管分别加入环氧树脂(EP)中,经缠绕成型制备玻璃纤维(GF)增强EP复合材料NOL环,并通过静态力学性能、动态力学性能、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及能谱分析等对复合材料老化前后的性... 采用物理机械混合的方式将硅烷偶联剂或碳纳米管分别加入环氧树脂(EP)中,经缠绕成型制备玻璃纤维(GF)增强EP复合材料NOL环,并通过静态力学性能、动态力学性能、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及能谱分析等对复合材料老化前后的性能进行表征。研究发现,当添加硅烷偶联剂质量分数为1.5%或碳纳米管质量分数为0.2%时,复合材料的力学性能最为优异。高温高压矿化水老化后,复合材料的力学性能下降,玻璃化转变温度下降9℃;溶液中的金属离子由于体积限制难以进入复合材料内部,复合材料性能的劣化主要是温度、水分对于EP基体、EP基体与GF界面产生的破坏造成的。水分子进入后可以与EP中的极性官能团结合生成氢键并且导致酯基的水解,靠近外部溶液的部位受损伤更严重;EP基体中添加硅烷偶联剂或碳纳米管后,水分子在复合材料内部的扩散能力减弱,老化后复合材料的拉伸、层间剪切强度保留率提高,耐老化性能提升。 展开更多

关键词 复合材料 老化 力学强度 微观形貌

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