Обоснование конструктивных параметров составного струеформирующего сопла для мобильных установок подводной гидроабразивной резки

Адаптация технологии гидроабразивной резки к подводным условиям работы позволит решить различные задачи при выполнении подводно-технических работ, в том числе по обслуживанию техногенных объектов. Реализовать такую  технологию под водой можно с помощью мобильных установок, которые обладают малой мощностью, что накладывает определенные ограничения на их применение. Предложен способ повышения эффективности работы мобильных установок, реализующих подводную гидроабразивную резку. Способ основан на использовании составного струеформирующего тракта, содержащего алмазное сопло, дополнительную переходную втулку и стандартную фокусирующую трубку. Приведена конструкция алмазного сопла. Описана физико-математическая модель процесса формирования высокоскоростной струи, реализующей технологию подводной гидроабразивной резки, при прохождении потока суспензии, находящейся под давлением, через струеформирующий тракт предложенной конструкции. На основании расчетов по разработанной модели и натурных экспериментов выявлено влияние параметров конструктивных элементов составного струеформирующего тракта на выходные характеристики струйного течения. Оценена возможность и показана целесообразность использования такой конструкции для управления выходными характеристиками формируемой высокоскоростной струи.

Литература

[1] Thiyahuddin I., Tan N.W., Dindi M., Ikhranizam M., Ros M. Abrasive Waterjet Cutting Simulation Using Coupled SPH-FEA Method. SPE Symposium: Decommissioning and Abandonment. Society of Petroleum Engineers. Conference Paper, 2018, January, doi: 10.2118/193949-MS

[2] Кононенко В.Я. Использование способа сухой сварки при ремонте подводных переходов газо- и нефтепроводов в России. Автоматическая сварка, 2010, № 5, с. 54–59.

[3] Debruyne S., Massenhove K.V., Brackx K. Real-time underwater abrasive water jet cutting process control. Proceedings of EuroNoise, 2015, vol. 10, pp. 1375–1379.

[4] Kivisto B. Water jet Technology and Applications-Deep-water Subsea. Oil Spill India. Conference, Goa, India, 2011, vol. 30. URL: http://chukarwaterjet.com/wp-content/uploads/2018/07/White-Paper-Subsea-Waterjetting_0.pdf (accessed 06 October 2020).

[5] Брыных А., Шустек Л., Елинскис А. Опорожнение, химическая очистка и консервация нефтепровода Ду 700 Полоцк–Вентспилс на участке длиной 250 км. Трубопроводный транспорт: теория и практика, 2011, № 3, с. 7–11.

[6] Лекарева А.В., Кобзев А.А., Махфуз А.А. Особенности построения мобильного РТК гидроабразивной резки труб нефтепроводов. Экстремальная робототехника, 2018, т. 1, № 1, с. 367–376.

[7] Созинова Т.В., Рябцева А.Э., Яковцев П.А. Применение гидроабразивной резки в производстве авиационной техники для увеличения безопасности. Успехи современного естествознания, 2010, № 10, с. 48–49.

[8] Матризаев М.Ю., Халлыев Н.Х., Гумеров А.К. Методология повышения эффективности производства ремонтно-строительных работ подводных промысловых трубопроводов, бывших в эксплуатации. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов, 2016, № 2, с. 74–83.

[9] Пизинцале Л.В., Александровская Н.И., Варбанец Р.А. Выбор технологического процесса утилизации корпуса судна методом экспертных оценок. Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Морская техника и технология, 2015, № 1, с. 14–20.

[10] ElaineMaslin. Subsea waterjet cutting goes ultra-deep and ultra-highpressure Offshore Engineer. URL: https://www.oedigital.com/subsea/item/4249-subsea-waterjet-cutting-goes-ultra-deep-and-ultra-high-pressure (accessed 05 October 2020).

[11] Kivisto B. Deepwater Subsea Waterjet Impact on HSE. Offshore Technology Conference-Asia, 25–28 March, 2014, Kuala Lumpur, Malaysia, 2014, 6 p., doi: https://doi.org/10.4043/24783-MS

[12] Архипов А.Н., Кобзев А.А., Лекарева А.В., Махфуз A.A., Петухов Е.Н. Анализ роботизации процесса гидрорезания нефтепроводов. Современные проблемы науки и образования, 2014, № 6, с. 73–73. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15697 (дата обращения 06 октября 2020).

[13] Савин И.Ф., Сафонов П.В. Основы гидравлики и гидропривод. Москва, Высшая школа, 1978. 222 с.

[14] Колпаков В.И., Илюхина А.А. Особенности математического моделирования разрушения конструкций из разных материалов под действием высокоскоростной гидроабразивной струи. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 9, с. 1–8, doi: 10.18698/2308-6033-2019-9-1913

[15] Ilyukhina A.A., Kolpakov V.I., Galinovskii A.L., Khakhalin A.V. The Features of Hydroabrasive Cutting of Honeycomb Panels of Space Vehicles. Moscow University Physics Bulletin, 2018, vol. 73 (4), pp. 441–446, doi: 10.3103/S0027134918040069