石油从地下输送到地面的过程中会析出碳酸钙、蜡质、硫酸钡等成分,极易在输油管道内壁结垢,严重影响管道输送效率。就好比众人皆知的“血栓”,都是一种“健康隐患”。
如何为石油管道除“栓”?一直以来都是行业内一道待解的难题。日前,长江大学机械工程学院师生团队交出除“栓”答案,一举斩获第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛终审决赛金奖。
此前,国内输油管道内壁的清垢检测技术和设备长期受国外垄断,价格高昂,是一种典型的“卡脖子”技术。2017年,中国海洋石油集团有限公司提出,拟开展我国海上智能清管器开发及其相关基础理论研究的计划,并希望长江大学机械工程学院等院校团队尽快进行相关技术预研。
团队指导教师、机械工程学院副教授孙巧雷介绍道,“我们团队有良好的研究基础,早在2008年,学院就与长庆油田开展了类似的合作,且延续至今,为项目的后续研究打下了坚实的基础。”尽管已经积淀下理论基础,但团队的开发过程仍然困难重重——管道类别多、附着物“变幻莫测”、石油的易燃性要求设备不能带电……这些都是摆在团队面前的巨大挑战。
在孙巧雷的实验室,摆放着多个不同设计阶段的智能清管器设备模型和实物。“前前后后有三批25名学生加入清管器项目研究。”孙巧雷介绍,他们个个身怀绝技,发挥各自学科背景优势,在合作与学习中不断推动项目发展。
“团队的传承,团队成员的密切配合,学校的大力支持,为成果的突破奠定了坚实的基础。”管内不能带电,团队就采用小型防爆电池,或使用涡轮转具提供动力;输油管类别多样,他们就设计不同尺寸……一个又一个难题在团队师生的共同努力下被各个击破。
最终,团队研发的智能清管器具有智能化、间断射流、实时监测等多项优点,具有广阔的应用前景。设备融入数字孪生技术和虚拟影像,实现清管器的可变径,突破了管径变化对设备限制的难题;针对管内时常卡阻的问题,设备可根据需要实现间断射流,进而继续前进,疏通管道;配套的清洁检测系统,则可实现实时监测。
项目启动以来,团队共申请获批专利十多项,软件著作权6项,发表核心以上论文9篇。从初创到成熟,团队每个成员都收获满满。几乎每一个学生都有自己排名第1的专利或论文,7人次获得了国家奖学金,还有多名成员先后被保送到电子科技大学、北京工业大学等院校。
“我们下一步的打算是进一步储备技术,降低成本,让设备更加成熟,相信在国内市场肯定能够占有一席之地。”针对智能清管器设备,孙巧雷说。
团队的每一次跨越和荣耀的加冕,皆深深镌刻着学校机械工程学院无私扶持的烙印。目前,机械工程学院拥有“湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心”“机械工程实训湖北省实验教学示范中心”“教育部-瑞士GF智能制造创新实践培育基地”等12个省部级教学科研平台和“地热资源开发研究所”等4个校级科研机构。
在学院这片科研的沃土中,学子们探索知识、勇攀高峰,不断取得佳绩。近5年,学生获全国“挑战杯”竞赛特等奖、“互联网+”大赛全国主赛道金奖、全国大学生机械创新设计大赛一等奖等各类国家级学科竞赛奖励上百项,彰显了学院人才培养的显著成效。(部分数据截至2023年6月)
科技兴则民族兴,科技强则国家强。未来,长江大学将持续强化有组织科研,促进科技自立自强,并进一步激发师生的科研热情和创新活力,推动学校科技工作更高质量发展,不断书写长大科技报国的时代新篇。
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素材来源:长江大学官网/官微,长江大学本科招生办公室官微