背景技术
[0002] 智能清管器对管道进行内检测时，清管器速度需要限制在较低范围内；否则容易造成管道检测不准、清管器与管道弯头冲击等问题。常规清洁型清管作业，同样要求清管器运行较慢，否则容易造成清管效率降低、介质回流等问题。但是由于气体的可压缩性，天然气管道内清管器速度容易产生较大波动。随着管道无损检测技术的发展，出现了一种清管器速度闭环控制技术，主要采用伺服电机对旁通阀进行实时控制，通过调节旁通阀过流量控制清管器速度。现有旁通阀调速方案由于结构限制，阀口开度十分有限（通常限制在管道横截面积的16%以内），难以胜任清管器卡死启动以及起伏管道清管等恶劣工况。
[0003] 研究发现，输气管道内，清管器卡死启动以及进入下坡段管道时，容易产生速度冲击；主要在于清管器后端憋压不能迅速释放，造成清管器加速度过高，其速度可达到20m/s以上。该类工况下，清管器与管道焊缝、管道弯头发生剧烈碰撞，容易造成清管器损坏；同时对于管道内检测而言，过高的清管器速度会造成缺陷检测和定位不准确。针对清管器速度冲击的问题，有关学者提出了以下刹车控制方案。
[0004] 专利EP2085155A1公布了一种管道内检测用的设备。其技术方案为：采用多个滚轮采集清管器速度；滚轮贴紧管道内壁滚动前进，并驱动与其固连在一起的液压泵工作，液压泵可以选用径向柱塞泵或者齿轮泵。多个滚轮驱动液压泵工作，高压油液通过节流阀流回到油箱，节流阀前端压力通过控制油缸作用到滚轮上。控制油缸安装在刹车装置中心位置，并靠近滚轮边缘部位，控制油缸的活塞杆端部安装刹车片。在节流阀压力的推动下，刹车片挤压滚轮产生摩擦阻力，通过滚轮传递到管壁上。这样刹车装置整体会产生一个与清管器速度相关的拖拽力，速度越高对应的拖拽力越大，清管器在刹车力作用下运行速度会更加平稳。
[0005] 专利CN201610013135.0公布了一种清管器刹车装置。其技术方案为：速度采集轮通过液压力压紧在管道内壁，速度采集轮带动液压泵工作，液压马达带动中心质量块转动，质量块离心力通过连杆机构传递到刹车片上产生压紧力，压紧力与清管器运行速度成正比。
[0006] 专利CN201610015859.9公布了一种清管器液控刹车装置。其技术方案为：其技术方案：速度采集轮通过液压力压紧在管道内壁，速度采集轮驱动液压泵，高压油通过节流阀流回油箱，节流压力传递到中心油缸，油缸推动牵引头，牵引头通过连杆机构对刹车片产生对管道的压紧力，压紧力与清管器运行速度成正比。
[0007] 专利CN201611017496.9公布了一种带自动刹车装置的清管器。其技术方案为：其技术方案：筒体两端设置皮碗，连杆B一端铰接到刹车片另一端铰接到筒体上，连杆C一端铰接到刹车片另一端穿过筒体的槽型孔并铰接到心轴上；筒体内设置刹车油缸，所述刹车油缸的活塞杆与心轴连接；液压泵输入轴安装滚轮，两个液压泵之间设置支撑弹簧，液压泵设置在筒体后端；油箱设置在筒体内，液压泵吸油口连接到油箱，液压泵出油口连接到节流阀，节流阀回油口连接到油箱，节流阀前端与刹车油缸连接。
[0008] 上述刹车控制方案，主要采用里程轮驱动液压泵工作，通过液压系统中节流阀建立压力负反馈，从而调节刹车力。该类型刹车方案基于速度反馈特定大小的刹车力，控制存在一定延迟，并且难以适用于加速度较大的工况。主要在于清管器加速度过大，容易造成里程轮打滑，液压系统难以工作；基于速度反馈的刹车力较为有限，难以限制清管器速度剧烈增加的情况。
[0009] 基于上述背景，本发明提出全新的清管器加速度控制策略，防止清管器产生剧烈的速度冲击；配合现有旁通阀调速方案和刹车调速方案，有望使得起伏管道清管更加高效、可靠，适应我国中缅管道、中俄管道、兰成渝管道等跨越山区的起伏输气管道清管和检测。
