油气管道作为能源输送的重要通道,是维护经济持续发展,保障社会生活的重要基础设施。山西是煤炭资源开发的大省,山西省因采煤造成的地下采空区面积达到5000余平方千米,形成近3000平方千米的采空塌陷区,这些采空塌陷区会使输送管道产生拉伸、弯曲和剪切等变形,造成油气的泄露,甚至引发爆炸等重大事故。因此对油气管道智能矫正装置进行研究具有重要的意义。本文设计出一套油气管道智能矫正装置。该装置主要由机械结构部分和监测控制部分构成。其中油气管道智能矫正装置中机械结构部分可以调整装置的支撑高度、支撑宽度并且具有传动系统自适应的性能。该装置的监测控制系统可对采空塌陷区油气管道进行远程监测与智能化控制,从而保证管道的正常运行。利用SolidWorks软件建立油气管道智能矫正装置三维模型,并通过有限元分析软件ANSYS Workbench对智能矫正装置中的关键零部件进行静力学和模态仿真研究。研究结果表明,油气管道智能矫正装置中的关键零部件均满足强度要求且总变形较小。油气管道智能矫正装置的前六阶模态固有频率与传动系统中快速电机与慢速电机激励频率相差较大,因此,理论上快速电机和慢速电机的运行不会使油气管道智能矫正装置产生共振的现象。利用FLUENT软件对油气管道智能矫正装置进行外流场仿真研究,研究结果表明,随着风速等级从零级至十二级的增加,流体入口方向智能矫正装置外表面的作用力不断增大并获得相应的数据。然后采用ADAMS软件对油气管道智能矫正装置进行动力学仿真研究。研究结果表明,在零级至八级标准风速工况下,油气管道智能矫正装置可对油气管道进行应急处置作业;在九级及之后标准风速工况下,油气管道智能矫正装置会发生倾倒的现象,不能进行应急处置作业。因此在八级及以下标准风速工况下,智能矫正装置的稳定性较好,且也便于进行应急处置工作。完成油气管道智能矫正装置试验平台的搭建,并对智能矫正装置进行速度试验测试、承载能力试验测试、模态试验研究和振动试验研究。试验结果表明,智能矫正装置的慢速速度为6.1mm/min,与理论设计相一致且满足技术要求,其快速速度为286.9mm/min,便于吊钩位置的调整;智能矫正装置承载能力可以达到3t,故满足技术要求。在慢速条件下,智能矫正装置固有频率与其振动频率相差较大,不会发生共振现象;在快速条件下,智能矫正装置中各个测点的固有频率与其振动频率相差较大,一般不会发生共振现象,因此本智能矫正装置在快速与慢速条件下,可以平稳地进行应急处置作业,从而判断该装置结构设计合理。