BR102022016372A2

BR102022016372A2 - Sistemas e métodos para determinar velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor para medir propriedades de fluido e de conduto de fluido

Info

Publication number: BR102022016372A2
Application number: BR102022016372-3A
Authority: BR
Inventors: Anouk van Pol; Bryan Peng; Johannes Hubertus Gerardus Van Pol
Original assignee: Ingu Solutions Inc.
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2023-09-12

Abstract

Sistemas, métodos e dispositivos para inspeção de condutos de fluido usando velocidade absoluta de um dispositivo sensor são fornecidos. O método inclui: receber dados de sensor coletados por um dispositivo sensor durante uma execução de medição a partir de um interior do conduto de fluido enquanto se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido, o dispositivo sensor incluindo um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro, cada um tendo uma posição fixa no dispositivo sensor, as posições fixas definindo uma distância de separação entre o primeiro magnetômetro e o segundo magnetômetro, os dados de sensor incluindo dados de fluxo magnético compreendendo primeiros dados de fluxo magnético coletados pelo primeiro magnetômetro e segundos dados de fluxo magnético coletados pelo segundo magnetômetro; determinar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético; determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] O que segue refere-se geralmente à inspeção de conduto de fluido e, mais particularmente, à determinação de uma velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor em um conduto de fluido como parte de uma operação de inspeção de conduto de fluido.

INTRODUÇÃO

[002] Os dados de sensor podem ser adquiridos do interior de um conduto de fluido, como uma tubulação, para fornecer informações sobre o fluido e o conduto de fluido, como sua condição (por exemplo, presença de um vazamento), por inserir um dispositivo sensor no conduto de fluido e coletar de medições ao longo de um comprimento do conduto. O dispositivo sensor pode flutuar livremente ou não flutuar livremente (por exemplo, se deslocar ao longo da parede de conduto ou amarrado a um dispositivo que se desloca ao longo da parede do conduto). Para que tais medições de sensor tenham significado, é importante saber onde as medições foram registradas no conduto (ou seja, a posição de dispositivo sensor quando uma medição foi registrada). Em outras palavras, é útil conhecer uma posição ou localização do dispositivo sensor ao longo do tempo durante o percurso de medição através do conduto de fluido. A localização do dispositivo sensor quando uma medição é registrada pode então ser correlacionada a uma localização ao longo do conduto de fluido. Desta forma, o conduto de fluido pode ser inspecionado usando o dispositivo sensor e recursos de interesse, como vazamento ou depósito, podem ser localizadas.

[003] Uma abordagem para determinar com precisão a localização de um dispositivo sensor em um conduto de fluido ao longo de uma medição ao longo de um comprimento do conduto de fluido é desejada. Tal abordagem é desejada para dispositivos sensores de flutuação livre e dispositivos sensores de flutuação não livre.

[004] Existem várias abordagens para determinar a localização de dispositivo sensor, mas têm várias deficiências e/ou falta de aplicabilidade para implementações de dispositivo sensor de flutuação livre e de flutuação não livre.

[005] Se o conduto de fluido estiver totalmente acima do solo, um sistema de posicionamento global (GPS) pode ser usado em conjunto com uma unidade de navegação inercial para determinar com precisão a posição de dispositivo sensor. O uso de GPS, no entanto, não é adequado para condutos de fluido que são total ou parcialmente subterrâneos e, portanto, abordagens usando GPS, como a combinação anterior de GPS e unidade de navegação inercial, não são adequadas para condutos de fluido total ou parcialmente subterrâneos. Além disso, o GPS normalmente não funciona em aço ou outro material metálico e líquido, os quais geralmente são combinados em um conduto de fluido.

[006] Em alguns casos, o dispositivo sensor pode ser anexado a um pig que percorre o interior do conduto de fluido. O pig inclui rodas de hodômetro que rolam ao longo da parede do conduto. As rodas de hodômetro são usadas para rastrear a distância percorrida pelo pig (e, portanto, o dispositivo sensor conectado ao pig).

[007] Em outros casos, o dispositivo sensor pode ser um dispositivo autônomo (ou seja, não amarrado, não montado) configurado para rolar ao longo do fundo do conduto de fluido. O dispositivo sensor registra quantas vezes o dispositivo rola sobre seu comprimento para ter uma noção da distância percorrida e, portanto, a posição de dispositivo sensor. Essa abordagem exige que o dispositivo sensor se desloque ao longo da parede do conduto, o que pode criar ruído de fundo inaceitável que pode afetar negativamente a precisão das leituras do sensor ou exigir que esse ruído de fundo seja removido. Esses dispositivos também podem introduzir um componente de atrito como resultado do deslocamento ao longo da parede, o que pode dificultar a coleta de informações dos dados de sensor sobre as propriedades do fluido ou do conduto de fluido.

[008] Em ainda outros casos, o dispositivo sensor pode ser amarrado a outro dispositivo sensor usando um comprimento de fio e o comprimento do fio é então usado junto com as medições de sensor para determinar a posição. Essa abordagem requer vários dispositivos sensores e uma configuração complicada de amarração que pode ser difícil de implementar em algumas condições de tubulação.

[009] Além disso, nenhuma das abordagens acima é adequada para uma implementação de dispositivo sensor de flutuação livre e para uma implementação de dispositivo sensor de flutuação não livre que não faz uso dos métodos descritos acima. Por exemplo, uma implementação de dispositivo sensor de flutuação não livre na qual o dispositivo sensor está conectado a um pig de limpeza não pode fazer uso dos métodos acima, pois os pigs de limpeza não possuem rodas ou outros recursos necessários para os outros métodos descritos acima.

[0010] Em aplicações de dispositivo sensor de flutuação livre, o dispositivo sensor pode incluir uma unidade de medição inercial ("IMU"). Usar apenas a IMU para determinar a posição de dispositivo sensor, como através da determinação da aceleração e velocidade do dispositivo sensor através das medições da IMU, é ineficaz, no entanto, como o desvio no dispositivo do sistema microeletromecânico (MEMS), como a IMU é muito grande para fornecer uma noção precisa de onde o dispositivo está localizado.

[0011] Consequentemente, há uma necessidade de sistemas, métodos e dispositivos sensores aprimorados para inspeção de conduto de fluido que superem pelo menos algumas das desvantagens das abordagens existentes para determinar localização de dispositivo sensor.

SUMÁRIO

[0012] Um método de inspeção de conduto de fluido é fornecido. O método inclui: receber dados de sensor coletados por um dispositivo sensor durante uma execução de medição a partir de um interior de um conduto de fluido enquanto se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido, o dispositivo sensor incluindo um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro, cada um tendo uma posição fixa no dispositivo sensor, as posições fixas definindo uma distância de separação entre o primeiro magnetômetro e o segundo magnetômetro, os dados de sensor incluindo dados de fluxo magnético compreendendo primeiros dados de fluxo magnético coletados pelo primeiro magnetômetro e segundos dados de fluxo magnético coletados pelo segundo magnetômetro; determinar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético; determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor usando a distância de separação do primeiro magnetômetro e do segundo magnetômetro e o atraso de tempo determinado; realizar a determinação do atraso de tempo e a determinação da velocidade absoluta uma pluralidade de vezes ao longo da execução de medição para obter uma pluralidade de valores de velocidade absoluta para o dispositivo sensor ao longo da execução de medição; e determinar uma propriedade do conduto de fluido ou um fluido fluindo no conduto de fluido usando os valores de velocidade absoluta.

[0013] O método pode incluir ainda coletar os dados de sensor a partir do interior do conduto de fluido usando o dispositivo sensor.

[0014] Cada um da pluralidade de valores de velocidade absoluta pode ter um valor de tempo associado, e o método pode ainda incluir determinar uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo usando os valores de velocidade absoluta e os valores de tempo associados.

[0015] O método pode ainda incluir usar os valores de velocidade absoluta e distância determinada percorrida em combinação com dados de sensor adicionais sobre o fluido ou conduto de fluido para otimizar a distância determinada percorrida.

[0016] O método pode ainda incluir usar a distância percorrida em função do tempo para determinar uma posição de medição de sensor para uma medição de sensor particular nos dados de sensor por corresponder um valor de tempo associado à medição de sensor com um valor de tempo a partir da distância percorrida em função do tempo, a posição de medição de sensor indicando onde ao longo do comprimento do conduto de fluido a medição de sensor foi registrada, e usando a posição de medição de sensor para determinar a propriedade do conduto de fluido ou um fluido fluindo no conduto de fluido.

[0017] O dispositivo sensor pode ter uma orientação indefinida à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do comprimento do conduto de fluido, os dados de sensor podem incluir ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e o método pode incluir ainda, antes de determinar o atraso de tempo, determinar uma orientação do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e os dados de fluxo magnético e girar um quadro de referência de dispositivo sensor usando a orientação determinada.

[0018] Determinar a orientação do dispositivo sensor e girar o quadro de referência de dispositivo sensor pode incluir ainda: determinar uma orientação de plano vertical do dispositivo sensor em direção ao campo de gravidade terrestre usando os dados de aceleração e filtrando uma força do campo de gravidade terrestre; girar o quadro de referência de dispositivo sensor de modo que a gravidade aponte para baixo para estabelecer direção no plano vertical usando um fator contínuo da força de gravidade terrestre; determinar uma orientação de plano horizontal usando as intensidades relativas do mesmo sinal magnético nos primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético ou usando o atraso de tempo do mesmo sinal magnético entre os primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético; e realizar uma transformação de quadro de coordenadas para apontar a orientação de plano horizontal para frente.

[0019] O dispositivo sensor pode ser um dispositivo sensor de flutuação livre, e os dados de sensor podem ter sido coletados enquanto o dispositivo sensor de flutuação livre fluía livremente com o fluxo do fluido no conduto de fluido.

[0020] Os dados de sensor podem ter sido coletados pelo dispositivo sensor enquanto o dispositivo sensor estava anexado em uma orientação definida a um dispositivo pigging que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido.

[0021] A propriedade do conduto de fluido ou do fluido que flui no conduto de fluido pode ser uma propriedade de fluxo do fluido que flui no conduto de fluido.

[0022] A propriedade do conduto de fluido ou do fluido que flui no conduto de fluido pode ser uma anomalia estrutural no conduto de fluido.

[0023] Os dados de sensor podem incluir qualquer um ou mais dados acústicos, dados de pressão, dados de temperatura, e a medição de sensor pode ser qualquer um ou mais de uma medição acústica, uma medição de pressão, uma medição de temperatura ou uma medição de fluxo magnético.

[0024] Determinar a orientação do dispositivo sensor e girar o quadro de referência de dispositivo sensor pode incluir transformar os dados de sensor a partir de um quadro de referência de dispositivo sensor no qual os dados de sensor foram coletados pelo dispositivo sensor para um quadro de referência de conduto de fluido.

[0025] A transformação dos dados de sensor pode incluir realizar uma transformação de quadro de coordenadas.

[0026] O método pode ainda incluir determinar a presença e localização de um marcador magnético ao longo do conduto de fluido tendo uma assinatura magnética característica e reconhecível por detectar a assinatura magnética nos dados de fluxo magnético e otimizar a distância determinada percorrida usando a localização determinada do marcador magnético.

[0027] O método pode ainda incluir determinar uma localização de uma mudança de elevação no conduto de fluido por referenciar dados de pressão nos dados de sensor coletados por um sensor de pressão do dispositivo sensor em relação a dados de elevação de referência para uma localização geográfica do conduto de fluido e otimizar a distância determinada percorrida usando a localização da mudança de elevação determinada.

[0028] Determinar o atraso de tempo entre quando o sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético pode incluir alinhar os primeiros e segundos dados de fluxo magnético usando distorção de tempo para identificar pontos de dados de fluxo magnético alinhados e determinar um atraso de tempo entre pontos de dados de fluxo magnético alinhados.

[0029] Um sistema de computador para inspeção de conduto de fluido também é fornecido. O sistema de computador inclui uma memória armazenando: dados de sensor coletados por um dispositivo sensor durante uma execução de medição a partir de um interior de um conduto de fluido enquanto se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido, os dados de sensor incluindo: dados de fluxo magnético compreendendo os primeiros dados de fluxo magnético coletados por um primeiro magnetômetro do dispositivo sensor e segundos dados de fluxo magnético coletados por um segundo magnetômetro do dispositivo sensor, cada um dos primeiro e segundo magnetômetros tendo uma posição fixa no dispositivo sensor; e dados de distância de separação de magnetômetro correspondendo a uma distância de separação entre o primeiro e segundo magnetômetros. O sistema de computador também inclui um processador em comunicação com a memória. O processador é configurado para: determinar uma pluralidade de valores de atraso de tempo ao longo da execução de medição, cada valor de atraso de tempo determinado por identificar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético; determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor para cada um da pluralidade de valores de atraso de tempo usando os dados de distância de separação de magnetômetro e o respectivo valor de atraso de tempo para obter uma pluralidade de valores de velocidade absoluta para o dispositivo sensor ao longo da execução de medição, cada um da pluralidade de valores de velocidade absoluta tendo dados de tempo associados indicando um tempo em que o dispositivo sensor tinha o respectivo valor de velocidade absoluta; e gerar dados de distância percorrida a partir dos valores de velocidade absoluta e dados de tempo associados, os dados de distância percorrida indicando uma distância percorrida pelo dispositivo sensor durante a execução de medição em um tempo particular.

[0030] O processador pode ser ainda configurado para otimizar os dados de distância percorrida usando dados de sensor adicionais sobre o fluido ou o conduto de fluido.

[0031] O processador pode ser ainda configurado para usar a distância percorrida em função do tempo para determinar uma posição de medição de sensor para uma medição de sensor particular nos dados de sensor a partir dos dados de distância percorrida por corresponder a um valor de tempo associado à medição de sensor com um valor de tempo a partir da distância percorrida em função do tempo, a posição de medição de sensor indicando onde ao longo do comprimento do conduto de fluido a medição de sensor foi registrada.

[0032] Os dados de sensor podem incluir ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e o processador pode ser configurado ainda para determinar uma orientação do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e os dados de fluxo magnético e girar um quadro de referência de dispositivo sensor usando a orientação determinada.

[0033] O processador pode determinar a orientação do dispositivo sensor e girar o quadro de referência do dispositivo sensor por: determinar uma orientação de plano vertical do dispositivo sensor em direção à força de gravidade terrestre usando os dados de aceleração e filtrar uma força da força de gravidade terrestre; girar o quadro de referência de dispositivo sensor de modo que a gravidade aponte para baixo para estabelecer direção no plano vertical usando um fator contínuo da força de gravidade terrestre; determinar uma orientação de plano horizontal usando as intensidades relativas do mesmo sinal magnético nos primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético ou usando o atraso de tempo do mesmo sinal magnético entre os primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético; e realizar uma transformação de quadro de coordenadas para apontar a orientação de plano horizontal para frente.

[0034] O dispositivo sensor pode ser um dispositivo sensor de flutuação livre e os dados de sensor podem ter sido coletados enquanto o dispositivo sensor de flutuação livre fluía livremente com o fluxo do fluido no conduto de fluido.

[0035] Os dados de sensor podem ter sido coletados pelo dispositivo sensor enquanto o dispositivo sensor estava anexado em uma orientação definida a um dispositivo pigging que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido.

[0036] Os dados de sensor podem incluir qualquer um ou mais dados acústicos, dados de pressão, dados de temperatura, e a medição de sensor pode ser qualquer um ou mais de uma medição acústica, uma medição de pressão, uma medição de temperatura ou uma medição de fluxo magnético.

[0037] Os dados de sensor podem incluir ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e o processador pode ser configurado para: determinar uma orientação vertical do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e uma orientação horizontal do dispositivo sensor usando os dados de fluxo magnético; ajustar um quadro de referência de dispositivo sensor usando as orientações verticais e horizontais determinadas; e determinar a pluralidade de valores de atraso de tempo usando o quadro de referência ajustado.

[0038] O processador pode ser ainda configurado para mapear uma posição de dispositivo sensor para uma medição de sensor coletada pelo dispositivo sensor usando os dados de distância percorrida, a posição de dispositivo sensor indicando uma posição ao longo do conduto de fluido no qual o dispositivo sensor coletou a medição de sensor.

[0039] Os dados de sensor podem incluir dados de pressão coletados por um sensor de pressão do dispositivo sensor, e o processador pode ser ainda configurado para otimizar os dados de distância percorrida usando os dados de pressão e dados de elevação de referência para uma localização geográfica do conduto de fluido.

[0040] O processador pode ser ainda configurado para recuperar os dados de elevação de referência de um dispositivo de computação externo por meio de uma rede de comunicação de dados.

[0041] O processador pode ser ainda configurado para transformar os dados de sensor a partir de um quadro de referência de dispositivo sensor no qual os dados de sensor foram coletados para um quadro de referência de conduto de fluido usando dados de aceleração coletados por um acelerômetro do dispositivo sensor e os dados de fluxo magnético.

[0042] O processador pode ser ainda configurado para determinar a presença e localização de um marcador magnético ao longo do conduto de fluido tendo uma assinatura magnética característica e reconhecível por detectar a assinatura magnética nos dados de fluxo magnético e otimizar os dados de distância percorrida usando a localização determinada do marcador magnético.

[0043] O marcador magnético pode ser uma junta que une dois segmentos do conduto de fluido.

[0044] O processador pode determinar a pluralidade de valores de atraso de tempo ao longo da execução de medição por alinhar os primeiros dados de fluxo magnético e os segundos dados de fluxo magnético usando uma técnica de distorção de tempo para identificar pontos de dados de fluxo magnético alinhados e determinar o valor de atraso de tempo entre pontos de dados de fluxo magnético alinhados.

[0045] Outros aspectos e recursos se tornarão aparentes, para aqueles versados na técnica, mediante revisão da seguinte descrição de algumas modalidades exemplares.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0046] Os desenhos incluídos neste documento são para ilustrar vários exemplos de artigos, métodos e aparelhos do presente relatório descritivo. Nos desenhos: a Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de inspeção de conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 2 é uma representação gráfica de dados de fluxo magnético coletados por um dispositivo sensor da presente revelação ao longo de um comprimento de conduto de fluido durante três diferentes execuções de medição, ilustrando repetibilidade geral dos dados de fluxo magnético; a Figura 3 é um fluxograma de um método para determinar a velocidade absoluta e a distância percorrida de um dispositivo sensor que se desloca em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 4 é um fluxograma de um método para determinar a velocidade absoluta e a distância percorrida de um dispositivo sensor de flutuação livre em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 5 é um fluxograma de um método para determinar uma orientação de um dispositivo sensor de flutuação livre para uso na determinação de uma velocidade absoluta do dispositivo sensor, de acordo com uma modalidade; a Figura 6 é um diagrama de blocos do sistema para determinar velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 7 é um diagrama de blocos ilustrando o posicionamento de magnetômetro em uma plataforma de sensor, de acordo com as modalidades; a Figura 8 é um diagrama de blocos de um sistema de processamento de dados para determinar velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor a partir de dados de fluxo magnético coletados pelo dispositivo sensor a partir de um interior de um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 9 é uma vista de seção transversal lateral de um dispositivo sensor de flutuação livre para inspeção de conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 10 é uma vista de seção transversal de topo parcialmente cortada do dispositivo sensor da Figura 9 ao longo das linhas A-A; a Figura 11 é uma vista de topo da plataforma de sensor da Figura 10 isoladamente; a Figura 12 é um diagrama de blocos ilustrando um sistema para determinar velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade; a Figura 13 é um diagrama de blocos simplificado de componentes de um dispositivo de computação da Figura 12, de acordo com uma modalidade; e a Figura 14 é uma representação gráfica de dados de fluxo magnético coletados por um dispositivo sensor da presente revelação ao longo de um comprimento de conduto de fluido durante dois conjuntos de duas execuções de medição separadas por sete meses, ilustrando repetibilidade geral dos dados de fluxo magnético e detecção de diferenças nos dados de fluxo magnético através das execuções de medição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0047] Vários aparelhos ou processos serão descritos abaixo para fornecer um exemplo de cada modalidade reivindicada. Nenhuma modalidade descrita abaixo limita qualquer modalidade reivindicada e qualquer modalidade reivindicada pode abranger processos ou aparelhos que diferem daqueles descritos abaixo. As modalidades reivindicadas não estão limitadas a aparelhos ou processos tendo todos os recursos de qualquer aparelho ou processo descrito abaixo ou a recursos comuns a vários ou a todos os aparelhos descritos abaixo.

[0048] Um ou mais sistemas descritos neste documento podem ser implementados em programas de computador executados em computadores programáveis, cada um compreendendo pelo menos um processador, um sistema de armazenamento de dados (incluindo memória e/ou elementos de armazenamento voláteis e não voláteis), pelo menos um dispositivo de entrada e pelo menos um dispositivo de saída. Por exemplo, e sem limitação, o computador programável pode ser uma unidade lógica programável, um computador mainframe, servidor e computador pessoal, programa ou sistema baseado em nuvem, laptop, assistência de dados pessoais, telefone celular, smartphone ou dispositivo tablet.

[0049] Cada programa é preferencialmente implementado em uma linguagem de programação e/ou scripting orientada a objetos ou procedimental de alto nível para se comunicar com um sistema de computador. No entanto, os programas podem ser implementados em linguagem assembly ou de máquina, se desejado. Em qualquer caso, a linguagem pode ser uma linguagem compilada ou interpretada. Cada um desses programas de computador é preferencialmente armazenado em um meio de armazenamento ou um dispositivo legível por um computador programável de propósito geral ou especial para configurar e operar o computador quando o meio ou dispositivo de armazenamento é lido pelo computador para realizar os procedimentos descritos neste documento.

[0050] Uma descrição de uma modalidade com múltiplos componentes em comunicação entre si não implica que todos esses componentes sejam necessários. Pelo contrário, uma variedade de componentes opcionais é descrita para ilustrar a grande variedade de modalidades possíveis da presente invenção.

[0051] Além disso, embora os passos de processo, passos de método, algoritmos ou semelhantes possam ser descritos (na revelação e/ou nas reivindicações) em uma ordem sequencial, tais processos, métodos e algoritmos podem ser configurados para funcionar em ordens alternadas. Em outras palavras, qualquer sequência ou ordem de passos que possam ser descritas não indica necessariamente um requisito de que os passos sejam realizados nessa ordem. Os passos de processos descritos neste documento podem ser realizados em qualquer ordem que seja prática. Além disso, alguns passos podem ser realizados simultaneamente.

[0052] Quando um único dispositivo ou artigo é descrito neste documento, será prontamente aparente que mais de um dispositivo/artigo (independentemente de cooperarem ou não) pode ser usado no lugar de um único dispositivo/artigo. Da mesma forma, quando mais de um dispositivo ou artigo é descrito neste documento (independentemente de cooperarem ou não), será prontamente aparente que um único dispositivo/artigo pode ser usado no lugar de mais de um dispositivo ou artigo.

[0053] O que segue refere-se geralmente à inspeção de conduto de fluido e, mais particularmente, à inspeção de conduto de fluido usando magnetometria passiva.

[0054] Em um aspecto, a presente revelação fornece sistemas e métodos para determinar a velocidade absoluta de um dispositivo sensor que se desloca em um conduto de fluido. Em alguns exemplos, o dispositivo sensor pode ser anexado ou montado em um dispositivo, como um pig, que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido. Em outros exemplos, o dispositivo sensor pode flutuar livremente. O dispositivo sensor de flutuação livre pode ter uma orientação indefinida à medida que se desloca com o fluxo do fluido. O método permite determinar a velocidade absoluta do dispositivo sensor sem o uso de componentes como sensores GPS. O método pode ser usado em operações de inspeção de conduto de fluido em que pelo menos uma porção do conduto de fluido é subterrânea. O método também pode ser usado em condutos de fluido que estão totalmente acima do solo. A velocidade absoluta determinada do dispositivo sensor pode ser usada para determinar uma posição de dispositivo sensor no conduto de fluido. Uma vez que a posição de dispositivo sensor ao longo do comprimento do conduto de fluido é conhecida, tais informações de posição podem ser usadas para identificar a localização ao longo do comprimento do conduto de fluido no qual uma medição de sensor particular foi registrada. O método pode determinar a velocidade absoluta do dispositivo sensor com boa precisão, o que pode permitir uma determinação mais precisa da distância percorrida pelo dispositivo sensor e posição de dispositivo sensor para uma medição de sensor particular.

[0055] A presente revelação aproveita a repetibilidade das medições de fluxo magnético registradas em múltiplos magnetômetros do dispositivo sensor. O uso de dados de fluxo magnético coletados por meio de múltiplos magnetômetros no dispositivo sensor pode fornecer uma abordagem de baixo custo para determinar velocidade e posição de sensor absolutas do dispositivo sensor.

[0056] A alta repetibilidade dos dados de fluxo magnético coletados pelos magnetômetros do dispositivo sensor no conduto de fluido fornece que os dados de fluxo magnético similares (espectros magnéticos) podem ser coletados pelos pelo menos dois magnetômetros no dispositivo sensor, mas as medições serão deslocadas uma da outra com base em um atraso de tempo. O atraso de tempo entre as medições de magnetômetro é uma função da distância entre os pelo menos dois magnetômetros e a orientação dos magnetômetros em relação ao conduto de fluido. Consequentemente, onde a distância entre os pelo menos dois magnetômetros é definida (isto é, predeterminada e conhecida), o atraso de tempo pode ser uma função da orientação do dispositivo sensor.

[0057] Além disso, modalidades da presente revelação usando um sensor de flutuação livre, ou dados coletados por um sensor de flutuação livre, podem fornecer vantagens na inspeção de fluido e de conduto de fluido. Um dispositivo sensor de flutuação livre pode acompanhar o fluxo do fluido no conduto de fluido de modo que, se houver um tubo de subida ou seção vertical, o dispositivo sensor possa seguir o fluxo e evitar ficar preso no fundo. O dispositivo sensor de flutuação livre pode não produzir ruído de fundo que está presente em dispositivos sensores que se deslocam ao longo da parede de um conduto de fluido. Essa falta de ruído de fundo pode melhorar as análises de propriedade de fluido e de conduto de fluido, como a detecção de vazamento. Por exemplo, onde o dispositivo sensor inclui um sensor de pressão para medir a pressão de um fluido no conduto de fluido, a pressão medida pelo dispositivo sensor de flutuação reflete com mais precisão a pressão do fluido (já que não há componente de força de atrito introduzido a partir do percurso ao longo da parede do conduto). Desta forma, o dispositivo sensor de flutuação livre pode fornecer uma melhor medição real de fenômenos físicos no conduto de fluido.

[0058] Com referência agora à Figura 1, nela é mostrada uma ilustração esquemática de um sistema de inspeção de conduto de fluido 100, de acordo com uma modalidade.

[0059] O sistema 100 inclui um conduto de fluido 102. Apenas uma porção do conduto de fluido 102 é mostrada na Figura 1.

[0060] O conduto de fluido 102 inclui uma parede de conduto de fluido 104 que envolve um interior de conduto de fluido 106. O interior de conduto 106 (também referido neste documento como "dentro do conduto de fluido" ou "o interior do conduto de fluido") refere-se a um espaço fechado pela parede de conduto de fluido 104.

[0061] O conduto de fluido 102 pode incluir um material ferromagnético. O material ferromagnético pode ser qualquer material ferromagnético usado para paredes ou acessórios de tubos. O material ferromagnético pode ser qualquer um ou mais de aço, aço inoxidável, aço carbono, ferro dúctil e ferro fundido. O material ferromagnético pode ser a parede de conduto de fluido 104, ou uma camada, porção ou componente da mesma. O material ferromagnético pode ser um recurso de conduto de fluido, tal como uma junta (por exemplo, juntas 114a, 114b abaixo) que é um componente do conduto de fluido 102. O conduto de fluido 102 pode ser composto total ou parcialmente de um material ferromagnético. O conduto de fluido 102 pode ser parcialmente ferromagnético (por exemplo, um conduto não metálico) com um ou mais recursos de conduto metálico (por exemplo, juntas, tês, etc.). O conduto de fluido 102 pode compreender múltiplas camadas onde apenas um subconjunto das camadas inclui material ferromagnético. Por exemplo, o conduto de fluido 102 pode incluir material ferromagnético apenas em recursos de conduto de fluido, como juntas ou tês (por exemplo, um conduto de fluido não metálico com junções ou tês de aço). A parede de conduto de fluido 104 pode incluir material ferromagnético. A parede de conduto de fluido 104 pode ser composta, por exemplo, de qualquer um ou mais de aço, aço inoxidável, aço carbono, ferro fundido, aço flexível, HDPE, par de fibras e ferro dúctil.

[0062] No presente exemplo do sistema 100, o conduto de fluido 102 está localizado abaixo do solo 107. Em outros exemplos, o conduto de fluido 102 pode estar localizado acima do solo ou pode ter segmentos acima do solo 107 e abaixo do solo 107. Em outros exemplos, o conduto de fluido 102, ou segmentos do mesmo, pode estar localizado abaixo da água (mas não necessariamente abaixo do solo), como em uma implementação fora da costa.

[0063] O interior 106 do conduto de fluido 102 retém e transporta um fluido 108. O fluido flui ao longo de uma direção de fluxo 110. O fluido 108 pode ser um líquido, um gás ou uma combinação de líquido e gás (por exemplo, fluxo multifásico). O fluido 108 pode ser, por exemplo, petróleo bruto, emulsão de óleo, gás natural, gás ácido, água produzida, águas residuais ou água doce.

[0064] O conduto de fluido 102 inclui uma pluralidade de recursos de conduto. Os recursos de conduto incluem uma solda 112, juntas 114a e 114b e dobras 116a e 116b. O número e os tipos de recursos de conduto presentes no conduto de fluido 102 podem variar de tubulação para tubulação. Os recursos de conduto 112, 114a, 114b, 116a, 116b são mostrados meramente como exemplos de recursos de conduto que podem estar presentes.

[0065] O conduto de fluido 102 inclui uma anomalia 120. A anomalia 120 pode ser uma perda volumétrica de metal, um depósito, um vazamento, etc. Um depósito está dentro do conduto e não faz parte da parede 104.

[0066] O sistema 100 também inclui um dispositivo sensor 122 para coletar dados de fluxo magnético a partir do interior 106 do conduto de fluido 102.

[0067] O dispositivo sensor 122 inclui um componente sensor, um componente de armazenamento de dados (por exemplo, memória) para armazenar dados de sensor coletados pelo componente sensor e uma interface de comunicação para transferir dados a partir do dispositivo sensor.

[0068] O componente sensor inclui uma pluralidade de magnetômetros para coletar os dados de fluxo magnético. Um ou mais da pluralidade de magnetômetros podem ser um componente de um sensor de unidade de medição inercial ("IMU"). O componente sensor pode incluir sensores adicionais, como qualquer um ou mais de um acelerômetro, um sensor de pressão, um giroscópio, um sensor acústico e um sensor de temperatura para coletar outros tipos de dados de sensor. Os outros tipos de dados de sensor podem ser usados na otimização de determinadas determinações de distância ou velocidade absoluta feitas pelo sistema (por exemplo, através de técnicas de fusão de sensor), ou mais geralmente na otimização de determinações de condição de conduto ou localização de dispositivo sensor. Em uma modalidade, o componente sensor inclui uma pluralidade de magnetômetros e um acelerômetro. O acelerômetro pode ser um acelerômetro triaxial. O acelerômetro pode ser um componente de uma IMU.

[0069] O componente sensor, componente de armazenamento de dados e interface de comunicação estão dispostos em um compartimento interno do dispositivo sensor 122. O compartimento interno é envolvido por um alojamento externo do dispositivo sensor 122. O alojamento pode ser uma cápsula de duas partes incluindo a primeira e segunda porções de cápsula que podem ser unidas para envolver o compartimento interno (e proporcionar uma contenção estanque ao fluido) e que são separáveis para proporcionar acesso ao compartimento interno. Em alguns casos, certos componentes (por exemplo, sensores, interface de transferência de dados de comunicação) podem ser expostos ao exterior do dispositivo sensor 122, tal como através de uma abertura em um alojamento externo do dispositivo sensor 122.

[0070] Em alguns casos, o dispositivo sensor 122 pode medir o fluxo magnético do campo magnético da Terra. Tal abordagem pode ser usada, por exemplo, nos casos em que o conduto de fluido 102 não é metálico.

[0071] O sistema 100 inclui um ponto de inserção de dispositivo sensor 124 para inserir o dispositivo sensor 122 no conduto de fluido 102 ao longo da direção de inserção 125. O ponto de inserção 124 inclui uma guia de dispositivo 126 para guiar o dispositivo sensor 122 no interior do conduto de fluido 106 no início de uma execução de medição. A guia de dispositivo 126 pode ser contínua com o interior do conduto de fluido 106 de modo que a inserção do dispositivo sensor 122 na guia de dispositivo 126 facilite a inserção do dispositivo sensor 122 no conduto de fluido 102. No sistema 100, a guia de dispositivo se estende a partir da parede de conduto de fluido 104 no ponto de inserção 124 para uma localização acima do solo 107.

[0072] O sistema 100 inclui um ponto de extração de dispositivo sensor 128 para extrair o dispositivo sensor 122 a partir do conduto de fluido 102 ao longo da direção de extração 129. O ponto de extração 128 inclui uma guia de dispositivo 130 para guiar o dispositivo sensor 122 para fora do interior do conduto de fluido 106 no final de uma execução de medição. A guia de dispositivo 130 pode ser contínua com o interior do conduto de fluido 106, de modo que o dispositivo sensor 122 possa ser extraído a partir do conduto de fluido 102. A guia de dispositivo se estende a partir da parede de conduto de fluido 104 no ponto de extração 128 até uma localização acima do solo 107.

[0073] Em outras modalidades, o dispositivo sensor 122 pode ser inserido e extraído usando diferentes técnicas de inserção e extração.

[0074] O sistema 100 inclui um mecanismo de batente de dispositivo 132 para parar o fluxo do dispositivo sensor 122 enquanto permite o fluxo contínuo do fluido 108 no conduto de fluido 102 ao longo da direção de fluxo 110. O mecanismo de batente de dispositivo está posicionado no interior 106 do conduto de fluido 102 em ou próximo ao ponto de extração 128. Uma vez parado, o dispositivo sensor 122 pode ser removido mais facilmente no ponto de extração 128.

[0075] A distância a partir do ponto de inserção ao ponto de extração pode constituir uma execução de medição quando percorrida pelo dispositivo sensor 122. O dispositivo sensor 122 pode realizar várias execuções de medição (por exemplo, primeira execução de medição, segunda execução de medição, etc.). Da mesma forma, um segundo dispositivo sensor pode ser inserido no conduto de fluido 102 para realizar uma ou mais execuções de medição. Em alguns casos, as execuções de medição de vários dispositivos sensores 122 podem se sobrepor em que os vários dispositivos sensores 122 podem estar no conduto de fluido 102 ao mesmo tempo, mas em diferentes pontos ao longo da execução de medição.

[0076] O sistema 100 também inclui um sistema de processamento de dados 136. O sistema de processamento de dados inclui uma memória que armazena instruções executáveis por computador (por exemplo, software) que, quando executadas por um processador do sistema de processamento de dados, fazem o sistema de processamento de dados realizar várias funções de processamento e visualização de dados descritas neste documento. O sistema de processamento de dados 136 pode incluir um ou mais dispositivos de computação e/ou armazenamento de dados. O sistema de processamento de dados 136 pode incluir um ou mais computadores adequados para ciência de dados (por exemplo, executando Python ou outra linguagem de programação adequada para realizar tarefas de ciência de dados, memória suficiente, GPUs, etc.).

[0077] Uma vez que o dispositivo sensor 122 é extraído a partir do conduto de fluido 102, os dados de sensor (que incluem os dados de fluxo magnético) armazenados na memória do dispositivo sensor 122 são transferidos para o sistema de processamento de dados 136. Em alguns casos, os dados de sensor podem ser transferidos para o sistema de processamento de dados 136 indiretamente através de um dispositivo de transferência de dados intermediário (não mostrado), que pode armazenar temporariamente os dados de sensor transferidos.

[0078] Para facilitar a transferência de dados de sensor, uma conexão de transferência de dados 138 é estabelecida entre o dispositivo sensor 122 e o sistema de processamento de dados 136. A conexão de transferência de dados 138 pode ser sem fio (por exemplo, WiFi, Bluetooth) ou com fio (por exemplo, transferência de dados cabo, USB). O dispositivo sensor 122 pode ser conectado ao sistema de processamento de dados 136 através de uma rede, como uma rede de área local ou rede de área ampla (por exemplo, a Internet). Consequentemente, o sistema de processamento de dados 136 pode estar localizado em ou próximo ao local do conduto de fluido 102 (no local) ou pode ser remoto.

[0079] Os dados de sensor são transferidos a partir do dispositivo sensor 122 para o sistema de processamento de dados 136 através da conexão de transferência de dados 138. A transferência pode iniciar automaticamente ou pode exigir uma entrada de usuário.

[0080] Em uma modalidade, o sistema 100 pode incluir um sistema de leitura incluindo uma unidade de leitura e um sistema de armazenamento de dados além do dispositivo de processamento de dados 136. A unidade de leitura é configurada para carregar dados a partir do dispositivo sensor 122 para o sistema de armazenamento. Os dados são então copiados para o sistema de processamento de dados 136 para processamento. Tal configuração pode vantajosamente manter a integridade dos dados de origem.

[0081] O sistema de processamento de dados 136 processa os dados de sensor recebidos para realizar qualquer um ou mais de determinar uma orientação do dispositivo sensor 122, determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor 122, determinar uma distância percorrida do dispositivo sensor 122 usando a velocidade absoluta e determinar uma posição de dispositivo sensor para uma medição de sensor particular usando a distância percorrida.

[0082] O sistema de processamento de dados 136 pode ser configurado para recuperar, coletar ou acessar dados de elevação de referência correspondentes a uma localização geográfica do conduto de fluido 102. Os dados de elevação de referência podem ser armazenados localmente no sistema de processamento de dados 136 ou recuperados de uma fonte externa, por exemplo, através de uma rede de comunicação de dados. O sistema de processamento de dados 136 pode converter dados de elevação de referência recuperados ou recebidos de uma fonte externa em um formato apropriado para processamento pelo sistema de processamento de dados 136. Em uma modalidade, os dados de elevação de referência podem ser dados de perfil de elevação do Google Earth. O sistema de processamento de dados 136 pode ser configurado para mapear um perfil de elevação para o conduto de fluido usando os dados de elevação de referência. O sistema de processamento de dados 136 pode verificar o perfil de elevação em relação aos dados de pressão coletados por um sensor de pressão do dispositivo sensor 122. Os dados de pressão podem fornecer um "perfil de pressão"para o conduto de fluido e podem ser combinados com dados de elevação de referência para otimizar um ou mais determinações ou cálculos feitos pelo sistema de processamento de dados 136, tal como uma distância percorrida pelo dispositivo sensor usando uma velocidade absoluta do dispositivo sensor 122 determinada pelo dispositivo de processamento de dados 136 (como descrito adicionalmente neste documento).

[0083] Geralmente, uma mudança de elevação no conduto de fluido 102 leva a uma mudança de pressão na pressão hidrostática do fluido no conduto de fluido 102. O dispositivo sensor 122 pode incluir um sensor de pressão para coletar medições de pressão à medida que o dispositivo sensor 122 se desloca ao longo do conduto de fluido 102. Mudanças na pressão hidrostática podem ser detectadas nos dados de pressão. Mudanças de elevação no conduto de fluido 102 podem ser inferidas a partir de mudanças de pressão hidrostática refletidas nos dados de pressão (como mudanças na elevação correspondem a mudanças na pressão hidrostática). O sistema de processamento de dados 136 pode ser configurado para analisar um perfil de pressão do conduto de fluido 102 (isto é, uma série de medições de pressão coletadas ao longo de um comprimento do conduto de fluido) e detectar medições de pressão que podem corresponder a diferentes elevações ou mudanças na elevação. O sistema de processamento de dados 136 pode comparar os dados de pressão aos dados de elevação de referência. O sistema de processamento de dados 136 pode mapear ou sobrepor os dados de pressão ou perfil em dados de elevação de referência (ou vice-versa) ou combinar ou de outro modo fundir os dados de pressão e dados de elevação de referência para mapear o conduto de fluido 102. O uso combinado dos dados de pressão e dos dados de elevação de referência pelo sistema de processamento de dados 136 fornece um meio de mapear o conduto de fluido, como por meio da obtenção de um ou mais pontos de marcação (por exemplo, mudanças de elevação) ao longo do conduto de fluido 102 refletido nos dados processados. Essa abordagem pode ser particularmente eficaz nos casos em que o conduto de fluido inclui muitas mudanças de elevação.

[0084] Em algumas modalidades, o sistema de processamento de dados 136 pode ser configurado para analisar dados magnéticos coletados por um ou mais sensores magnéticos do dispositivo sensor 122 e detectar uma característica de assinatura magnética (por exemplo, um sinal magnético ou pluralidade de pontos de dados magnéticos) de ou associada a uma junta (por exemplo, 114a, 114b) do conduto de fluido 102. As medições magnéticas nos dados magnéticos podem ser associadas a um carimbo de data e hora indicando um momento em que uma medição específica foi coletada. Ao fazê-lo, o sistema de processamento de dados 136 pode identificar medições magnéticas (pontos de dados nos dados magnéticos) correspondentes a juntas e mapear uma localização para cada junta detectada ao longo do conduto de fluido 102. Isso pode ser alcançado determinando a velocidade absoluta e a distância percorrida do dispositivo sensor 122, tal como descrito neste documento, e, finalmente, uma posição de medição (por exemplo, dados de posição de medição 856 da Figura 8) para os pontos de dados magnéticos que correspondem à assinatura magnética de junta.

[0085] O sistema de processamento de dados 136 também pode analisar os dados de sensor recebidos para determinar a presença de uma anomalia ou recurso de conduto. Os dados de sensor recebidos usados na determinação podem ser dados de sensor magnético (isto é, os dados de fluxo magnético) ou podem ser dados de sensor não magnético (por exemplo, dados de pressão, dados acústicos, dados de temperatura, etc.). Por exemplo, o sistema de processamento de dados 136 pode analisar dados de fluxo magnético, dados acústicos ou dados de pressão para identificar a presença de um vazamento.

[0086] O sistema de processamento de dados 136 pode mapear certos dados de sensor para uma determinada posição de dispositivo sensor usando um componente de tempo comum (por exemplo, um carimbo de data e hora comum associado à posição de dispositivo sensor e aos dados de sensor). Isso pode fornecer informações sobre onde determinadas medições de sensor foram registradas ao longo do comprimento do conduto de fluido 102. Tais informações podem ser particularmente úteis na identificação de uma localização ao longo do comprimento do conduto de fluido 102 onde um vazamento ou outra anomalia ou recurso de conduto pode estar presente com base na análise dos dados de sensor pelo sistema de processamento de dados 136.

[0087] O sistema de processamento de dados pode implementar um ou mais algoritmos de detecção de discrepâncias para detectar discrepâncias nos dados de sensor que correspondem a uma anomalia localizada ou um recurso de conduto. Por exemplo, um algoritmo de detecção de discrepância pode ser configurado para identificar discrepâncias nos dados de fluxo magnético que correspondem à perda de metal. Em outro exemplo, um algoritmo de detecção de discrepância pode ser configurado para identificar discrepâncias nos dados de fluxo magnético que correspondem a qualquer um ou mais de um furo de aço, um revestimento, uma solda, um flange e uma válvula. Em uma modalidade, o algoritmo de detecção de discrepância pode ser automatizado.

[0088] O sistema de processamento de dados 136 gera uma saída de inspeção de conduto. A saída de inspeção de conduto pode incluir a velocidade absoluta e determinações de posição de dispositivo sensor realizadas pelo sistema de processamento de dados 136. A inclusão das determinações de velocidade absoluta e posição do dispositivo sensor pode melhorar a saída de inspeção de conduto (por exemplo, relatório digital) fornecendo essas informações adicionais. A saída de inspeção de conduto pode ser uma interface de usuário incluindo uma visualização ou outra representação dos dados que são apresentados em um dispositivo de exibição 140. O dispositivo de exibição 140 é conectado comunicativamente ao sistema de processamento de dados 136 através de uma conexão de transferência de dados 142. A conexão de transferência de dados 142 pode ser com ou sem fio. O dispositivo de exibição 140 pode ser uma exibição do sistema de processamento de dados 136 ou pode ser um dispositivo separado incluindo uma exibição. Nos casos em que o dispositivo de exibição 140 é um dispositivo de processamento separado, o dispositivo de exibição pode ser conectado de forma comunicativa ao sistema de processamento de dados 136 por meio de uma conexão local, como uma rede de área local, ou uma conexão remota, como uma rede de área ampla (por exemplo, a Internet). A exibição 140 pode ser configurada para apresentar uma interface on-line ou documento eletrônico (por exemplo, PDF). Em alguns casos, a saída de inspeção de conduto pode ser enviada por e-mail a partir do sistema de processamento de dados 136 para um destinatário para apresentação no dispositivo de exibição 140.

[0089] O dispositivo sensor 122 é de flutuação livre e flui com o fluxo de fluido 110. O dispositivo sensor 122 pode ser projetado ou configurado para flutuar de forma neutra no fluido 108.

[0090] O dispositivo sensor 122 na Figura 1 é um dispositivo sensor de flutuação livre. O dispositivo sensor de flutuação livre flutua de forma neutra no fluido no qual está fluindo e flui com o fluido à medida que o fluido se desloca através do conduto de fluido. Em outras modalidades, o dispositivo sensor 122 pode ser anexado a um dispositivo que é configurado para entrar em contato e se deslocar ao longo de uma superfície interior do conduto de fluido (e, portanto, não usado como um dispositivo sensor de flutuação livre). Por exemplo, o dispositivo sensor pode ser anexado a um pig de limpeza ou dispositivo similar. Em tais casos.

[0091] Em modalidades em que o dispositivo sensor 122 é um objeto de flutuação livre, o dispositivo sensor 122 pode corresponder à flutuabilidade do líquido no conduto de fluido 102 e permitir que o dispositivo sensor, coletando dados de sensor à medida que flui, tenha um fluxo constante na linha do tempo que corresponde à taxa de fluxo constante do líquido (devido ao dispositivo sensor 122 ser flutuante de forma neutra). Em outras palavras, sendo flutuante de forma neutra e de flutuação livre, o dispositivo sensor 122 é transportado com o fluido no conduto de fluido na taxa de fluxo do fluido (movendo-se na velocidade do líquido), permitindo que o tempo seja um representante preciso para a distância percorrida. Isso permite, por exemplo, que os sinais magnéticos registrados por múltiplos magnetômetros tendo uma distância de separação definida no dispositivo sensor sejam comparados e usados na determinação da velocidade absoluta do dispositivo sensor 122. Em contraste, se o dispositivo sensor 122 foi configurado para rolar ao longo da superfície interna do conduto de fluido 102 ou raspar a superfície interna, o dispositivo sensor 122 se moveria em relação ao líquido no conduto de fluido 102 (por exemplo, devido a diferentes forças de atrito ou obstruções no percurso de fluxo), o que impediria o uso de tempo como um bom indicador da distância percorrida.

[0092] Por exemplo, o dispositivo sensor 122 pode incluir um peso para ajustar a massa do dispositivo sensor de modo que o dispositivo sensor seja flutuante de forma neutra no fluido 108. As características do peso, incluindo se ou não um é usado, podem depender da configuração necessária para a densidade de um líquido particular no conduto de fluido 102. Em alguns casos, o compartimento interno do dispositivo sensor 122 pode incluir um ou mais compartimentos ou ranhuras de recepção de peso, cada um configurado para receber um peso de ajuste de gravidade específica. Os pesos de ajuste de gravidade específica podem ser construídos especificamente para encaixar e serem retidos no compartimento ou ranhura de recepção de peso. O compartimento ou ranhura de recepção de peso pode ser configurado para reter o peso de ajuste de gravidade específica de modo que quando o dispositivo sensor 122 flutua livremente com um líquido, o peso de ajuste de gravidade específica é retido no compartimento ou ranhura de recepção de peso. Em alguns casos, o compartimento ou ranhura de recepção de peso pode ser construído em uma superfície interna do alojamento externo. O peso de ajuste de gravidade específica pode ser especificamente ponderado de modo que quando seu peso é combinado com um peso total do dispositivo sensor 122 sem o peso, o peso combinado atinge um peso ou gravidade específica adequada para flutuar livremente o dispositivo sensor em um líquido específico (ou seja, tendo uma certa gravidade específica). Será entendido que múltiplos desses pesos (e múltiplos compartimentos ou ranhuras de recepção de peso) podem ser usados para permitir que o mesmo dispositivo sensor flutue livremente em líquidos com diferentes gravidades específicas. Por exemplo, o dispositivo sensor não ponderado pode ser construído para ter um peso que permita ao dispositivo sensor flutuar de forma neutra na água e incluir um ou mais compartimentos ou ranhuras de recebimento de peso para receber um ou mais pesos de ajuste de gravidade específicas para permitir que o dispositivo sensor corresponda à gravidade específica de e flutuar de forma neutra em óleo.

[0093] Em outras modalidades, o dispositivo sensor 122 pode ser anexado a um dispositivo, tal como um pig de limpeza, que se desloca ao longo de uma superfície interna da parede de conduto de fluido 104 (e, portanto, não flutua livremente). O dispositivo pode ser configurado para se deslocar para dentro e fazer contato de vedação com o conduto de fluido 102. O dispositivo sensor 122 pode ser anexado ao dispositivo de tal forma que o dispositivo sensor esteja no centro do conduto de fluido 102. O termo "centro” conforme usado neste contexto refere-se a uma posição dentro do interior do conduto de fluido 106 onde o dispositivo sensor 122 tem a mesma ou aproximadamente a mesma distância para cada parte da parede de conduto de fluido 104 naquela seção do conduto de fluido 104. O centro pode estar no centro geométrico ou próximo dele. O dispositivo sensor 122 pode ser anexado pode ser anexado ao outro dispositivo de modo que o dispositivo sensor mantenha uma orientação constante em relação ao dispositivo ao qual está anexado à medida que o dispositivo e o dispositivo sensor se deslocam através do conduto de fluido. Um exemplo de uma maneira pela qual o dispositivo sensor 122 pode ser conectado ao pig (ou outro dispositivo) é descrito na Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos número US2019/0368665A1, número de série 16/424.643, que é incorporado neste documento por referência em sua totalidade.

[0094] O dispositivo sensor 122 mede o fluxo magnético (não mostrado) dentro do conduto de fluido 102 resultante da magnetização residual do conduto de fluido 102. Geralmente, materiais ferromagnéticos, que podem ser usados como parte do conduto de fluido 102, tornam-se magnéticos durante o processo de fabricação, processo de instalação e ao longo do tempo. Isto é referido como magnetização residual e é medido pelo dispositivo sensor 122 e pelo sistema 100. A magnetização residual resulta da exposição do conduto de fluido 102 (isto é, o material de parede de conduto de fluido) a um campo magnético externo (por exemplo, o campo magnético da Terra).

[0095] O fluxo magnético presente no conduto de fluido 102 pode ser um resultado de uma combinação de fatores que dependem de todo o histórico do conduto de fluido e pode remontar à fabricação de materiais de parede de conduto de fluido 104 (por exemplo, bobinas de tubos) antes do envio para um projeto de construção.

[0096] Por exemplo, diferenças no tipo de costura (tubo de costura sem costura, longitudinal ou espiral), grau, ou espessura de parede levam a diferenças no fluxo magnético medido. Então, durante a construção, o calor a partir da soldagem e tensões a partir do trabalho a frio de dobras de campo, por exemplo, podem aumentar o fluxo magnético em um conduto de fluido nesses locais. Finalmente, mudanças no conduto de fluido durante a operação do conduto de fluido podem afetar o fluxo magnético no conduto de fluido que pode incluir quaisquer reparos, inspeções (magnéticas), corrosão ou tensões aplicadas. Todos esses fatores produzem uma magnetização da tubulação que mostra estruturas complexas e pode ser difícil de avaliar com precisão sem nenhuma informação básica sobre o conduto de fluido e seu histórico.

[0097] Na prática, no entanto, observa-se que o fluxo magnético nas tubulações mostra padrões e estruturas repetíveis (ou seja, a maioria das tubulações tem fluxo magnético de aparência semelhante). A exposição contínua da tubulação ao campo magnético da Terra pode alterar o fluxo magnético geral, mas não pode alterar os padrões e a estrutura do fluxo magnético. Em outras palavras, se o padrão do fluxo magnético mudar entre as execuções de medição, a suposição é que algo mudou na condição da tubulação (por exemplo, degradação da condição da tubulação, como devido à perda de metal por corrosão ou tensões aplicadas). Espera-se, portanto, que medições futuras repetidas de um conduto de fluido identifiquem ainda melhor as mudanças em um fluxo magnético de um conduto de fluido 102 e os dados de linha de base (de medições anteriores) podem ser usados para avaliar com mais precisão e exatidão as mudanças na condição do conduto de fluido 102 (onde as mudanças seriam geralmente indicam corrosão ou outras anomalias da tubulação). À medida que volumes maiores de dados são adquiridos, torna-se possível rotular com precisão recursos e anomalias presentes em uma tubulação durante uma triagem inicial (dados de linha de base).

[0098] Um exemplo da repetibilidade dos dados de fluxo magnético registrados pelo dispositivo sensor 122 é mostrado na Figura 2. A Figura 2 ilustra uma representação gráfica 200 de dados de fluxo magnético coletados a partir de um conduto de fluido com um dispositivo sensor (isto é, como no sistema 100 da Figura 1) em três diferentes execuções de medição 202, 204, 206. As três execuções de medição correspondem ao mesmo trecho do conduto de fluido.

[0099] As três execuções de medição incluem uma primeira execução de medição 202 realizada em novembro de 2018, uma segunda execução de medição 204 realizada em outubro de 2019 e uma terceira execução de medição 206 realizada em março de 2020. As execuções de medição 202, 204, 206 são ilustradas como gráficos de fluxo magnético 208 contra a distância 210. A distância 210 corresponde à distância percorrida pelo dispositivo sensor ao longo do conduto de fluido.

[00100] A repetibilidade dos dados de fluxo magnético coletados pelo dispositivo sensor 122, que é visível na Figura 2 pela semelhança nos gráficos através das execuções de medição 202, 204, 206, é aproveitada nos vários sistemas e métodos para velocidade absoluta e determinação de posição de sensor descritos neste documento. Por exemplo, assinaturas magnéticas representadas nos dados de fluxo magnético podem ser registradas por uma pluralidade de magnetômetros espaçados no dispositivo sensor 222 com um atraso de tempo, e os dados de fluxo magnético, atraso de tempo, e espaçamento dos magnetômetros usados para realizar operações subsequentes (por exemplo, determinar a orientação de dispositivo sensor, velocidade absoluta, distância percorrida, localização de medição de sensor).

[00101] Com referência agora à Figura 3, é mostrado nela um método 300 para determinar a velocidade absoluta e distância percorrida de um dispositivo sensor que se desloca em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade. O método 300 pode ser realizado usando o sistema 100 da Figura 1. O fluido no conduto de fluido pode ser líquido e/ou gás.

[00102] O método 300 pode ser realizado para um dispositivo sensor que tem uma orientação definida (ou predeterminada) à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do conduto de fluido. Por exemplo, o método 300 pode ser realizado para um dispositivo sensor que é anexado a um pig ou outro dispositivo que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido. A orientação do dispositivo sensor em relação ao conduto de fluido pode permanecer constante à medida que o dispositivo sensor se desloca através do conduto de fluido. A orientação definida do dispositivo sensor contrasta com uma orientação indefinida, como no caso de um dispositivo sensor de flutuação livre, em que a orientação do dispositivo sensor pode mudar à medida que flui com o fluxo de fluido.

[00103] Em 304, um dispositivo sensor é inserido no interior de um conduto de fluido. O dispositivo sensor pode ser o dispositivo sensor 122 da Figura 1.

[00104] O dispositivo sensor inclui uma pluralidade de sensores magnéticos (ou magnetômetros) incluindo pelo menos um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro. Em algumas modalidades, o dispositivo sensor pode incluir mais de dois magnetômetros.

[00105] O primeiro e o segundo magnetômetros podem ser dispostos em um compartimento interno do dispositivo sensor. O primeiro magnetômetro e o segundo magnetômetro têm, cada um, uma posição fixa em relação ao dispositivo sensor e um ao outro. As posições fixas do primeiro e segundo magnetômetros definem uma distância de separação entre o primeiro e segundo magnetômetros. Em modalidades em que o dispositivo sensor inclui magnetômetros adicionais, cada um desses magnetômetros adicionais tem uma posição fixa em relação ao dispositivo sensor que define uma distância de separação entre o respectivo magnetômetro e pelo menos um outro da pluralidade de magnetômetros. A orientação do dispositivo sensor quando anexado ao pig (ou outro dispositivo) é tal que a distância de separação seja ao longo de um eixo longitudinal do conduto de fluido (isto é, ao longo do comprimento do conduto).

[00106] O dispositivo sensor pode incluir outros tipos de sensores (isto é, sensores não magnéticos) para coletar dados de sensor que não sejam dados magnéticos. Os outros dados de sensor podem ser usados para determinar uma propriedade do conduto de fluido. A pluralidade de sensores magnéticos e os sensores não magnéticos podem juntos formar um subsistema sensor para coletar dados de sensor (magnéticos e não magnéticos). O dispositivo sensor também inclui um armazenamento de dados (por exemplo, memória) para armazenar os dados de sensor coletados.

[00107] O dispositivo sensor também inclui uma interface de comunicação para facilitar a transferência dos dados de sensor a partir do armazenamento de dados do dispositivo sensor para um dispositivo receptor. O dispositivo receptor pode ser um dispositivo de processamento de dados ou um dispositivo de transferência/armazenamento de dados. A interface de comunicação pode ser configurada para transferir dados de sensor usando técnicas de transferência de dados com fio e/ou sem fio.

[00108] Em 308, os primeiros dados de fluxo magnético e os segundos dados de fluxo magnético são coletados pelo primeiro magnetômetro e pelo segundo magnetômetro, respectivamente, a partir de um interior do conduto de fluido à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido. Onde magnetômetros adicionais são usados, dados de fluxo magnético adicionais são coletados por esses magnetômetros (por exemplo, terceiros dados de fluxo magnético por um terceiro magnetômetro, etc.).

[00109] Geralmente, os magnetômetros coletam os dados de fluxo magnético à medida que o dispositivo sensor se desloca através do conduto de fluido. Os dados de fluxo magnético incluem uma pluralidade de medições de fluxo magnético medidas e registradas ao longo de um período de tempo. O período de tempo pode corresponder a uma execução de medição ou a uma parte dela. O dispositivo sensor pode registrar medições de fluxo magnético de precisão subcentimétrica ao longo de um comprimento do conduto de fluido. Os magnetômetros podem registrar medições de fluxo magnético em um intervalo predefinido. Em uma modalidade, o dispositivo sensor pode registrar 400 medições por segundo. Em algumas modalidades, o dispositivo sensor pode registrar 1.000 medições por segundo ou mais.

[00110] Cada medição magnética coletada pela pluralidade de sensores magnéticos inclui um componente de tempo associado que é registrado junto com a medição magnética correspondente. Geralmente, o componente de tempo pode ser usado para identificar quando uma medição específica foi registrada em relação a uma ou mais outras medições. Os componentes de tempo para medições múltiplas podem, assim, ser usados para gerar uma série temporal de dados de sensor magnético (ou outros dados de sensor, conforme o caso). O componente de tempo pode ser registrado por um temporizador. O temporizador pode ser um componente do respectivo sensor magnético que coleta os dados magnéticos ou pode ser um componente separado do dispositivo sensor. Quando o temporizador é um componente separado, o temporizador pode ser usado para registrar componentes de tempo (dados de tempo) para mais de um sensor no dispositivo sensor. Os componentes de tempo associados de medições magnéticas (ou outras medições de sensor, conforme o caso) podem ser armazenados como dados de tempo no armazenamento de dados do dispositivo sensor. Deve ser notado que as medições de sensor não magnético coletadas por sensores não magnéticos podem ter componentes de tempo associados de maneira semelhante.

[00111] Os primeiros dados de fluxo magnético e os segundos dados de fluxo magnético cada um registra e inclui um sinal magnético. O sinal magnético pode ser considerado uma "assinatura magnética"e se refere à repetibilidade dos dados de fluxo magnético coletados pelo dispositivo sensor, tal como descrito acima em referência à Figura 2. A assinatura magnética está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e nos segundos dados de fluxo magnético em momentos diferentes.

[00112] O sinal ou assinatura magnética são dados de fluxo magnético que são específicos para o conduto de fluido e que, quando registrados por múltiplos magnetômetros (por exemplo, primeiro e segundo magnetômetros), podem ser usados para corresponder ou alinhar dados de fluxo magnético registrados pela pluralidade de magnetômetros. Por exemplo, o sinal magnético pode ser usado para corresponder ou alinhar os primeiros e segundos dados de fluxo magnético de modo que um atraso de tempo no aparecimento ou medição do sinal magnético possa ser determinado.

[00113] Em alguns casos, a assinatura magnética pode ser considerada a totalidade dos dados de fluxo magnético coletados durante a execução de medição.

[00114] Em 312, os primeiros dados de fluxo magnético e os segundos dados de fluxo magnético são transferidos a partir do dispositivo sensor para um sistema de processamento de dados. O sistema de processamento de dados pode ser o sistema de processamento de dados 136 da Figura 1.

[00115] Em algumas modalidades, o dispositivo sensor pode ser extraído a partir do conduto de fluido para transferir os dados de fluxo magnético coletados para o sistema de processamento de dados através de uma conexão com ou sem fio. Por exemplo, o dispositivo sensor pode incluir uma cápsula externa que pode ser aberta para fornecer acesso a um compartimento interno do dispositivo sensor contendo o armazenamento de dados.

[00116] Em algumas modalidades, os dados de fluxo magnético podem ser transferidos a partir do dispositivo sensor para o sistema de processamento de dados enquanto o dispositivo sensor está dentro do conduto de fluido.

[00117] O primeiro e os segundos dados de fluxo magnético podem ser transferidos para o sistema de processamento de dados indiretamente através de um dispositivo de transferência de dados intermediário. Por exemplo, o dispositivo sensor pode ser anexado ao dispositivo de transferência de dados intermediário por meio de conexão com ou sem fio e os primeiros e segundos dados de fluxo magnético podem ser transferidos para o dispositivo de transferência de dados intermediário. O dispositivo de transferência de dados intermediário pode então transferir os primeiros e segundos dados de fluxo magnético para o sistema de processamento de dados por meio de conexão com ou sem fio.

[00118] A transferência de dados a partir do dispositivo sensor para o sistema de processamento de dados (ou dispositivo intermediário) pode ocorrer automaticamente, por exemplo, mediante o estabelecimento de uma conexão com capacidade de transferência de dados para o dispositivo destinatário, ou pode ocorrer em resposta a uma entrada de usuário (por exemplo, transferência manual). Em alguns casos, o dispositivo sensor e/ou o dispositivo destinatário podem incluir um processador configurado para transferir ou extrair automaticamente dados de sensor, respectivamente, a partir do dispositivo sensor (por exemplo, a partir do armazenamento de dados) para o dispositivo destinatário quando uma conexão de transferência de dados é estabelecida. Em alguns casos, o dispositivo sensor e/ou o dispositivo destinatário podem ser configurados para estabelecer automaticamente a conexão de transferência de dados.

[00119] Em uma modalidade, um armazenamento de dados do dispositivo sensor pode ser lido (por exemplo, por um leitor de cartão de memória ou semelhante) para transferir dados para o sistema de processamento de dados externo.

[00120] Os dados de sensor não magnético coletados pelo dispositivo sensor também podem ser transferidos para o sistema de processamento de dados em 312. Os dados de sensor não magnético podem ser transferidos de maneira semelhante.

[00121] Uma vez que os dados de fluxo magnético são recebidos pelo sistema de processamento de dados (por exemplo, diretamente ou por meio de um dispositivo intermediário), os dados de fluxo magnético (e outros dados de sensor) podem ser processados pelo sistema de processamento de dados e várias características do dispositivo sensor e conduto de fluido podem ser determinadas.

[00122] Em 316, é determinado um atraso de tempo no aparecimento da assinatura magnética nos primeiros e segundos dados de fluxo magnético. Como o primeiro e segundo magnetômetros estão espaçados (ou seja, na distância de separação), a assinatura magnética deve ser registrada em cada um dos primeiro e segundos dados de fluxo magnético, mas com um atraso de tempo (por exemplo, o tempo que leva para o sinal magnético aparecer em um sensor traseiro em comparação com um sensor frontal). A determinação é realizada pelo dispositivo de processamento de dados.

[00123] Deve ser entendido que uma pluralidade de determinações de atraso de tempo pode ser realizada em 316 para uma pluralidade de medições de fluxo magnético (ou pontos de dados). Isso pode ser feito correspondendo ou alinhando medições de fluxo magnético ou pontos de dados nos primeiros e segundos dados de fluxo magnético usando a assinatura (ou assinaturas) magnética. Desta forma, as informações de atraso de tempo podem ser acumuladas ao longo de um comprimento de medição de sensor (por exemplo, todo o comprimento). A correspondência ou alinhamento das medições de fluxo magnético usando os sinais magnéticos repetíveis pode ser realizada automaticamente pelo dispositivo de processamento de dados.

[00124] Por exemplo, a assinatura magnética medida por dois dos mesmos sensores aproximadamente ao mesmo tempo (podem ser apenas frações de segundo) é a mesma. Em uma modalidade, é empregada uma abordagem simples para determinar o atraso de tempo que inclui identificar um sinal característico nos dados coletados pelo primeiro sensor (por exemplo, um pico), identificar o sinal característico nos dados coletados pelo segundo sensor e, em seguida, calcular a diferença de tempo (por exemplo, subtraindo os tempos de medição de sensor associados) entre quando o sinal característico aparece nos dados do primeiro sensor e quando o sinal característico aparece nos dados do segundo sensor. Em outra modalidade, uma abordagem mais complexa pode ser usada em que um eixo de tempo secundário é criado. Os sinais ou espectros do primeiro e segundo sensores são então distorcidos no tempo usando uma técnica de distorção no tempo de modo que os dados se sobreponham (por exemplo, 100% ou quase 100% de sobreposição). Por exemplo, a distorção temporal pode incluir o mapeamento de cada ponto de dados magnéticos em um segundo conjunto de dados (do segundo dispositivo sensor) para um ponto de dados magnéticos correspondente em um primeiro conjunto de dados (do primeiro dispositivo sensor). Então, em qualquer ponto, a diferença entre o tempo medido e o tempo distorcido no tempo é determinada e representa a diferença de tempo na detecção dos sinais.

[00125] Em 320, uma velocidade absoluta do dispositivo sensor é determinada usando o atraso de tempo determinado em 316 e a distância de separação do primeiro e segundo magnetômetros. A determinação é realizada pelo dispositivo de processamento de dados.

[00126] A velocidade absoluta pode ser obtida dividindo a distância de separação do primeiro e segundo magnetômetros pelo atraso de tempo a partir de 316 (ou seja, o tempo que leva para o sinal aparecer no segundo magnetômetro em comparação com o primeiro magnetômetro).

[00127] A velocidade absoluta pode ser associada a um componente de tempo, tal como descrito acima em referência a 308. O componente de tempo pode ser obtido ou derivado a partir dos dados de sensor (por exemplo, a partir dos dados de fluxo magnético). O componente de tempo indica um tempo da execução de medição em que o dispositivo sensor tinha a velocidade absoluta correspondente. O componente de tempo pode permitir que a velocidade absoluta seja disposta em uma série temporal juntamente com outros valores de velocidade absoluta determinados de forma semelhante.

[00128] Dependendo do método de determinação de atraso de tempo usado, a velocidade absoluta pode ser representada como velocidades em determinados locais ou um perfil de velocidade contínuo.

[00129] Em 324, uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo é determinada usando a velocidade absoluta a partir de 320. A determinação é realizada pelo dispositivo de processamento de dados.

[00130] Usando a série temporal de valores de velocidade absoluta a partir de 320, a velocidade absoluta em função do tempo pode ser integrada para obter uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo ou para corrigir mudanças repentinas de velocidade em locais específicos ao longo da execução de medição ou o conduto de fluido. Por exemplo, a velocidade absoluta pode ser usada para determinar a distância ao longo de todo o conduto de fluido ou, em alguns casos, a distância de junta a junta pode já ser conhecida e a velocidade absoluta pode então ser usada para se tornar mais precisa na distância ao longo de um carretel (entre duas juntas) ou ao longo de uma determinada seção do conduto de fluido. A distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo pode ser armazenada como uma série temporal de valores de distância percorrida que pode ser referenciada para obter uma distância percorrida de dispositivo sensor (ou seja, posição ou localização) em um tempo particular usando o componente de tempo associado.

[00131] Opcionalmente, em 328, uma posição de dispositivo sensor pode ser mapeada para uma medição de sensor (por exemplo, ponto de dados de sensor) coletada pelo dispositivo sensor usando os dados de distância percorrida determinados em 324. Uma posição inicial do dispositivo sensor ao longo do conduto de fluido pode ser conhecida (e armazenada no sistema) que pode ser usada para determinar a posição real do dispositivo sensor ao longo do conduto de fluido. A medição de sensor pode ser uma medição de sensor magnético ou uma medição de sensor não magnético. Isso pode permitir a determinação de uma posição de dispositivo sensor ao longo do conduto de fluido para uma medição de sensor particular. A determinação ou mapeamento é realizado pelo dispositivo de processamento de dados.

[00132] Por exemplo, o dispositivo sensor pode incluir um sensor acústico e medir e registrar dados acústicos a partir do interior do conduto de fluido usando o sensor acústico durante a execução de medição. As medições acústicas incluem um componente de tempo associado (dados de tempo) indicando quando uma medição acústica foi registrada. Certas medições acústicas registradas podem indicar a presença de um vazamento no conduto de fluido. Para determinar onde ao longo do conduto de fluido as medições acústicas foram registradas (e, portanto, em que o vazamento está presente), pode ser usada a posição de dispositivo sensor no momento em que as medições acústicas foram registradas. Como cada uma das medições acústicas e dados de distância percorrida têm componentes de tempo associados, o componente de tempo da medição acústica relevante pode ser determinado, e o componente de tempo usado para obter um valor de distância percorrida a partir dos dados de distância percorrida. O valor de distância percorrida indica a distância percorrida no momento em que a medição acústica foi detectada e, portanto, indica uma localização ao longo do comprimento do conduto correspondente à medição acústica. Os dados de distância percorrida a partir de 324 podem ser usados de forma semelhante para mapear outros dados de sensor para uma posição de dispositivo sensor (e localização de conduto de fluido).

[00133] Embora o método 300 se refira ao primeiro e segundo magnetômetros e primeiro e segundos dados de fluxo magnético, deve ser entendido que um ou mais magnetômetros adicionais podem ser usados para coletar dados de fluxo magnético adicionais e os dados de fluxo magnético medidos pelos magnetômetros adicionais podem ser processados de maneira semelhante.

[00134] Deve ser entendido ainda que as determinações em 316, 320 e 324 podem ser realizadas continuamente (isto é, ao longo do comprimento da execução de medição, para vários pontos de dados) usando as assinaturas únicas presentes nas medições de fluxo magnético. Isto é ainda apoiado pelo fato de que é extremamente improvável que dois sinais magnéticos semelhantes, mas distintos, ocorram dentro do período de tempo correspondente ao atraso de tempo. Desta forma, o atraso de tempo, a velocidade absoluta e a distância percorrida para o dispositivo sensor podem ser determinados ao longo da duração da medição.

[00135] Com referência agora à Figura 4, é mostrado na mesma um método 400 para determinar a velocidade absoluta e a distância percorrida de um dispositivo sensor de flutuação livre em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade.

[00136] O método 400 pode ser realizado usando o sistema 100 da Figura 1.

[00137] O método 400 pode ser usado onde o dispositivo sensor tem uma orientação indefinida (por exemplo, flutuação livre) à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do conduto de fluido.

[00138] Os passos 404-412 e 420-432 do método 400 são semelhantes aos passos 304-312 e 316-328 do método 300 da Figura 3, respectivamente, e certos detalhes podem não ser repetidos neste documento.

[00139] Em 404, um dispositivo sensor é inserido no conduto de fluido. O dispositivo sensor é de flutuação livre. O dispositivo sensor pode ser o dispositivo sensor 122 da Figura 1.

[00140] O dispositivo sensor inclui um acelerômetro e uma pluralidade de magnetômetros. O acelerômetro pode ser um componente de uma IMU. Um ou mais da pluralidade de magnetômetros podem ser um componente de uma IMU. Em uma modalidade, o acelerômetro e um da pluralidade de magnetômetros podem ser componentes da mesma IMU. Os magnetômetros podem ser magnetômetros triaxiais. O acelerômetro pode ser um acelerômetro triaxial.

[00141] O acelerômetro pode estar localizado em ou próximo a um centro geométrico do dispositivo sensor. O acelerômetro pode ser montado em uma plataforma de sensor. O acelerômetro pode ser montado no centro ou próximo ao centro da plataforma de sensor.

[00142] A pluralidade de magnetômetros inclui pelo menos três magnetômetros. Os três magnetômetros não estão na mesma linha (ou seja, eles devem formar um triângulo). Por exemplo, os três magnetômetros podem ser dispostos no mesmo plano em forma de triângulo. Em uma modalidade, a pluralidade de magnetômetros inclui um primeiro magnetômetro, um segundo magnetômetro, um terceiro magnetômetro e um quarto magnetômetro. O quarto magnetômetro pode ser um componente de uma IMU juntamente com o acelerômetro. O primeiro, segundo e terceiro magnetômetros podem ser dispostos no mesmo plano em forma de triângulo (como na modalidade de três magnetômetros) e o quarto magnetômetro pode ser posicionado fora do plano dos outros três magnetômetros.

[00143] A pluralidade de magnetômetros cada um tem uma posição fixa em relação ao dispositivo sensor. Por exemplo, os magnetômetros podem ser dispostos em posições fixas (junto com o acelerômetro) em uma plataforma de sensor disposta no dispositivo sensor. As posições fixas definem uma distância de separação entre a pluralidade de magnetômetros. Por exemplo, o primeiro e segundo magnetômetros têm posições fixas que definem uma distância de separação entre o primeiro e segundo magnetômetros.

[00144] Em 408, os dados de sensor são coletados a partir de um interior do conduto de fluido à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido.

[00145] Os dados de sensor incluem dados de fluxo magnético coletados por cada um da pluralidade de magnetômetros. Os dados de fluxo magnético incluem primeiros dados de fluxo magnético, segundos dados de fluxo magnético e terceiros dados de fluxo magnético correspondentes aos dados de fluxo magnético detectados pelo primeiro, segundo e terceiro magnetômetros, respectivamente.

[00146] Os dados de sensor também incluem dados de aceleração medidos pelo acelerômetro.

[00147] Em 412, os dados de fluxo magnético e os dados de aceleração são transferidos a partir do dispositivo sensor para um sistema de processamento de dados. Outros dados de sensor coletados por outros sensores também podem ser transferidos.

[00148] Em 416, uma orientação do dispositivo sensor nos planos vertical e horizontal é determinada usando os dados de aceleração e os dados de fluxo magnético. Um quadro de referência de dispositivo sensor é ajustado (girado) usando a orientação determinada. A determinação e o quadro de rotação de referência são realizados pelo dispositivo de processamento de dados.

[00149] Como o dispositivo sensor de flutuação livre tem uma orientação indefinida à medida que o dispositivo sensor flui através do conduto de fluido, o passo de determinação de orientação em 416 é usado para definir uma orientação do dispositivo sensor de modo que os passos subsequentes do método 400 (atraso de tempo, velocidade absoluta, determinações de distância percorrida) podem ser realizados de uma maneira semelhante ao método 300 da Figura 3.

[00150] Determinar a orientação vertical e horizontal do dispositivo sensor pode incluir um processo de dois passos. Primeiro, uma orientação vertical pode ser determinada usando dados de aceleração. Os dados de aceleração podem ser de um acelerômetro triaxial. A relação de gravidade sobre os três eixos do acelerômetro triaxial pode ser usada para orientar o dispositivo sensor na direção vertical de modo que a gravidade (sinal de gravidade terrestre) conforme determinado a partir dos três conjuntos de dados de aceleração aponte para baixo. Em seguida, com a orientação vertical determinada, a presença de um sinal magnético característico ou reconhecível nos dados magnéticos dos diferentes magnetômetros pode ser detectada e o tempo em que o sinal aparece (ou a ordem em que o sinal aparece) comparado. Por exemplo, o sinal característico pode ser um sinal magnético associado a um marcador magnético ao longo do conduto, como uma solda. O marcador magnético pode ter sido detectado usando dados de sensor coletados pelo dispositivo sensor. Essas informações podem ser usadas para determinar a orientação do dispositivo sensor no plano horizontal e girar o quadro de referência de dispositivo sensor (ou a placa/plataforma de sensor do dispositivo sensor no qual os magnetômetros estão dispostos). Desta forma, os dados de sensor coletados pelo dispositivo sensor podem ser transformados a partir do quadro de referência de dispositivo sensor (no qual é coletado) para um quadro de referência de conduto de fluido.

[00151] Em alguns casos, a orientação determinada do dispositivo sensor pode ser usada para otimizar outros dados de sensor a partir dos quais podem ser feitas determinações sobre o fluido ou conduto de fluido. Por exemplo, os dados coletados por um giroscópio do dispositivo sensor podem ser usados para determinar dobras no conduto de fluido. Os dados de giroscópio podem indicar rotação detectada; no entanto, tal sinal de rotação detectado pode corresponder a uma dobra no conduto de fluido ou à rotação do próprio dispositivo sensor. A orientação determinada do dispositivo sensor pode ser usada para otimizar os dados de rotação de modo que os dois tipos de sinais de rotação possam ser distinguidos e para identificar corretamente as dobras possam ser identificadas corretamente (e a rotação do dispositivo sensor não relacionada a dobras desconsiderada).

[00152] Referindo-se agora à Figura 5, nela é mostrado o passo 416 da Figura 4 em mais detalhes, de acordo com uma modalidade.

[00153] Em 504, uma orientação vertical do dispositivo sensor de flutuação livre em direção ao campo de gravidade terrestre é determinada usando os dados de aceleração e filtrar a força do campo de gravidade terrestre.

[00154] Geralmente, a orientação em direção ao campo de gravidade terrestre pode ser determinada usando o acelerômetro. A gravidade terrestre tem uma força contínua no acelerômetro que, dependendo da orientação do dispositivo sensor, é dividida nos três eixos. Como todas as outras forças são consideradas uniformemente espalhadas, essa força do campo gravitacional da Terra representa um fator contínuo e pode ser identificada e filtrada dos dados. A gravidade aparecerá nos três eixos de um acelerômetro triaxial, e a força relativa permite determinar a orientação vertical do dispositivo sensor.

[00155] Em 508, usando a orientação vertical determinada a partir de 504, um quadro de referência de dispositivo sensor pode ser girado de tal forma que a gravidade aponte para baixo. Uma vez realizado este quadro de rotação de referência, a direção no plano vertical é conhecida.

[00156] Nesta fase, os sinais magnéticos (ou seja, assinatura magnética) serão medidos em vários magnetômetros, e presentes nos respectivos dados de fluxo magnético, com diferentes intensidades (força relativa). Esse recurso dos sinais magnéticos refere-se à repetibilidade das medições magnéticas descritas anteriormente neste documento.

[00157] Em 512, uma orientação horizontal do dispositivo sensor no plano horizontal pode ser determinada a partir das intensidades relativas do mesmo sinal magnético nos múltiplos magnetômetros ou dos atrasos de tempo entre o sinal magnético nos múltiplos magnetômetros.

[00158] Em 516, a orientação no plano horizontal determinada em 512 é apontada para frente através de uma transformação de quadro de coordenadas. Geralmente, os dados de sensor coletados pelo dispositivo sensor são coletados no quadro de referência do dispositivo sensor. Os dados de sensor podem ser transformados ou girados a partir do quadro de referência de dispositivo sensor para um quadro de referência de conduto de fluido para permitir processamento adicional conforme descrito neste documento.

[00159] Os passos de 504-516 são realizados pelo dispositivo de processamento de dados.

[00160] A determinação da orientação horizontal pode seguir uma abordagem semelhante à determinação da orientação vertical. Por exemplo, a gravidade aparece nos três eixos do acelerômetro e a força relativa da força gravitacional permite a determinação da orientação vertical do dispositivo sensor. Uma abordagem semelhante pode ser usada em um sinal magnético espalhado pelos diferentes eixos do magnetômetro se um sinal específico deve aparecer predominantemente em um eixo (por exemplo, uma solda). Em outros casos, uma combinação dos três magnetômetros e a diferença de tempo relativa entre os sinais registrados em cada magnetômetro permite uma análise semelhante. Por exemplo, se a mesma assinatura magnética for detectada ao mesmo tempo em dois magnetômetros, pode-se determinar que os dois magnetômetros são perpendiculares à parede de tubulação e o sinal magnético a partir do terceiro magnetômetro pode ser usado para determinar a velocidade. De maneira semelhante, quando um sinal é detectado nos dados de fluxo magnético dos três magnetômetros em momentos diferentes, uma equação pode ser resolvida usando as posições relativas conhecidas dos magnetômetros no dispositivo sensor (ou seja, na plataforma de sensor).

[00161] Com referência novamente à Figura 4, em 420, é determinado um atraso de tempo no aparecimento da assinatura magnética em dados de fluxo magnético medidos nos primeiros e segundos dados de fluxo magnético. A determinação inclui compensar as correções de orientação realizadas em 416.

[00162] Em 424, uma velocidade absoluta do dispositivo sensor é determinada usando o atraso de tempo determinado em 420 e a distância de separação do primeiro e segundo magnetômetros. Em alguns casos, a velocidade absoluta do dispositivo sensor pode ser usada para determinar as propriedades de fluxo do fluido no conduto de fluido (à medida que o dispositivo sensor se desloca com o fluxo, a velocidade absoluta pode estar relacionada ao fluxo do fluido). Tal determinação das propriedades de fluxo pode ser determinada pelo dispositivo de processamento de dados. Para fazer isso em uma implementação de sensor de flutuação livre, o dispositivo sensor é girado de um quadro de referência de dispositivo sensor para um quadro de referência de conduto de fluido. Isso pode ser realizado computacionalmente pelo dispositivo de processamento de dados.

[00163] Em 428, uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo é determinada usando a velocidade absoluta de 424.

[00164] Opcionalmente, em 432, uma posição de dispositivo sensor pode ser mapeada para uma medição de sensor (por exemplo, ponto de dados de sensor) coletada pelo dispositivo sensor usando os dados da distância percorrida determinados em 428.

[00165] Os passos 420, 424, 428 e 432 podem ser realizados de forma semelhante aos passos 316, 320, 324 e 328 da Figura 3. Certos detalhes de tais passos não são repetidos neste documento.

[00166] Com referência agora à Figura 6, nela é mostrado um sistema 600 para inspeção de conduto de fluido, de acordo com uma modalidade.

[00167] O sistema 600 inclui um dispositivo sensor 602 para coletar dados de sensor, incluindo dados de fluxo magnético a partir de dentro de um conduto de fluido. O dispositivo sensor 602 pode ser o dispositivo sensor 122 da Figura 1. O dispositivo sensor 602 pode ser usado como um dispositivo sensor de flutuação livre. O dispositivo sensor 602 também pode ser usado como um dispositivo de flutuação não livre, tal como por anexar ou montar o dispositivo sensor 602 a um pig ou dispositivo similar.

[00168] O sistema também inclui um conector externo 604 para comunicação com um dispositivo externo 606. O dispositivo externo pode ser um dispositivo de processamento de dados, tal como o sistema de processamento de dados 136 da Figura 1, ou um dispositivo de transferência de dados intermediário.

[00169] O conector externo 604 pode ser um suporte configurado para receber o dispositivo sensor, um cabo (por exemplo, cabo USB), um leitor de cartão de memória para receber um cartão de memória instalado no dispositivo sensor, ou qualquer outro meio conhecido na técnica para transmissão de dados.

[00170] Em outras modalidades, o sistema 600 pode não incluir o conector externo 604 e transferência de dados pode ocorrer diretamente entre o dispositivo sensor 602 e o dispositivo externo 606 através de uma comunicação sem fio (por exemplo, leitura sem fio via método de comunicação sem fio).

[00171] O dispositivo sensor 602 inclui um sensor 608 para fazer medições sobre uma propriedade do fluido ou conduto de fluido a partir de dentro do conduto de fluido.

[00172] O sensor 608 inclui uma pluralidade de magnetômetros 610a, 610b, 610c e 610d. Os magnetômetros podem ser referidos coletivamente como magnetômetros 610 e genericamente como magnetômetro 610. O sensor 608 pode incluir menos ou mais magnetômetros 610. Por exemplo, em uma modalidade, o sensor 608 pode incluir apenas três magnetômetros ou um quinto magnetômetro. O magnetômetro 610 pode ser um magnetômetro triaxial. O magnetômetro 610 coleta medições de fluxo magnético a partir de dentro do conduto de fluido.

[00173] O sensor 608 também pode incluir qualquer um ou mais de um acelerômetro triaxial 612, um giroscópio triaxial 614, um sensor de pressão 616, um sensor de temperatura 618 e um sensor acústico 620. O magnetômetro 610d, acelerômetro 612 e giroscópio 614 podem ser componentes de uma IMU 632. Em outros casos, o magnetômetro 610d, o acelerômetro 612 e o giroscópio 614 podem ser sensores separados, ou apenas o acelerômetro 612 e o giroscópio 614 podem ser componentes de uma IMU (com o magnetômetro 610d sendo um sensor separado da IMU).

[00174] Em outras modalidades, o sensor 608 também pode incluir outros sensores, como um sensor ultrassônico.

[00175] Em outras modalidades, o dispositivo sensor 602 pode ter mais de um de cada acelerômetro 612, giroscópio 614, sensor de pressão 616, sensor de temperatura 618 e sensor acústico 620. Por exemplo, quando o dispositivo sensor 602 tem vários acelerômetros 612 e giroscópios 614, os erros de medição causados por, por exemplo, rotação do dispositivo sensor 602 em torno de seu próprio eixo, tombamento ou capotamento do dispositivo sensor 602, etc., podem ser reduzidos, compensados ou cancelados.

[00176] Em uma modalidade, o sensor acústico 620 não está integrado com a arquitetura principal dos sensores 608 e pode ser conectado diretamente a um processador acústico dedicado que amplifica, digitaliza e comprime os dados e os escreve em uma memória dedicada, existindo pelo menos duas memórias no sistema. O processador acústico dedicado pode ser conectado operativamente ao processador 626.

[00177] O dispositivo sensor 602 inclui uma memória 624 para armazenar medições feitas pelo(s) sensor(es) 608. As medições incluem dados de fluxo magnético e dados de aceleração.

[00178] A memória 624 pode ser qualquer forma adequada de armazenamento de dados. Em uma modalidade, a memória 624 pode incluir 1 Gb de Memória Serial NOR Flash. Em outras modalidades, a memória 624 pode incluir outras formas e tamanhos de memória legível por computador. A memória 624 também pode ser removível e/ou trocável. Por exemplo, a memória 624 pode ser um cartão SD ou microSD encaixado em uma interface apropriada.

[00179] A memória 624 pode receber dados diretamente a partir do sensor 608, ou a memória 624 pode se comunicar com o sensor 608 através de um processador 626.

[00180] Quando a memória 624 está cheia, a memória 624 pode desligar o dispositivo sensor 602 automaticamente sinalizando o status da memória para o processador 626.

[00181] O dispositivo sensor 602 pode ter mais de uma memória 624. Por exemplo, o sensor acústico 620 pode ter uma memória dedicada própria enquanto o restante dos sensores pode compartilhar outra memória.

[00182] O dispositivo sensor 602 inclui pelo menos um conector interno 628 para comunicação com o dispositivo externo 606. O conector interno 628 conecta o dispositivo sensor via conexão com ou sem fio a dispositivos externos (por exemplo, conector externo 604, dispositivo externo 606) para transferência e comunicação de dados. O conector interno 628 pode ser uma interface de comunicação para comunicações de dados com o dispositivo externo 606. Consequentemente, o conector interno 628 pode comunicar ou transferir dados armazenados na memória 624 (por exemplo, dados de sensor, dados de fluxo magnético) para o dispositivo externo 606. O conector interno 628 pode ser uma porta USB. Em uma modalidade, o conector interno 628 pode ser um micro HDMI que se conecta a um USB (por exemplo, conector externo 604).

[00183] O conector interno 628 é conectado eletricamente ao processador 626. Quando o dispositivo sensor 602 é interfaceado com o conector externo 604, o processador 626 pode ser conectado ao dispositivo externo 606.

[00184] O dispositivo sensor 602 inclui uma fonte de potência 630 para fornecer potência aos componentes do dispositivo sensor 602. A fonte de potência 630 fornece potência armazenada para realizar medições contínuas pelo sensor 608. Por exemplo, a fonte de potência 630 pode ser um Bateria recarregável de polímero de lítio de 3,7 V com aproximadamente 165 mAh de carga que fornece detecção contínua por cerca de uma hora ou mais. A fonte de potência 630 também pode ser uma ou mais baterias de cloreto de tionil de lítio de 3,6 V com aproximadamente 1200 mAh ou 1500 mAh de carga que podem fornecer envio contínuo por cerca de 24 horas ou mais. Quando a fonte de potência 630 é baixa em potência armazenada, pode desligar o dispositivo sensor 602 automaticamente por enviar um sinal para o processador 626. A fonte de potência 630 pode ser carregável através de um conjunto de condutores usando uma unidade ativadora.

[00185] A fonte de potência 630 pode ser carregada usando o conector interno 628, e o carregamento pode ocorrer quando o dispositivo sensor 602 é interfaceado com um suporte (que atua como uma fonte de carregamento e pode incluir um armazenamento de dados e facilitar a transferência dos dados de sensor a partir da memória 624 para o suporte). A fonte de potência 630 pode ser carregada por potência USB. Em algumas modalidades, uma fonte de potência não recarregável pode ser usada.

[00186] A fonte de potência 630 pode ser carregável através de um conjunto de condutores com uma unidade ativadora ou pode ser carregada através do conector interno 628 fazendo interface com o conector externo 604. O conjunto de circuitos de carregamento pode estar dentro do conector externo 604.

[00187] O dispositivo sensor 602 inclui o processador 626 para realizar operações lógicas. O processador 626 pode incluir mais de um processador. Por exemplo, o sensor acústico 620 ou magnetômetro 610 pode ter um processador dedicado, enquanto o restante dos sensores dentro do sensor 608 pode compartilhar outro processador. O processador 626 pode ser um processador ATxmega128A4U-CU fabricado pela Atmel ou um processador ATSAME70Q21 fabricado pela Microchip. O processador 626 pode ser reprogramável (por exemplo, usando instruções a partir do dispositivo externo 606) para alterar as capacidades e a configuração do dispositivo sensor 602.

[00188] O processador 626 pode ser programado para definir a taxa na qual os dados são capturados pelo sensor 608 e/ou o tempo que o dispositivo sensor 602 deve esperar antes de começar a coletar dados usando o sensor 608. O processador 626 também pode aceitar instruções para alterar a faixa de valores que o sensor 608 deve medir e o número de bits que devem representar cada medição. Em outras modalidades, um processador de propósito geral apropriado (ou uma combinação de tais processadores) pode ser usado para o processador 626 e outras instruções podem ser aceitas pelo processador 626. O processador 626 também pode ser implementado como uma máquina de estado para simplificar o projeto e/ou consumo de potência do dispositivo sensor 602.

[00189] O dispositivo externo 606 pode ser um computador de propósito geral que inclui uma porta USB. Em outras modalidades, outras portas podem ser usadas, dependendo das portas disponíveis em um dispositivo de transferência de dados intermediário. O dispositivo externo 606 pode ser configurável para aceitar dados a partir do dispositivo sensor 602 por meio dos conectores internos 626. O dispositivo externo 606 pode incluir uma interface para fazer interface diretamente com os condutores 626 (por exemplo, cabeçalhos de jumper, uma porta serial RS-232, uma porta FireWire, uma porta USB, etc.). O dispositivo externo 606 pode ser capaz de instruir o processador 626 para apagar dados armazenados na memória 624 (isto é, para liberar espaço para dados futuros).

[00190] Conforme descrito anteriormente, os sensores 608 do dispositivo sensor 602 podem ser montados em uma plataforma de sensor. A plataforma de sensor pode incluir uma pluralidade de plataformas de sensor, com diferentes sensores 608 montados em diferentes plataformas de sensor. A plataforma de sensor pode incluir uma placa de circuito impresso. A plataforma de sensor também pode incluir um componente de montagem para montar a plataforma de sensor no compartimento interno do dispositivo sensor 602. O componente de montagem pode ser um quadro interno. O componente de montagem pode ser montado ou anexado de outra forma a um alojamento externo do dispositivo sensor 602 por meio de um ou mais conectores ou fixadores ou por outros meios adequados.

[00191] Além disso, como descrito anteriormente neste documento, os sensores 608 geralmente têm uma posição fixa no compartimento interno em relação ao dispositivo sensor 602 (e entre si). Por exemplo, a posição fixa pode ser estabelecida através da montagem do respectivo sensor na plataforma de sensor. Em particular, os magnetômetros 610 cada um têm uma posição fixa. A posição fixa de dois magnetômetros 610 define uma distância de separação ou espaçamento entre esses dois magnetômetros que é fixo e, portanto, pode ser usado para determinar a velocidade absoluta do dispositivo sensor 602 como descrito neste documento. Em alguns casos, a distância de separação entre os magnetômetros 610 pode ser maximizada em relação às restrições de projeto no compartimento interno do dispositivo sensor 602 (e o tamanho total do dispositivo sensor), tal como por posicionar os magnetômetros 610 em ou perto da periferia da plataforma de sensor. Esse posicionamento dos magnetômetros a uma distância maximizada pode aumentar a precisão da velocidade absoluta e outros cálculos descritos neste documento com base nos dados de magnetômetro (ou seja, a velocidade absoluta é mais precisa quanto mais distantes os magnetômetros estiverem). Os magnetômetros 610 podem ser posicionados todos no mesmo plano. O plano pode corresponder a um eixo longitudinal do conduto de fluido ou dispositivo sensor, ou a uma forma triangular. Em uma modalidade, um ou mais dos magnetômetros 610 podem ser posicionados fora do plano dos outros magnetômetros em uma estrutura de estilo pirâmide. Por exemplo, um ou mais magnetômetros 610 podem ser posicionados em um plano perpendicular ao eixo longitudinal do conduto de fluido ou dispositivo sensor. A IMU 632 pode ser posicionada no centro ou próxima ao centro do dispositivo sensor 602 ou no centro da plataforma de sensor.

[00192] Com referência agora à Figura 7, nela são mostrados exemplos de layouts de magnetômetro 700, 750 que podem ser usados em um dispositivo sensor da presente revelação, de acordo com modalidades. Em particular, o layout 700 pode ser usado em uma modalidade de dispositivo sensor de flutuação não livre (por exemplo, montado em um pig) e o layout 750 pode ser usado em uma modalidade de dispositivo sensor de flutuação livre. O layout 700 também pode ser usado em uma modalidade de flutuação livre com sensores adicionais que não são mostrados. O layout 750 também pode ser usado em uma modalidade de dispositivo sensor de flutuação não livre. Os layouts 700, 750 são meramente exemplos e outros layouts e configurações são contemplados.

[00193] O layout 700 inclui primeiro e segundo magnetômetros 702a, 702b montados em uma primeira superfície 704 de uma plataforma de sensor 706 nas respectivas posições fixas. A plataforma de sensor 706 pode incluir uma placa PCB. O primeiro e segundo eixos 708, 710 da plataforma de sensor 706, que são ortogonais um ao outro, também são mostrados.

[00194] Como pode ser visto, o primeiro e segundo magnetômetros 702a, 702b estão posicionados perto das respectivas bordas opostas 712, 714 da plataforma de sensor. As posições fixas dos magnetômetros 702a, 702b (por exemplo, definidas pelo centro dos magnetômetros) definem uma distância de separação 716 entre os magnetômetros 702a, 702b.

[00195] Enquanto o primeiro e segundo magnetômetros 702a, 702b estão posicionados ao longo do primeiro eixo 708 (ou seja, em uma posição equivalente do segundo eixo 710), em outras modalidades os magnetômetros 702a, 702b podem ser posicionados em diferentes pontos ao longo do primeiro eixo 708 ou o segundo eixo 710.

[00196] O primeiro eixo 708 pode corresponder a um eixo longitudinal do conduto de fluido à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do conduto de fluido anexado ao pig ou dispositivo similar. Por exemplo, a orientação da plataforma de sensor 706 pode ser tal que o magnetômetro 702b seja um sensor frontal à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do conduto de fluido e o magnetômetro 702a é um sensor traseiro. Como tal, os sinais magnéticos são detectados pelo magnetômetro 702b antes que os sinais magnéticos sejam detectados pelo magnetômetro 702a (isto é, com um atraso de tempo). Este seria o caso em que a plataforma de sensor 706 (como parte do dispositivo sensor) se desloca através do conduto de fluido na direção 718.

[00197] O layout 750 inclui magnetômetros 752a, 752b, 752c montados em uma primeira superfície 754 de uma plataforma de sensor 756 nas respectivas posições fixas. O layout 750 também inclui uma IMU 770 montada na primeira superfície da plataforma de sensor 756 em uma posição fixa.

[00198] Primeiro e segundo eixos 758, 760 da plataforma de sensor 756, que são ortogonais entre si, também são mostrados.

[00199] Pode ser entendido como o posicionamento fixo dos sensores 752a, 752b, 752c, 770 significa que a distância de separação entre quaisquer dois magnetômetros (seja 752a, 752b, 752c ou da IMU 770) é conhecida e pode assim ser usada para determinar um atraso de tempo no aparecimento de um sinal magnético em dois magnetômetros.

[00200] O dispositivo sensor, do qual a plataforma de sensor 756 é um componente, geralmente se desloca ao longo do conduto de fluido na direção de fluxo 768. Quando o dispositivo sensor do qual a plataforma de sensor 756 é um dispositivo sensor de flutuação livre, a orientação do dispositivo sensor, e assim da plataforma de sensor 756, pode mudar à medida que o dispositivo flui com o fluxo de fluido (ou seja, a orientação é indefinida).

[00201] Os magnetômetros 752a, 752c são posicionados ao longo do segundo eixo 760 próximo às respectivas bordas externas 772, 774 da plataforma de sensor 756.

[00202] O magnetômetro 752b está posicionado de forma semelhante ao magnetômetro 702b no layout 700 (isto é, perto da borda externa 764 da plataforma de sensor 756 ao longo do primeiro eixo 758).

[00203] A IMU 770 está posicionada no ponto central da primeira superfície 754 da plataforma de sensor 756 correspondente ao ponto de interseção dos eixos 758, 760. Como tal, a IMU 770 também está alinhada com os magnetômetros 752a, 752c ao longo do segundo eixo 760 e com o magnetômetro 752 ao longo do primeiro eixo 758. A posição da IMU 770 no centro da plataforma de sensor 756 pode ser melhor para a determinação da orientação vertical. Os magnetômetros ao redor do eixo central podem evitar variações devido ao fato de não estarem no mesmo ponto no conduto de fluido ao usar um pig de limpeza ou dispositivo similar (ou seja, quando um dispositivo sensor usando o layout 750 é anexado a um pig de limpeza ou similar). Agora que a IMU 770 e os magnetômetros 752a, 752c estão alinhados, eles podem ser usados como verificação, pois a diferença de tempo entre a chegada de um sinal magnético no magnetômetro 752a e a IMU 770 deve ser igual à diferença de tempo entre a IMU 770 e o magnetômetro 752c.

[00204] Em outras configurações, IMU 770 pode não incluir um magnetômetro. Em tais casos, os magnetômetros 752a, 752b, 752c podem ser usados em vez disso. Em outras configurações, a IMU 770 pode incluir um magnetômetro e apenas dois dos três magnetômetros 752a, 752b, 752c são usados ou colocados em uma localização diferente. Como tal, são contempladas configurações usando uma IMU sem magnetômetro e configurações com apenas dois magnetômetros além de uma IMU contendo magnetômetro na plataforma de sensor.

[00205] Quando um dispositivo sensor com layout 750 é usado em um pig ou outro dispositivo de deslocamento de conduto, os magnetômetros 752a e 752c são usados para determinar o atraso de tempo. Quando um dispositivo sensor com layout 750 é usado como um dispositivo sensor de flutuação livre, os dados de fluxo magnético de cada um dos magnetômetros 752a, 752b, 752c ou dois dos magnetômetros e a parte do magnetômetro da IMU 770 são usados para determinar a orientação horizontal e atraso de tempo.

[00206] Com referência agora à Figura 8, é mostrado nela um sistema de processamento de dados 800 para inspeção de conduto de fluido, de acordo com uma modalidade.

[00207] O sistema de processamento de dados 800 pode ser o sistema de processamento de dados 136 da Figura 1 ou o dispositivo externo 606 da Figura 6. O sistema 800 pode ser configurado para implementar um ou mais passos ou funções dos métodos descritos neste documento, incluindo métodos 300, 400, 500 das Figuras 3, 4 e 5, respectivamente.

[00208] O sistema de processamento de dados 800 é configurado para determinar uma velocidade absoluta e, no caso de uma modalidade de dispositivo sensor de flutuação livre, posição de um dispositivo sensor usando dados de sensor coletados pelo dispositivo sensor a partir de dentro do conduto de fluido à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido.

[00209] O sistema de processamento de dados 800 inclui uma memória 802 para armazenamento de dados e um processador 804 em comunicação com a memória 802 para processamento de dados.

[00210] O processador 804 é configurado para processar dados de acordo com um ou mais módulos compreendendo instruções executáveis por computador que, quando executadas pelo processador 802, fazem o dispositivo de processamento de dados 800 realizar as várias funções descritas neste documento. As instruções executáveis por computador podem ser armazenadas na memória 802. O processador 804 pode ser configurado para realizar qualquer um dos processos de processamento ou determinação de dados descritos neste documento, como aqueles descritos em referência às Figuras 3 a 5.

[00211] O sistema de processamento de dados 800 também inclui uma interface de comunicação 806 para enviar e receber dados de e para outros dispositivos capazes de armazenar ou processar dados.

[00212] O sistema de processamento de dados 800 também inclui uma exibição 808 para exibir dados, como em uma interface de usuário.

[00213] A memória 802 armazena dados de sensor 810. Os dados de sensor 810 são dados coletados por um ou mais dispositivos sensores a partir de um interior de um conduto de fluido. Os dados de sensor 810 podem ser coletados à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido.

[00214] O sistema de processamento de dados 800 recebe os dados de sensor 810 através da interface de comunicação 806 a partir de outro dispositivo capaz de armazenar os dados de sensor 810. O outro dispositivo pode ser o dispositivo sensor ou pode ser um dispositivo intermediário (por exemplo, transferência ou dispositivo de armazenamento de dados). O outro dispositivo pode ser outro dispositivo de computação. Os dados de sensor 810 podem ser recebidos via conexão sem fio ou com fio.

[00215] Os dados de sensor 810 incluem dados de fluxo magnético 812 medidos por uma pluralidade de magnetômetros.

[00216] Os dados de sensor 810 também podem incluir dados de aceleração 814 medidos por um acelerômetro.

[00217] Os dados de sensor 810 também podem incluir outros dados de sensor 816 coletados por tipos de sensor no dispositivo sensor que não sejam sensores magnéticos e de aceleração. Outros dados de sensor 816 podem incluir qualquer um ou mais dados acústicos 818 medidos por um sensor acústico, dados de rotação (não mostrados) medidos por um sensor de rotação (giroscópio), dados de pressão 820 medidos por um sensor de pressão e dados de temperatura 822 medidos por um sensor de temperatura.

[00218] Os dados de sensor 810 também incluem dados de tempo de medição 824. Os dados de tempo de medição 824 podem ser associados a vários dados de sensor 810. Os dados de tempo de medição 824 são usados para indicar em que momento uma determinada medição foi registrada pelo respectivo sensor. Por exemplo, os dados de fluxo magnético 812 incluem dados de tempo de medição 824 indicando quando medições de fluxo magnético particulares foram registradas por um determinado magnetômetro.

[00219] Os dados de fluxo magnético 812 incluem primeiros dados de fluxo magnético 826, segundos dados de fluxo magnético 828 e terceiros dados de fluxo magnético 830 correspondentes aos dados de fluxo magnético 812 coletados por um primeiro magnetômetro, segundo magnetômetro e terceiro magnetômetro do dispositivo sensor, respectivamente. Em algumas modalidades, o dispositivo sensor pode incluir apenas dois magnetômetros e os dados de fluxo magnético 812 podem incluir apenas os primeiros e segundos dados de fluxo magnético 826, 828. Em outras modalidades, o dispositivo sensor pode incluir mais de três magnetômetros e os dados de fluxo magnético 812 inclui ainda dados de fluxo magnético correspondentes a medições de fluxo magnético coletadas pelo magnetômetro ou magnetômetros adicionais (por exemplo, quartos dados de fluxo magnético coletados por um quarto magnetômetro).

[00220] Os dados de tempo de medição 824 incluem os primeiros dados de tempo de medição magnética 832 correspondentes aos primeiros dados de fluxo magnético 826 e segundos dados de tempo de medição magnética 834 correspondentes aos segundos dados de fluxo magnético 828 e, quando aplicável, dados de tempo de medição para quaisquer dados de fluxo magnético adicionais (por exemplo, terceiros dados de fluxo magnético a partir de um terceiro magnetômetro).

[00221] A memória 802 também armazena dados de distância de separação de magnetômetro 836. Os dados de distância de separação de magnetômetro 836 incluem uma distância de separação do primeiro e segundo magnetômetros do dispositivo sensor e quaisquer outros magnetômetros potenciais do dispositivo sensor. Os dados de distância de separação de magnetômetro 836 podem incluir outras distâncias de separação entre magnetômetros que podem ser usados pelo sistema 800. Por exemplo, os dados de distância de separação de magnetômetro 836 podem incluir qualquer distância de separação entre dois magnetômetros no dispositivo sensor.

[00222] O processador 804 inclui um módulo determinador de orientação de dispositivo sensor 838.

[00223] O módulo determinador de orientação de dispositivo 838 determina uma orientação de dispositivo sensor usando os dados de aceleração 814 e os dados de fluxo magnético 812. Os dados de aceleração 814 podem ser usados para determinar uma orientação do dispositivo sensor em um plano vertical. Os dados de fluxo magnético 812 podem ser usados para determinar uma orientação do dispositivo sensor em um plano horizontal.

[00224] O módulo determinador de orientação de dispositivo 838 pode ser configurado para realizar qualquer um ou mais dos passos 416 da Figura 4 e passos 504-516 da Figura 5 para determinar a orientação do dispositivo sensor.

[00225] O módulo determinador de orientação de dispositivo 838 gera dados de orientação de dispositivo 840 indicando uma orientação ajustada do dispositivo sensor. Os dados de orientação de dispositivo 840 são armazenados na memória 802.

[00226] O módulo determinador de orientação de dispositivo 838 pode ser usado em modalidades em que o dispositivo sensor flutua livremente ou tem uma orientação indefinida à medida que se desloca ao longo do conduto de fluido. Em modalidades em que o dispositivo sensor tem uma orientação definida, tal como quando o dispositivo sensor é montado em um pig, o sistema 800 pode não incluir o módulo determinador de orientação de dispositivo 838.

[00227] A determinação de orientação de dispositivo é realizada pelo módulo determinador de orientação 838 uma pluralidade de vezes para uma pluralidade de medições de aceleração e fluxo magnético nos dados de aceleração 814 e dados de fluxo magnético 812. Desta forma, a orientação de dispositivo pode ser corrigida ao longo durante a execução da medição.

[00228] O processador 804 inclui um módulo determinador de atraso de tempo 842 para determinar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético é registrado por um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro do dispositivo sensor.

[00229] O módulo determinador de atraso de tempo 842 determina um atraso de tempo na medição de um sinal magnético usando os primeiros e segundos dados de fluxo magnético 826, 828 e os primeiros e segundos dados de tempo de medição magnética 832, 834.

[00230] Uma vez que um sinal magnético foi identificado pelo módulo 842 nos primeiros e segundos dados de fluxo magnético 826, 828, os respectivos dados de tempo 832, 834 associados às medições de fluxo magnético que representam o sinal magnético podem ser comparados (por exemplo, diferença calculada) para determinar um atraso de tempo.

[00231] O módulo determinador de atraso de tempo 842 pode ser configurado para realizar a determinação de atraso de tempo conforme descrito em referência às Figuras 3 e 4 (por exemplo, passos 316, 420).

[00232] O atraso de tempo determinado é armazenado na memória 802 como dados de atraso de tempo 844.

[00233] O módulo determinador de atraso de tempo 842 pode ser configurado para corresponder ou alinhar os primeiros e segundos dados de fluxo magnético 826, 828 usando os sinais magnéticos ou assinatura magnética, ou tal operação pode ser realizada por um módulo separado (não mostrado), para habilitar a determinação de atraso de tempo.

[00234] A determinação de atraso de tempo é realizada pelo módulo determinador de atraso de tempo 842 uma pluralidade de vezes para uma pluralidade de medições de fluxo magnético nos dados de fluxo magnético 826, 828. A determinação de atraso de tempo também pode ser aplicada a qualquer outra combinação de dados de fluxo magnético 812 em modalidades com mais de dois magnetômetros (por exemplo, magnetômetro 2 e 3, magnetômetro 1 e 3, magnetômetro 2 e 4 (se houver um quarto magnetômetro).

[00235] O processador 804 inclui um módulo determinador de velocidade absoluta 846 para determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor.

[00236] O módulo determinador de velocidade absoluta 846 determina uma velocidade absoluta do dispositivo sensor usando os dados de atraso de tempo 844 e os dados de distância de separação de magnetômetro 836.

[00237] O módulo determinador de velocidade absoluta 846 pode ser configurado para realizar a determinação de velocidade absoluta conforme descrito em referência às Figuras 3 e 4 (por exemplo, passos 320, 424).

[00238] Geralmente, o módulo determinador de velocidade absoluta 846 pode ser configurado para dividir os dados de distância de separação 836 pelos dados de atraso de tempo 844 para obter a velocidade absoluta.

[00239] A velocidade absoluta determinada é armazenada na memória 802 como dados de velocidade absoluta 848.

[00240] A determinação de velocidade absoluta é realizada pelo módulo determinador de velocidade absoluta 842 para obter uma série temporal de valores de velocidade absoluta para o dispositivo sensor. Os dados de velocidade absoluta 848 podem, assim, incluir componentes de tempo associados para cada valor de velocidade absoluta.

[00241] O processador 804 inclui um módulo determinador de distância percorrida 850 para determinar uma distância percorrida pelo dispositivo sensor usando a velocidade absoluta do dispositivo sensor. A determinação usando a velocidade absoluta pode usar a velocidade absoluta combinada com outros dados e informações obtidos pelo dispositivo sensor.

[00242] O módulo determinador de distância percorrida 850 determina uma distância percorrida do dispositivo sensor usando os dados de velocidade absoluta 848. A velocidade pode ser apenas um parâmetro na determinação da distância. Por exemplo, outros fatores usados podem incluir perfil de elevação, padrão de articulação, marcadores rígidos, como tubos de elevação e quaisquer outras informações disponíveis sobre o conduto de fluido.

[00243] O módulo determinador de distância percorrida 850 pode ser configurado para realizar a determinação de distância percorrida conforme descrito em referência às Figuras 3 e 4 (por exemplo, passos 324, 428).

[00244] Geralmente, o módulo determinador de distância percorrida 850 pode ser configurado para integrar os dados de velocidade absoluta 848 (velocidade absoluta em função do tempo) para obter uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo. A distância percorrida pode ser otimizada ou corrigida em locais específicos onde outros dados e informações do sensor podem ser usados além dos dados de velocidade.

[00245] A distância determinada percorrida em função do tempo (por exemplo, valor de distância percorrida com componente de tempo associado) é armazenada na memória 802 como dados de distância percorrida 852.

[00246] O processador 804 também inclui um módulo determinador de posição de medição 854 para determinar uma posição ou localização ao longo do comprimento do conduto de fluido no qual uma medição de sensor particular foi registrada.

[00247] O módulo determinador de posição de medição 854 determina uma posição de medição usando os dados de distância percorrida 852 e os dados de sensor 810. Em particular, o módulo determinador de posição de medição 854 pode corresponder a uma medição de sensor particular (por exemplo, nos dados 812, 814 ou 816) usando os dados de tempo de medição 824 para a medição de sensor particular e os dados de tempo nos dados de distância percorrida 852, tal como por determinar o tempo de medição da medição e usando o tempo de medição para determinar a distância percorrida no tempo de medição particular.

[00248] O módulo determinador de posição de medição 854 pode ser configurado para realizar a determinação de posição de medição conforme descrito em referência às Figuras 3 e 4 (por exemplo, passos 328, 432).

[00249] A posição de medição determinada é armazenada na memória como dados de posição de medição 856.

[00250] A determinação de posição de medição pode ser realizada para uma pluralidade de medições de sensor para identificar uma posição ou localização ao longo do conduto de fluido no qual a medição foi registrada.

[00251] O módulo determinador de posição de medição 854 pode ser ainda configurado para determinar uma localização de conduto de fluido correspondente à posição de medição determinada usando uma localização inicial conhecida da execução de medição do dispositivo sensor (por exemplo, em que o dispositivo sensor foi inserido no conduto de fluido) e os dados de distância percorrida 852. A localização inicial conhecida pode ser armazenada na memória 802.

[00252] A localização de conduto de fluido é armazenada na memória 802 como dados de localização de conduto de fluido 858.

[00253] O módulo determinador de posição de medição 854 pode, assim, ser usado para identificar uma localização de conduto de fluido na qual uma medição específica, que pode, por exemplo, identificar um vazamento ou outra anomalia ou recurso de conduto, foi registrada, fornecendo informações sobre onde pode haver um problema com o conduto de fluido.

[00254] O processador 804 também inclui um módulo gerador de representação 860 para gerar uma representação eletrônica legível por humanos de dados armazenados na memória 802 ou gerados pelo processador 804.

[00255] Por exemplo, qualquer um ou mais dos dados de velocidade absoluta, 848, dados de distância percorrida 852, dados de posição de medição 856, dados de localização de conduto de fluido 858 e os dados de sensor 810 podem ser representados na representação eletrônica.

[00256] A representação eletrônica pode ser uma representação gráfica de dados, como um gráfico de pontos de dados ou séries temporais. A representação eletrônica é armazenada na memória 802 como dados de representação 862.

[00257] O processador 804 também inclui um módulo gerador de visualização 864 para gerar uma visualização 866 dos dados de representação 862.

[00258] Geralmente, o módulo gerador de visualização 864 pode ser configurado para gerar uma interface de usuário incluindo a visualização 864 dos dados de representação 862.

[00259] A visualização 866 pode incluir um ou mais gráficos exibindo dados de sensor brutos ou processados, como os gráficos mostrados na Figura 2 ou similares. Em uma modalidade, a visualização 866 inclui um gráfico que traça dados de fluxo magnético em relação à distância. A visualização 866 pode destacar mudanças na velocidade absoluta ou posição do dispositivo sensor. A visualização 866 apresenta os dados em um formato legível por humanos, de modo que um humano possa revisar os dados e considerar a ação subsequente. A visualização 866 também pode exibir a localização na qual uma medição específica, que pode, por exemplo, identificar um vazamento ou outra anomalia ou recurso de conduto, foi registrada, fornecendo informações sobre onde pode haver um problema com o conduto de fluido.

[00260] A visualização 866 pode ser exibida pela exibição 808 de modo que os dados exibidos possam ser revisados por um usuário, como o operador de conduto de fluido.

[00261] Em variações, outros módulos de software podem ser incluídos no sistema 800 que não são mostrados na Figura 8. Tais módulos podem ser implementados como um componente de um módulo mostrado na Figura 8 ou como um módulo separado. Além disso, outros dados podem ser gerados e/ou armazenados na memória 802 que não são mostrados na Figura 8.

[00262] Por exemplo, o sistema de computador 800 pode ser configurado para otimizar as determinações feitas pelo módulo determinador de distância percorrida 850 (ou outras determinações pelo processador 804) usando marcadores identificáveis nos dados de sensor e que podem indicar uma localização do marcador ao longo do conduto de fluido. Os marcadores podem incluir, por exemplo, uma mudança de elevação no conduto de fluido ou um marcador magnético ao longo do conduto de fluido que tem uma assinatura magnética característica e reconhecível, como uma junta que une dois segmentos do conduto de fluido (por exemplo, junta que conecta duas peças de carretel de um conduto de fluido). Os dados de tais marcadores (por exemplo, perfil de elevação, padrão de junta) podem ser fornecidos como entrada para o módulo determinador de distância percorrida 850 para otimizar a determinação dos dados de distância percorrida 852.

[00263] Em uma modalidade, a memória 802 pode armazenar dados de elevação de referência para uma localização ou área geográfica do conduto de fluido. Os dados de elevação de referência podem indicar um perfil de elevação para uma área geográfica na qual o conduto de fluido está localizado e podem incluir mudanças de elevação. Em alguns casos, o processador 804 pode ser configurado para fazer o sistema de computador 800 recuperar os dados de elevação de referência a partir de uma fonte externa (dispositivo de computação) através de uma rede de comunicação de dados (por exemplo, solicitando dados de elevação para uma área geográfica incluindo o conduto de fluido usando coordenadas que definem a área geográfica). Em uma modalidade, os dados de elevação de referência podem ser dados de elevação do Google Earth ou semelhantes. A memória 802 também armazena dados de pressão 820. Os dados de pressão 820 podem registrar mudanças de pressão hidrostática indicativas de uma mudança de elevação. As mudanças de pressão hidrostática indicativas de uma mudança de elevação podem ser detectáveis nos dados de pressão 820 pelo processador 804, tal como referenciando dados históricos de pressão armazenados na memória indicando mudanças de elevação ou técnicas de aprendizado de máquina (por exemplo, detectando recursos nos dados de pressão 820 indicativos de mudanças de elevação). O processador 804 pode ser configurado para sobrepor, referenciar ou comparar os dados de pressão 820 com os dados de elevação de referência para detectar, identificar ou confirmar mudanças de elevação no conduto de fluido e suas respectivas localizações ao longo do conduto de fluido entre os conjuntos de dados (pressão e elevação). Ao fazê- lo, o processador 804 pode identificar um ou mais marcadores de mudança de elevação ao longo do comprimento do conduto de fluido que podem ser usados para otimizar as determinações de distância percorrida feitas pelo módulo 850 ou no mapeamento do conduto de fluido.

[00264] Em outra modalidade, o processador 804 pode ser configurado para detectar marcadores magnéticos, tais como juntas, tendo uma assinatura magnética característica e reconhecível pela detecção da assinatura magnética nos dados de fluxo magnético 812. No exemplo de uma junta, as juntas podem emitir fluxo magnético diferente do restante do conduto de fluido, que pode ser detectado nos dados de fluxo magnético 812. Em uma modalidade, o processador 804 pode ser configurado para detectar o marcador magnético por referenciar dados de fluxo magnético históricos de assinaturas magnéticas particulares para um marcador magnético ou usando técnicas de aprendizado de máquina (por exemplo, detectando recursos nos dados de fluxo magnético 812 indicativos de uma classe particular de marcador magnético). O processador 804 pode mapear a localização dos marcadores magnéticos detectados ao longo do conduto de fluido e a localização dos marcadores magnéticos pode ser usada para otimizar outras determinações feitas pelo processador 804, como a distância percorrida pelo dispositivo sensor (ou seja, localização do dispositivo sensor no conduto de fluido). Este processo pode ser realizado independentemente das determinações de velocidade absoluta e distância percorrida realizadas pelo processador 804.

[00265] Em algumas modalidades, o processador 804 pode ser configurado para realizar um módulo de fusão de sensor que funde ou combina várias entradas de dados, como dados de velocidade absoluta, dados de marcador magnético detectados e dados de marcador de elevação detectados para determinar a localização do dispositivo sensor no conduto de fluido ou uma condição do conduto de fluido.

[00266] Referindo-se agora à Figura 9, é uma vista de seção transversal lateral de um dispositivo sensor de flutuação livre 900 para inspeção de conduto de fluido, de acordo com uma modalidade. O dispositivo sensor 900 pode, por exemplo, ser o dispositivo sensor 122 da Figura 1 ou o dispositivo sensor 602 da Figura 6.

[00267] O dispositivo sensor 900 é configurado para ser inserido em um conduto de fluido e coletar dados de sensor a partir do interior do conduto de fluido à medida que o dispositivo sensor 900 flui com o fluxo de fluido ao longo de um comprimento do conduto de fluido.

[00268] O dispositivo sensor 900 inclui uma cápsula externa 904 para fornecer contenção estanque a fluidos a um compartimento interno 908.

[00269] O dispositivo sensor 900 também inclui um subsistema sensor 912 disposto no compartimento interno 908. O subsistema sensor 912 inclui múltiplos componentes para medição, processamento e armazenamento de dados de sensor e operação do dispositivo sensor. O subsistema sensor 912 também inclui componentes de suporte estrutural para fornecer suporte estrutural a múltiplos componentes do subsistema sensor 912.

[00270] A Figura 9 também ilustra várias dimensões do dispositivo sensor 900. Todas essas dimensões estão em milímetros. O dispositivo sensor pode ter outras dimensões.

[00271] Com referência agora à Figura 10, é mostrada nela uma vista de seção transversal de topo parcialmente cortada 1000 do dispositivo sensor 900 da Figura 9, de acordo com uma modalidade.

[00272] O subsistema de detecção 912 inclui uma plataforma de sensor 1004. O subsistema de detecção 912 também inclui magnetômetros 1008a, 1008b, 1008c e uma IMU (incluindo um acelerômetro e magnetômetro) 1012 montados em uma primeira superfície 1016 da plataforma de sensor 1004. Como anteriormente descrito, em variações, o subsistema de detecção 912 pode incluir menos ou mais magnetômetros e/ou uma IMU sem um magnetômetro.

[00273] A montagem dos sensores 1008a, 1008b, 1008c, 1012 na primeira superfície 1016 da plataforma de sensor 1004 estabelece as respectivas posições fixas dos sensores 1008a, 1008b, 1008c, 1012 um em relação ao outro.

[00274] A IMU 1012 é montada em uma posição central 1020 da primeira superfície 1016.

[00275] Como pode ser visto, os magnetômetros 1008a, 1008b, 1008c são posicionados perto da periferia ou bordas da plataforma de sensor 1004 (por exemplo, para aumentar a distância entre eles).

[00276] Em outra modalidade, o dispositivo sensor 900 pode incluir um quarto magnetômetro montado na primeira superfície 1016 da plataforma de sensor 1004 em uma posição em linha com o magnetômetro 1008b e IMU 1012 a uma distância igual (ou aproximadamente igual) à distância de separação da IMU 1012 e do magnetômetro 1008b. Por exemplo, os quatro magnetômetros podem ser dispostos para fazer um sinal “+”, com a IMU 1012 no centro.

[00277] As posições fixas dos sensores 1008a, 1008b, 1008c, 1012 definem distâncias de separação entre quaisquer dois sensores 1008a, 1008b, 1008c, 1012, que podem ser armazenados por um sistema de processamento de dados e usados para realizar vários cálculos e determinações conforme descrito neste documento.

[00278] O magnetômetro 1008a e o magnetômetro 1008c têm uma distância de separação 1024 de 31,55 mm. IMU 1012 e magnetômetro 1008b têm uma distância de separação 1028 de 18,06 mm. O magnetômetro 1008c e a IMU 1012 têm uma distância de separação 1032 de 15,41 mm. O magnetômetro 1008a e a IMU 1012 têm uma distância de separação 1036 de 16,14 mm. Várias outras dimensões do dispositivo sensor 900 também são mostradas na Figura 10 (em mm). Essas dimensões são um exemplo e, em outras modalidades, a dimensão e as distâncias podem ser diferentes.

[00279] O subsistema de detecção 912 também pode incluir um sensor de pressão/temperatura 1040.

[00280] Com referência agora à Figura 11, mostrada na mesma é uma vista de topo 1100 da plataforma de sensor 1004 da Figura 10 isoladamente.

[00281] A plataforma de sensor 1004 é montada em um componente de quadro 1104. O componente de quadro 1104 fornece suporte estrutural à plataforma de sensor 1004.

[00282] A Figura 11 também ilustra várias orientações de sensor no dispositivo sensor 900. O magnetômetro 1008a inclui a orientação do magnetômetro 1108. O magnetômetro 1008b inclui a orientação do magnetômetro 1112. O magnetômetro 1008c inclui a orientação 1116. A IMU 1012 inclui a orientação de magnetômetro 1120 e a orientação de acelerômetro 1124. Como pode ser visto, as orientações 1112, 1120 do magnetômetro 1008b e magnetômetro de IMU 1012 são as mesmas. Em variações, os magnetômetros 1008 podem ter orientações diferentes, desde que as orientações sejam conhecidas.

[00283] Com referência agora à Figura 12, nela é mostrado um diagrama de blocos ilustrando um sistema 10 para determinar velocidade absoluta e posição de um dispositivo sensor em um conduto de fluido, de acordo com uma modalidade.

[00284] O sistema 10 também pode determinar uma distância percorrida pelo dispositivo sensor usando a velocidade absoluta e uma posição de medição de uma medição de sensor coletada pelo dispositivo sensor usando a distância percorrida.

[00285] O sistema 10 inclui um servidor de processamento de dados 12, que se comunica com uma pluralidade de dispositivos sensores 14, 16, um dispositivo de transferência de dados intermediário 18 e um dispositivo de recebimento de dados 22 através de uma rede 20. O servidor 12 pode receber dados de sensor a partir dos dispositivos sensores 14, 16 e do dispositivo de transferência de dados intermediário 18. O servidor 12 pode analisar os dados de sensor recebidos. O dispositivo de recebimento de dados 22 pode receber dados a partir do servidor 12 para emitir os dados para um usuário, por exemplo, por meio de uma interface de usuário apresentada em um dispositivo de exibição. O dispositivo de recebimento de dados 22 pode ser associado a um operador de um conduto de fluido sendo inspecionado pelos dispositivos sensores 14, 16. O dispositivo de transferência de dados intermediário 18 pode receber dados de sensor a partir dos dispositivos sensores 14, 16 e transmitir os dados de sensor para o servidor 12.

[00286] O servidor 12 e os dispositivos 18 e 22 podem ser um computador servidor, computador de mesa, computador notebook, tablet, PDA, smartphone ou outro dispositivo de computação. O dispositivo de transferência de dados intermediário 18 pode ser um leitor de cartão de memória, dispositivo de memória flash, dispositivo de armazenamento USB ou semelhantes. Os dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 podem incluir uma conexão com a rede 20, como uma conexão com ou sem fio à Internet. Em alguns casos, a rede 20 pode incluir outros tipos de redes de computadores ou de telecomunicações. Os dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 podem incluir uma ou mais de uma memória, um dispositivo de armazenamento secundário, um processador, um dispositivo de entrada, um dispositivo de exibição e um dispositivo de saída. A memória pode incluir memória de acesso aleatório (RAM) ou tipos semelhantes de memória. Além disso, a memória pode armazenar uma ou mais aplicações para execução por um processador. As aplicações podem corresponder a módulos de software que compreendem instruções executáveis por computador para realizar o processamento das funções descritas abaixo. O dispositivo de armazenamento secundário pode incluir uma unidade de disco rígido, unidade de disquete, unidade de CD, unidade de DVD, unidade de Blu-ray ou outros tipos de armazenamento de dados não voláteis. O processador pode executar aplicações, instruções ou programas legíveis por computador. As aplicações, instruções legíveis por computador ou programas podem ser armazenados na memória ou no armazenamento secundário, ou podem ser recebidos a partir da Internet ou outra rede 20.

[00287] O dispositivo de entrada pode incluir qualquer dispositivo para inserir informações no dispositivo 12, 14, 16, 18, 22. Por exemplo, o dispositivo de entrada pode ser um teclado, teclado numérico, dispositivo de controle de cursor, tela sensível ao toque, câmera ou microfone. O dispositivo de exibição pode incluir qualquer tipo de dispositivo para apresentar informações visuais. Por exemplo, o dispositivo de exibição pode ser um monitor de computador, uma exibição de tela plana, um projetor ou um painel de exibição. O dispositivo de saída pode incluir qualquer tipo de dispositivo para apresentação de uma cópia impressa das informações, como uma impressora, por exemplo. O dispositivo de saída também pode incluir outros tipos de dispositivos de saída, como alto-falantes, por exemplo. Em alguns casos, o dispositivo 12, 14, 16, 18, 22 pode incluir múltiplos de qualquer um ou mais processadores, aplicações, módulos de software, segundos dispositivos de armazenamento, conexões de rede, dispositivos de entrada, dispositivos de saída e dispositivos de exibição.

[00288] Embora os dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 sejam descritos com múltiplos componentes, um versado na técnica apreciará que os dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 podem, em alguns casos, conter menos componentes adicionais ou diferentes. Além disso, embora aspectos de uma implementação dos dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 possam ser descritos como armazenados na memória, um versado na técnica apreciará que esses aspectos também podem ser armazenados ou lidos de outros tipos de produtos de programas de computador ou meio legível por computador, como dispositivos de armazenamento secundário, incluindo discos rígidos, disquetes, CDs ou DVDs; uma onda portadora a partir da Internet ou outra rede; ou outras formas de RAM ou ROM. O meio legível por computador pode incluir instruções para controlar os dispositivos 12, 14, 16, 18, 22 e/ou processador para realizar um método específico.

[00289] Dispositivos como dispositivos de servidor 12, 14, 16, 18 e 22 podem ser descritos realizando certos atos. Será apreciado que qualquer um ou mais desses dispositivos pode realizar um ato automaticamente ou em resposta a uma interação por um usuário desse dispositivo. Ou seja, o usuário do dispositivo pode manipular um ou mais dispositivos de entrada (por exemplo, uma tela sensível ao toque, um mouse ou um botão) fazendo o dispositivo realizar o ato descrito. Em muitos casos, este aspecto pode não ser descrito abaixo, mas será entendido.

[00290] Como exemplo, é descrito abaixo que os dispositivos 14, 16, 18, 22 podem enviar informações para o servidor 12. Por exemplo, um usuário usando o dispositivo 22 pode manipular uma ou mais entradas (por exemplo, um mouse e um teclado) para interagir com uma interface de usuário exibida em uma exibição do dispositivo 22. Geralmente, o dispositivo pode receber uma interface de usuário a partir da rede 20 (por exemplo, na forma de uma página web). Alternativamente ou adicionalmente, uma interface de usuário pode ser armazenada localmente em um dispositivo (por exemplo, um cache de uma página web ou uma aplicação móvel).

[00291] O servidor 12 pode ser configurado para receber uma pluralidade de informações, a partir de cada um da pluralidade de dispositivos 14, 16, 18, 22.

[00292] Em resposta ao recebimento de informações, o servidor 12 pode armazenar as informações em um banco de dados de armazenamento. O armazenamento pode corresponder ao armazenamento secundário dos dispositivos 14, 16, 18 e 22. Geralmente, o banco de dados de armazenamento pode ser qualquer dispositivo de armazenamento adequado, como uma unidade de disco rígido, uma unidade de estado sólido, um cartão de memória ou um disco (por exemplo, CD, DVD ou Blu- ray etc.). Além disso, o banco de dados de armazenamento pode ser conectado localmente ao servidor 12. Em alguns casos, o banco de dados de armazenamento pode estar localizado remotamente a partir do servidor 12 e acessível ao servidor 12 através de uma rede, por exemplo. Em alguns casos, o banco de dados de armazenamento pode compreender um ou mais dispositivos de armazenamento localizados em um provedor de armazenamento em nuvem em rede.

[00293] Com referência agora à Figura 13, nela é mostrado um diagrama de blocos simplificado de componentes de um dispositivo de computação 2000, de acordo com uma modalidade. O dispositivo 2000 pode ser um dispositivo de processamento de dados (por exemplo, sistema 136 da Figura 1, sistema 800 da Figura 8), dispositivo de transferência de dados intermediário, ou um dispositivo de recebimento de dados conforme descrito neste documento. O dispositivo 2000, ou seus componentes, pode estar presente nos dispositivos da Figura 12.

[00294] O dispositivo 2000 inclui múltiplos componentes, como um processador 2020 que controla as operações do dispositivo 2000. Funções de comunicação, incluindo comunicações de dados, comunicações de voz ou ambas, podem ser realizadas através de um subsistema de comunicação 2040. Dados recebidos pelo dispositivo 2000 podem ser descomprimidos e desencriptados por um decodificador 2060. O subsistema de comunicação 2040 pode receber mensagens de e enviar mensagens para uma rede 2500. A rede 2500 pode ser uma rede sem fio. Em outras modalidades, a rede 2500 pode ser uma rede com fio. O uso de uma rede com fio pode facilitar melhor a transferência das grandes quantidades de dados coletados e gerados pelo sistema de inspeção de conduto de fluido.

[00295] A rede sem fio 2500 pode ser qualquer tipo de rede sem fio, incluindo, mas não se limitando a redes sem fio centradas em dados, redes sem fio centradas em voz e redes de modo duplo que suportam ambas as comunicações de voz e dados.

[00296] O dispositivo 2000 pode ser um dispositivo alimentado por bateria e, como mostrado, inclui uma interface de bateria 2420 para receber uma ou mais baterias recarregáveis 2440.

[00297] O processador 2020 também interage com subsistemas adicionais, como uma memória de acesso aleatório (RAM) 2080, uma memória flash 2110, uma exibição 2120 (por exemplo, com uma sobreposição sensível ao toque 2140 conectada a um controlador eletrônico 2160 que juntos compreendem uma exibição sensível ao toque 2180), um conjunto de atuador 2200, um ou mais sensores de força opcionais 2220, um subsistema auxiliar de entrada/saída (E/S) 2240, uma porta de dados 2260, um alto-falante 2280, um microfone 2300, sistemas de comunicação de curto alcance 2320 e outros subsistemas de dispositivo 2340.

[00298] Em algumas modalidades, interação de usuário com a interface gráfica de usuário pode ser realizada através da sobreposição sensível ao toque 2140. O processador 2020 pode interagir com a sobreposição sensível ao toque 2140 através do controlador eletrônico 2160. Informações, tais como texto, caracteres, símbolos, imagens, ícones e outros itens que podem ser exibidos ou renderizados em um dispositivo eletrônico portátil gerado pelo processador 2020 podem ser exibidas na exibição sensível ao toque 2180.

[00299] O processador 2020 também pode interagir com um acelerômetro 2360 como mostrado na Figura 13. O acelerômetro 2360 pode ser utilizado para detectar a direção das forças gravitacionais ou forças de reação induzidas pela gravidade.

[00300] Para identificar um assinante para acesso à rede de acordo com a presente modalidade, o dispositivo 2000 pode usar um Módulo de Identidade de Assinante ou um cartão de Módulo de Identidade de Usuário Removível (SIM/RUIM) 2360 inserido em uma interface SIM/RUIM 2400 para comunicação com uma rede (como a rede 2500). Alternativamente, as informações de identificação de usuário podem ser programadas na memória flash 2110 ou realizadas usando outras técnicas.

[00301] O dispositivo 2000 também inclui um sistema operacional 2460 e componentes de software 2480 que são executados pelo processador 2020 e que podem ser armazenados em um dispositivo de armazenamento de dados persistente, como a memória flash 2110. Aplicações adicionais podem ser carregadas no dispositivo 2000 através da rede sem fio 2500, o subsistema de E/S auxiliar 2240, a porta de dados 2260, o subsistema de comunicações de curto alcance 2320 ou qualquer outro subsistema de dispositivo adequado 2340.

[00302] Por exemplo, em uso, um sinal recebido como uma mensagem de texto, uma mensagem de e-mail, download de página web ou outros dados podem ser processados pelo subsistema de comunicação 2040 e inseridos no processador 2020. O processador 2020 então processa o sinal recebido para saída para a exibição 2120 ou alternativamente para o subsistema de E/S auxiliar 2240. Um assinante também pode compor itens de dados, como mensagens de e-mail, por exemplo, que podem ser transmitidos pela rede 2500 através do subsistema de comunicação 2040.

[00303] Para comunicações de voz, a operação geral do dispositivo eletrônico portátil 2000 pode ser similar. O alto-falante 2280 pode emitir informações audíveis convertidas de sinais elétricos e o microfone 2300 pode converter informações audíveis em sinais elétricos para processamento.

[00304] Com referência agora à Figura 14, nela é mostrada uma representação gráfica 1400 de dados de fluxo magnético coletados a partir de um conduto de fluido com um dispositivo sensor (por exemplo, dispositivo sensor 122 do sistema 100 da Figura 1) ao longo de quatro diferentes execuções de medição 1402a, 1402b, 1404a, 1404b, ilustrando a repetibilidade dos dados de fluxo magnético e a detecção de uma diferença entre os dados de fluxo magnético através das execuções de medição.

[00305] Os dados ilustrados na Figura 14 são dados que podem ser gerados, processados e analisados usando o sistema 100 da Figura 1. Por exemplo, a representação gráfica 1400 pode ser gerada pelo dispositivo de processamento de dados 136 da Figura 1.

[00306] As quatro execuções de medição 1402a, 1402b, 1404a, 1404b correspondem a medições feitas ao longo do mesmo trecho de conduto de fluido. Os dados de fluxo magnético são visualizados como um gráfico de fluxo magnético 1406 em relação à distância 1408.

[00307] As quatro execuções de medição incluem um primeiro par de execuções de medição incluindo a primeira execução de medição 1402a e a segunda execução de medição 1402b. A primeira e a segunda execuções de medição 1402a, 1402b foram realizadas em julho de 2020.

[00308] As quatro execuções de medição também incluem um segundo par de execuções de medição, incluindo a terceira execução de medição 1404a e a quarta execução de medição 1404b. A terceira e quarta execuções de medição 1404a, 1404b foram realizadas em fevereiro de 2021.

[00309] Geralmente, a abordagem representada pelos dados mostrados na Figura 14 é realizar duas execuções próximas no tempo (por exemplo, execuções 1402a, 1402b), esperar um período de tempo (por exemplo, o período é de 7 meses na Figura 14, mas pode ser mais curto ou mais longo) e, em seguida, realizar outras duas execuções próximas no tempo (por exemplo, execuções 1404a, 1404b), em que os pares de execuções estão no mesmo trecho de tubulação. Os dados dos conjuntos de execuções de medição podem então ser comparados para identificar diferenças.

[00310] Como pode ser visto, os dados na maior parte da execução são os mesmos ou muito semelhantes para as execuções 1402a, 1402b, 1404a, 1404b, ilustrando a repetibilidade dos dados de fluxo magnético.

[00311] Duas áreas de interesse 1410, 1412 foram identificadas nos dados de fluxo magnético. As áreas de interesse 1410, 1412 foram identificadas em cada execução de medição 1402a, 1402b, 1404a, 1404b. Como pode ser visto, enquanto as medições de fluxo magnético nas áreas de interesse 1410, 1412 são as mesmas dentro do mesmo par de execução de medição (por exemplo, 1402a e 1402b são similares, 1404a, 1404b são similares), as medições de fluxo magnético entre pares de execuções de medição (ou seja, execuções 1402a, 1402b versus, 1404a, 1404b) mostram uma mudança. A mudança no fluxo magnético nas áreas de interesse 1410, 1412 pode ser detectada pelo sistema de processamento de dados 136 analisando os dados de fluxo magnético. Isso pode incluir, por exemplo, alinhar os dados através das execuções de medição e identificar mudanças nas medições de fluxo magnético que caem fora de um limiar predeterminado. Em alguns casos, o sistema de processamento de dados 136 pode ser configurado para identificar as áreas de interesse 1410, 1412 nos dados de fluxo magnético e, em seguida, identificar graficamente as áreas de interesse detectadas em uma visualização dos dados de fluxo magnético através de execuções de medição, como mostrado na Figura 14.

[00312] Embora a descrição acima forneça exemplos de um ou mais aparelhos, métodos ou sistemas, será apreciado que outros aparelhos, métodos ou sistemas podem estar dentro do escopo das reivindicações conforme interpretado por um versado na técnica.

[00313] O que é reivindicado são sistemas, métodos e dispositivos como geralmente e especificamente descritos neste documento.

Claims

1. Método de inspeção de conduto de fluido, o método caracterizadopelo fato de que compreende: receber dados de sensor coletados por um dispositivo sensor durante uma execução de medição a partir de um interior de um conduto de fluido enquanto se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido, o dispositivo sensor incluindo um primeiro magnetômetro e um segundo magnetômetro cada um tendo uma posição fixa no dispositivo sensor, as posições fixas definindo uma distância de separação entre o primeiro magnetômetro e o segundo magnetômetro, os dados de sensor incluindo dados de fluxo magnético compreendendo primeiros dados de fluxo magnético coletados pelo primeiro magnetômetro e segundos dados de fluxo magnético coletados pelo segundo magnetômetro; determinar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético; determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor usando a distância de separação do primeiro magnetômetro e do segundo magnetômetro e o atraso de tempo determinado; realizar a determinação do atraso de tempo e a determinação da velocidade absoluta por uma pluralidade de vezes ao longo da execução de medição para obter uma pluralidade de valores de velocidade absoluta para o dispositivo sensor ao longo da execução de medição; e determinar uma propriedade do conduto de fluido ou um fluido fluindo no conduto de fluido usando os valores de velocidade absoluta.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda coletar os dados de sensor a partir do interior do conduto de fluido usando o dispositivo sensor.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que cada um da pluralidade de valores de velocidade absoluta tem um valor de tempo associado, e em que o método compreende ainda determinar uma distância percorrida pelo dispositivo sensor em função do tempo usando os valores de velocidade absoluta e os valores de tempo associados.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que compreende ainda usar os valores de velocidade absoluta e distância determinada percorrida em combinação com dados de sensor adicionais sobre o fluido ou conduto de fluido para otimizar a distância determinada percorrida.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que compreende ainda usar a distância percorrida em função do tempo para determinar uma posição de medição de sensor para uma medição de sensor particular nos dados de sensor por corresponder um valor de tempo associado à medição de sensor com um valor de tempo a partir da distância percorrida em função do tempo, a posição de medição de sensor indicando onde ao longo do comprimento do conduto de fluido a medição de sensor foi registrada, e usando a posição de medição de sensor para determinar a propriedade do conduto de fluido ou um fluido fluindo no conduto de fluido.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o dispositivo sensor tem uma orientação indefinida à medida que o dispositivo sensor se desloca ao longo do comprimento do conduto de fluido, em que os dados de sensor incluem ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e em que o método compreende ainda, antes de determinar o atraso de tempo, determinar uma orientação do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e os dados de fluxo magnético e girar um quadro de referência de dispositivo sensor usando a orientação determinada.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a determinação da orientação do dispositivo sensor e rotação do quadro de referência de dispositivo sensor compreende ainda: determinar uma orientação de plano vertical do dispositivo sensor em direção à força de gravidade terrestre usando os dados de aceleração e filtrar uma força da força de gravidade terrestre; girar o quadro de referência de dispositivo sensor de modo que a gravidade aponte para baixo para estabelecer direção no plano vertical usando um fator contínuo da força de gravidade terrestre; determinar uma orientação de plano horizontal usando as intensidades relativas do mesmo sinal magnético nos primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético ou usando o atraso de tempo do mesmo sinal magnético entre os primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético; e realizar uma transformação de quadro de coordenadas para apontar a orientação de plano horizontal para frente.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dispositivo sensor é um dispositivo sensor de flutuação livre, e em que os dados de sensor foram coletados enquanto o dispositivo sensor de flutuação livre fluía livremente com o fluxo do fluido no conduto de fluido.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor foram coletados pelo dispositivo sensor enquanto o dispositivo sensor estava anexado em uma orientação definida a um dispositivo PIGGING que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a propriedade do conduto de fluido ou do fluido que flui no conduto de fluido é uma propriedade de fluxo do fluido que flui no conduto de fluido.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a propriedade do conduto de fluido ou do fluido que flui no conduto de fluido é uma anomalia estrutural no conduto de fluido.

12. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor incluem qualquer um ou mais dentre dados acústicos, dados de pressão, dados de temperatura, e em que a medição de sensor é qualquer uma ou mais dentre uma medição acústica, uma medição de pressão, uma medição de temperatura, ou uma medição de fluxo magnético.

13. Sistema de computador para inspeção de conduto de fluido, o sistema de computador caracterizadopelo fato de que compreende: uma memória, armazenando: dados de sensor coletados por um dispositivo sensor durante uma execução de medição a partir de um interior de um conduto de fluido enquanto se desloca ao longo de um comprimento do conduto de fluido, os dados de sensor incluindo: dados de fluxo magnético compreendendo primeiros dados de fluxo magnético coletados por um primeiro magnetômetro do dispositivo sensor e segundos dados de fluxo magnético coletados por um segundo magnetômetro do dispositivo sensor, o primeiro e segundo magnetômetros cada um tendo uma respectiva posição fixa no dispositivo sensor; e dados de distância de separação de magnetômetro correspondentes a uma distância de separação entre as respectivas posições fixas do primeiro e segundo magnetômetros; um processador em comunicação com a memória, o processador configurado para: determinar uma pluralidade de valores de atraso de tempo ao longo da execução de medição, cada valor de atraso de tempo determinado por identificar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético; determinar uma velocidade absoluta do dispositivo sensor para cada um da pluralidade de valores de atraso de tempo usando os dados de distância de separação de magnetômetro e o respectivo valor de atraso de tempo para obter uma pluralidade de valores de velocidade absoluta para o dispositivo sensor ao longo da execução de medição, cada um da pluralidade de valores de velocidade absoluta tendo dados de tempo associados indicando um tempo em que o dispositivo sensor tinha o respectivo valor de velocidade absoluta; e gerar dados de distância percorrida a partir dos valores de velocidade absoluta e dados de tempo associados, os dados de distância percorrida indicando uma distância percorrida pelo dispositivo sensor durante a execução de medição em um tempo particular.

14. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para otimizar os dados de distância percorrida usando dados de sensor adicionais sobre o fluido ou o conduto de fluido.

15. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para usar a distância percorrida em função do tempo para determinar uma posição de medição de sensor para uma medição de sensor particular nos dados de sensor a partir dos dados de distância percorrida correspondendo a um valor de tempo associado à medição de sensor com um valor de tempo a partir da distância percorrida em função do tempo, a posição de medição de sensor indicando onde ao longo do comprimento do conduto de fluido a medição de sensor foi registrada.

16. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor incluem ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e em que o processador é ainda configurado para determinar uma orientação do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e os dados de fluxo magnético e girar um quadro de referência de dispositivo sensor usando a orientação determinada.

17. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o processador determina a orientação do dispositivo sensor e gira o quadro de referência de dispositivo sensor por: determinar uma orientação de plano vertical do dispositivo sensor em direção à força de gravidade terrestre usando os dados de aceleração e filtrar uma força da força de gravidade terrestre; girar o quadro de referência de dispositivo sensor de modo que a gravidade aponte para baixo para estabelecer direção no plano vertical usando um fator contínuo da força de gravidade terrestre; determinar uma orientação de plano horizontal usando as intensidades relativas do mesmo sinal magnético nos primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético ou usando o atraso de tempo do mesmo sinal magnético entre os primeiros, segundos e terceiros dados de fluxo magnético; e realizar uma transformação de quadro de coordenadas para apontar a orientação de plano horizontal para frente.

18. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o dispositivo sensor é um dispositivo sensor de flutuação livre, e em que os dados de sensor foram coletados enquanto o dispositivo sensor de flutuação livre fluía livremente com o fluxo do fluido no conduto de fluido.

19. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor foram coletados pelo dispositivo sensor enquanto o dispositivo sensor estava anexado em uma orientação definida a um dispositivo PIGGING que se desloca ao longo de uma superfície interna do conduto de fluido.

20. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor incluem qualquer um ou mais dentre dados acústicos, dados de pressão, dados de temperatura, e em que a medição de sensor é qualquer uma ou mais dentre uma medição acústica, uma medição de pressão, uma medição de temperatura, ou uma medição de fluxo magnético.

21. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor incluem ainda dados de aceleração coletados por um acelerômetro e terceiros dados de fluxo magnético coletados por um terceiro magnetômetro no dispositivo sensor, e em que o processador é configurado para: determinar uma orientação vertical do dispositivo sensor usando os dados de aceleração e uma orientação horizontal do dispositivo sensor usando os dados de fluxo magnético; ajustar um quadro de referência de dispositivo sensor usando as orientações verticais e horizontais determinadas; e determinar a pluralidade de valores de atraso de tempo usando o quadro de referência ajustado.

22. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para mapear uma posição de dispositivo sensor para uma medição de sensor coletada pelo dispositivo sensor usando os dados de distância percorrida, a posição de dispositivo sensor indicando uma posição ao longo do conduto de fluido no qual o dispositivo sensor coletou a medição de sensor.

23. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que determinar um atraso de tempo entre quando um sinal magnético está presente nos primeiros dados de fluxo magnético e quando o sinal magnético está presente nos segundos dados de fluxo magnético inclui alinhar os primeiros e segundos dados de fluxo magnético usando distorção de tempo para identificar pontos de dados de fluxo magnético alinhados e determinar um atraso de tempo entre pontos de dados de fluxo magnético alinhados.

24. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador determina a pluralidade de valores de atraso de tempo ao longo da execução de medição por alinhar os primeiros dados de fluxo magnético e os segundos dados de fluxo magnético usando uma técnica de distorção de tempo para identificar pontos de dados de fluxo magnético alinhados e determinar o valor de atraso de tempo entre os pontos de dados de fluxo magnético alinhados.

25. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a determinação da orientação do dispositivo sensor e rotação do quadro de referência de dispositivo sensor compreende transformar os dados de sensor a partir de um quadro de referência de dispositivo sensor no qual os dados de sensor foram coletados pelo dispositivo sensor a um quadro de referência de conduto de fluido.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de que transformar os dados de sensor inclui realizar uma transformação de quadro de coordenadas.

27. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que compreende ainda determinar a presença e localização de um marcador magnético ao longo do conduto de fluido tendo uma assinatura magnética característica e reconhecível por detectar a assinatura magnética nos dados de fluxo magnético e otimizar a distância determinada percorrida usando a localização determinada do marcador magnético.

28. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que compreende ainda determinar uma localização de uma mudança de elevação no conduto de fluido por referenciar dados de pressão nos dados de sensor coletados por um sensor de pressão do dispositivo sensor contra dados de elevação de referência para uma localização geográfica do conduto de fluido e otimizar a distância determinada percorrida usando a localização da mudança de elevação determinada.

29. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que os dados de sensor incluem dados de pressão coletados por um sensor de pressão do dispositivo sensor, e em que o processador é ainda configurado para otimizar os dados de distância percorrida usando os dados de pressão e dados de elevação de referência para uma localização geográfica do conduto de fluido.

30. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 29, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para recuperar os dados de elevação de referência a partir de um dispositivo de computação externo por meio de uma rede de comunicação de dados.

31. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para transformar os dados de sensor a partir de um quadro de referência de dispositivo sensor no qual os dados de sensor foram coletados para um quadro de referência de conduto de fluido usando dados de aceleração coletados por um acelerômetro do dispositivo sensor e os dados de fluxo magnético.

32. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o processador é ainda configurado para determinar a presença e localização de um marcador magnético ao longo do conduto de fluido tendo uma assinatura magnética característica e reconhecível ao detectar a assinatura magnética nos dados de fluxo magnético e otimizar os dados de distância percorrida usando a localização determinada do marcador magnético.

33. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 32, caracterizadopelo fato de que o marcador magnético é uma junta que une dois segmentos do conduto de fluido.