CN104421570A - 管道定位装置、管道定位系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种管道定位装置，包括：安装在管内行走装置上的底座；以及沿轴线方向间隔开的设置在底座上的至少两个电涡流传感器；其中，管道定位装置构造成当各个电涡流传感器均检测到预设在管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号。其通过与管道内的定位机构配合使用，从而可有效地对管内行走装置进行定位。本发明还提出了一种管道定位系统，其可有效地对管内行走装置进行定位。本发明再提出了一种管道定位系统的使用方法，其可有效地对管内行走装置进行定位。

Description

管道定位装置、管道定位系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及管道检测设备技术领域，尤其涉及一种管道定位装置、管道定位系统及其使用方法。

背景技术

管内行走装置（如管道爬行机器人等）可有效用于石油完井领域或管道输送领域中的管道检测中，从而实现增加油气采收率以及检测管道内部结构的目的。

当管内行走装置进入管道后，需要对其行走的位置进行定位，目前常见的定位方法主要有两种：

1.在管内行走装置上加装轮式里程计，利用轮式里程计提供的信息以判断管内行走装置在管道内行走的距离，从而对管内行走装置进行定位。其原理是利用轮式里程计是与管道的内壁接触，通过测量轮式里程计的周数来进行定位；但轮式里程计的累积误差较大，其误差在1～2‰，即检测20km的管道时，其累积定位误差在20m以上；并且该误差还未考虑轮式里程计自身打滑或空转导致的误差，因此轮式里程计很难对管内行走装置进行准确定位。

2.利用磁定位装置进行定位，但目前磁定位装置是由永磁体和测量线圈组成，其通常是用来探测管道与管道节箍的位置，利用测量管道节箍的实际位置，从而为其它测量提供依据；但磁定位装置只能大致判断节箍的位置，其精度不高，不能对管内行走装置实现准确定位。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种管道定位装置，其通过与管道内的定位机构配合使用，从而可有效地对管内行走装置进行定位。

本发明的目的在于提供一种管道定位系统，其可有效地对管内行走装置进行定位。

本发明的目的在于提供一种管道定位系统的使用方法，其可有效地对管内行走装置进行定位。

本发明提供的一种管道定位装置，包括：

安装在管内行走装置上的底座；

以及沿轴线方向间隔开的设置在所述底座上的至少两个电涡流传感器；

其中，所述管道定位装置构造成当各个所述电涡流传感器均检测到预设在管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号。

可选的，所述电涡流传感器与所述底座通过螺纹配合连接，并且所述底座还包括有用于调节所述电涡流传感器的径向位置的调节螺母。

可选的，所述底座上形成有安装槽，所述电涡流传感器安装在所述安装槽内；

所述安装槽通过盖板封闭，所述盖板与所述电涡流传感器套接配合；并且所述盖板与所述安装槽的连接处设置有第一挡圈和第一密封圈。

可选的，所述底座沿轴线方向的第一端处形成有外螺纹，第二端处形成有内螺纹；

所述第一端处设置有第二挡圈和第二密封圈；

所述底座沿轴线方向形成有用于放置与所述电涡流传感器相连通的电力线的通道。

本发明提供的一种管道定位系统，包括管道和上述中任一项所述的管道定位装置；

其中，在所述管道内沿轴线方向形成有间隔开的至少两个定位机构，所述定位机构构造成使得所述管道的内表面相对于所述管道的轴线具有变化的距离。

可选的，所述定位机构为形成于所述管道的内壁的凹槽或凸起。

可选的，还包括控制模块以及监测模块，所述管道定位装置通过所述监测模块以及数据传输模块将所述电涡流传感器采集的信号传输至所述控制模块。

可选的，所述数据传输模块为电力线，所述监测模块通过第一电力线调制解调装置与所述电力线相连；

所述控制模块通过第二电力线调制解调装置与所述电力线相连。

可选的，所述电力线通过电源调节模块分别与所述管道定位装置和所述监测模块相连。

本发明提供的一种上述任一项中所述的管道定位系统的使用方法，包括：

将所述管道预先安装至目标管路上；

将所述管道定位装置安装至所述管内行走装置上；

将所述管内行走装置放置到所述目标管路内并开始行走；

当多个所述电涡流传感器均检测到预设在所述管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，同时所述管内行走装置停止移动。

与现有技术相比，本发明提供的管道定位装置，其通过底座上的多个电涡流传感器探测管道内预先设置的定位机构相配合，当各个电涡流传感器均检测到定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，从而判断管内行走装置行走到位，其可有效地对管内行走装置进行定位。

同时，其结构简单，便于制造、安装；操作方便，便于使用；并且能够提供较为精准的定位效果。

在进一步的技术方案中，电涡流传感器通过与底座螺纹配合连接，并设置有用于电涡流传感器的径向为至的调节螺母；从而使得电涡流传感器的径向方向的位置可调，进而保证电涡流传感器的灵敏度。

在进一步的技术方案中，通过在底座上形成安装槽，并在安装槽上加装盖板，从而为电涡流传感器提供较好的保护，进而防止外界的油水混合物的侵入。

在进一步的技术方案中，通过在底座的第一端设置外螺纹，第二段设置内螺纹，从而便于底座与管内行走装置进行安装，并保证其具有良好的密封性。

与现有技术相比，本发明提供的管道定位系统，其通过底座上的多个电涡流传感器探测管道内预先设置的定位机构相配合，当各个电涡流传感器均检测到定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，从而判断管内行走装置行走到位，其可有效地对管内行走装置进行定位。

同时，其结构简单，便于制造、安装；操作方便，便于使用；并且能够提供较为精准的定位效果。

在进一步的技术方案中，定位机构设置成凹槽或凸起，便于加工制造。

在进一步的技术方案中，通过监测模块对多个电涡流传感器进行监测，当监测到各个电涡流传感器均检测到定位机构的存在时，通过数据传输模块向控制模块发送信号，并通过控制模块控制管内行走装置停止，其操作方便，便于使用。

在进一步的技术方案中，数据传输模块采用电力线，使得电力线在为管道定位系统提供电力的同时传输数据，其进一步优化了数据传输模块，使得整体机构更加简便，便于生产和安装，并且操作简便。

同时，利用电力线传输信号，其抗干扰能力进一步增强。

与现有技术相比，本发明提供的管道定位系统的使用方法，其通过底座上的多个电涡流传感器探测管道内预先设置的定位机构相配合，当各个电涡流传感器均检测到定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，从而判断管内行走装置行走到位，其可有效地对管内行走装置进行定位。

同时，其结构简单，便于制造、安装；操作方便，便于使用；并且能够提供较为精准的定位效果。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明实施例一提供的管道定位装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的管道定位系统的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的管道定位系统中控制系统结构示意图。

附图说明：

1-底座，11-调节螺母，12-安装槽，13-盖板，14-第一挡圈，15-第一密封圈，

16-第二挡圈，17-第二密封圈，18-通道；

2-电涡流传感器；

3-管道，31-定位机构；

4-节箍；5-控制模块；6-监测模块；7-数据传输模块；

8-第一电力线调制解调装置；9-第二电力线调制解调装置；10-电源调节模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在描述具体实施方式前，先对本发明中出现的方向性名词做如下限定：

将石油钻井或石油输送的管道的轴线方向设定为本发明中的轴线方向，将其径向方向定义为本发明中的径向方向。

实施例一：

如图1所示，本实施例中提供的管道定位装置，包括：安装在管内行走装置上的底座1；以及沿轴线方向间隔开的设置在底座1上的至少两个电涡流传感器2；其中，管道定位装置构造成当各个电涡流传感器2均检测到预设在管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号。

在使用时，通过底座1将管道定位装置安装在管内行走装置上，然后将管内行走装置送入目标管路中，并开始行走。当管内行走装置行走到相应位置时，管道定位装置上的多个电涡流传感器2会同时检测到管道内的定位机构的存在，并且发出表示到达指定位置的信号，从而判断管内行走装置行走到位，其可有效地对管内行走装置进行定位。

同时，其结构简单，便于制造、安装；操作方便，便于使用；并且能够提供较为精准的定位效果。

本实施例中，由于电涡流传感器2只能感应金属，并且是对电涡流传感器2与金属之间的距离进行探测。因此为了提高电涡流传感器2的灵敏度，需要沿径向方向对电涡流传感器2的位置进行调节，从而保证电涡流传感器2与管道的内表面的距离适中，从而便于电涡流传感器2更好的检测到管道内的定位机构的存在。为此，可使电涡流传感器2与底座1通过螺纹配合连接，并且底座1还包括有用于调节电涡流传感器2的径向位置的调节螺母11。

使用时，通过旋转调节螺母11从而使得电涡流传感器2沿径向方向在底座1上移动，进而调整电涡流传感器2的径向位置，最终保证电涡流传感器2更好的检测到管道内的定位机构的存在。

本实施例中，由于管内行走装置要在目标管路内行进，因此管道定位装置会暴露在管路内的油水混合物中，如果油水混合物侵入到管道定位装置中，会对其中的电涡流传感器2等电子元器件造成一定的损伤甚至是损毁。为此，可使底座1上形成有安装槽12，电涡流传感器2安装在安装槽12内；安装槽12通过盖板13封闭，盖板13与电涡流传感器2套接配合；并且盖板13与安装槽12的连接处设置有第一挡圈14和第一密封圈15。

其通过盖板13将安装槽12进行封闭，从而将电涡流传感器2于目标管路内的油水混合物进行分离，进一步的通过第一挡圈14和第一密封圈15进行密封，从而有效地防止了油水混合物侵入到管道定位装置中。

本实施例中，为了便于底座1在管内行走装置上的安装，可在底座1沿轴线方向的第一端处形成有外螺纹，第二端处形成有内螺纹；第一端处设置有第二挡圈16和第二密封圈17；底座1沿轴线方向形成有用于放置与电涡流传感器2相连通的电力线的通道18。

同时通过在第一端设置的第二挡圈16和第二密封圈17可有效地防止油水混合物侵入到管道定位装置中。

实施例二：

如图2和图3所示，本实施例中提供的管道定位系统，包括管道3和上述实施例一中所述的管道定位装置；其中，在管道3内沿轴线方向形成有间隔开的至少两个定位机构31，定位机构31构造成使得管道3的内表面相对于管道3的轴线具有变化的距离。

在使用时，通过底座1将管道定位装置安装在管内行走装置上，然后将管内行走装置送入目标管路中，并开始行走。当管内行走装置行走到相应位置时，管道定位装置上的多个电涡流传感器2会同时检测到管道3内的定位机构31的存在，并且发出表示到达指定位置的信号，从而判断管内行走装置行走到位，其可有效地对管内行走装置进行定位。

同时，其结构简单，便于制造、安装；操作方便，便于使用；并且能够提供较为精准的定位效果。

需要说明的是，当管道定位装置上的多个电涡流传感器2在通过相连的两个管道3的节箍4时，多个电涡流传感器2会依次感应距离的变化而产生一个相应的变化值，但不会同时产生变化值，因此节箍4的存在不会影响到管道定位装置的正常使用。

本实施例中，为了便于设置定位机构31，可使定位机构31为形成于管道3的内壁的凹槽或凸起，从而利用凹槽或凸起使得管道3的内表面相对于管道3的轴线具有变化的距离，进而可被电涡流传感器2检测出。

本实施例中，为了便于将管道定位装置监测到的管内行走装置到位的数据进行传输，还可设置控制模块5以及监测模块6，管道定位装置通过监测模块6以及数据传输模块7将电涡流传感器2采集的信号传输至控制模块5。

使用时，当管内行走装置行走到相应位置时，管道定位装置上的多个电涡流传感器2同时检测到管道3内的定位机构31的存在，即多个电涡流传感器2同时采集到相应的信号，此时监测模块6认定为有效信号，然后通过相关处理将信息通过数据传输模块7反馈到控制模块5，控制模块5确认管内行走装置行走到位，并控制管内行走装置停止。其整体结构相对简单，便于操作使用，可靠性高。

本实施例中，由于数据传输模块7需要设置在管道3内，并且要保证将监测模块6处理后的信息传送至控制模块5。为此，数据传输模块7可直接采用电力线，监测模块6通过第一电力线调制解调装置8与电力线相连；控制模块5通过第二电力线调制解调装置9与电力线相连。

利用电力线作为数据传输模块7，使得电力线在为管道定位系统提供电力的同时传输数据，其进一步优化了数据传输模块7，使得整体机构更加简便，便于生产和安装，并且操作简便，同时利用电力线传输信号，可有效地减少传输信号在管道3内的油水混合物中的衰减，其抗干扰能力进一步增强。

本实施例中，电力线通过电源调节模块10分别与管道定位装置和监测模块6相连。从而实现对管道定位装置及监测模块6提供电力。

本实施例中，进一步优选的，控制模块采用计算机，监测模块采用单片机。

实施例三：

本实施例中提供的上述实施例二中管道定位系统的使用方法，包括：

将管道预先安装至目标管路上；

将管道定位装置安装至管内行走装置上；

将管内行走装置放置到目标管路内并开始行走；

当多个电涡流传感器均检测到预设在管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，同时管内行走装置停止移动。

最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式或实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管道定位装置，包括：

安装在管内行走装置上的底座；

以及沿轴线方向间隔开的设置在所述底座上的至少两个电涡流传感器；

其中，所述管道定位装置构造成当各个所述电涡流传感器均检测到预设在管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号。

2.根据权利要求1所述的管道定位装置，其特征在于，所述电涡流传感器与所述底座通过螺纹配合连接，并且所述底座还包括有用于调节所述电涡流传感器的径向位置的调节螺母。

3.根据权利要求1或2所述的管道定位装置，其特征在于，所述底座上形成有安装槽，所述电涡流传感器安装在所述安装槽内；

所述安装槽通过盖板封闭，所述盖板与所述电涡流传感器套接配合；并且所述盖板与所述安装槽的连接处设置有第一挡圈和第一密封圈。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的管道定位装置，其特征在于，所述底座沿轴线方向的第一端处形成有外螺纹，第二端处形成有内螺纹；

所述第一端处设置有第二挡圈和第二密封圈；

所述底座沿轴线方向形成有用于放置与所述电涡流传感器相连通的电力线的通道。

5.一种管道定位系统，包括管道和根据权利要求1到4中任一项所述的管道定位装置；

其中，在所述管道内沿轴线方向形成有间隔开的至少两个定位机构，所述定位机构构造成使得所述管道的内表面相对于所述管道的轴线具有变化的距离。

6.根据权利要求5所述的管道定位系统，其特征在于，所述定位机构为形成于所述管道的内壁的凹槽或凸起。

7.根据权利要求5或6所述的管道定位系统，其特征在于，还包括控制模块以及监测模块，所述管道定位装置通过所述监测模块以及数据传输模块将所述电涡流传感器采集的信号传输至所述控制模块。

8.根据权利要求7所述的管道定位系统，其特征在于，所述数据传输模块为电力线，所述监测模块通过第一电力线调制解调装置与所述电力线相连；

所述控制模块通过第二电力线调制解调装置与所述电力线相连。

9.根据权利要求8所述的管道定位系统，其特征在于，所述电力线通过电源调节模块分别与所述管道定位装置和所述监测模块相连。

10.一种上述权利要求5到9中任一项所述的管道定位系统的使用方法，其特征在于，包括：

将所述管道预先安装至目标管路上；

将所述管道定位装置安装至所述管内行走装置上；

将所述管内行走装置放置到所述目标管路内并开始行走；

当多个所述电涡流传感器均检测到预设在所述管道内的相应的定位机构的存在时，发出表示到达指定位置的信号，同时所述管内行走装置停止移动。