CN104989913A - 一种海底管道漏磁内检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底管道漏磁内检测装置，涉及海底油气管道检测技术领域。该海底管道漏磁内检测装置包括中心骨架以及安装于所述中心骨架两端的支撑皮碗，所述中心骨架上沿圆周方向设置有多个磁路模块，所述磁路模块通过弹性支撑组件安装于所述中心骨架上，并在所述弹性支撑组件的弹力作用下始终与所述海底管道的内壁相贴合。本发明提供的海底管道漏磁内检测装置的磁路模块在弹性支撑组件的弹力作用下能够始终与海底管道的内壁相贴合，当管道的内径发生变化时，检测装置的形状能够进行自适应的改变，因此磁路模块与海底管道内壁之间始终能够实现磁路闭环，保证检测装置沿途检测无遗漏点，大大提高了检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及海底油气管道检测技术领域，尤其涉及一种海底管道漏磁内检测装置。
背景技术
随着对海底石油、天然气等资源的需求量逐渐加大，管道作为海底最基础、最经济的能源运输方式之一，其安全性越来越受到重视，长久以来管道泄漏事故的发生多由管壁的金属腐蚀和缺陷引起。因此近年来石油及天然气传输管道的内检测设备需求及应用越来越广泛。
目前的一些检测设备主要是应用于陆地管道检测，对于海底石油及天然气管道的高温高压环境很难适用。另外，由于实际检测工作中，管道内径尺寸并不均匀，存在一定的缩径，并沿着管道在一定范围内变化，现有的漏磁检测装置的外径固定，因此不能保证其始终与管道内壁贴合，会造成检测点的遗漏，影响检测结果的精确度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种在管道内径变化时进行自适应形变、保证检测传感器始终与管道内壁贴合、检测精度高、无遗漏点的海底管道漏磁内检测装置。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种海底管道漏磁内检测装置，包括中心骨架以及安装于所述中心骨架两端的支撑皮碗，所述中心骨架上沿圆周方向设置有多个磁路模块，所述磁路模块通过弹性支撑组件安装于所述中心骨架上，并在所述弹性支撑组件的弹力作用下始终与所述海底管道的内壁相贴合。
优选的，所述弹性支撑组件包括限位销和弹性件，所述磁路模块通过所述限位销安装于所述中心骨架上并可沿所述限位销滑动，所述弹性件设置于所述中心骨架与所述磁路模块之间，所述磁路模块在所述弹性件的弹力作用下始终与所述海底管道的内壁相贴合。
优选的，所述磁路模块的两端设置有磁路支架，所述限位销包括导向杆以及设置于导向杆一端的限位部，所述导向杆的另一端依次穿过所述磁路支架和所述弹性件与所述中心骨架固定连接，所述磁路支架可沿所述导向杆滑动，并在所述弹性件的弹力作用下与所述限位部抵接。
优选的，所述磁路模块包括导磁基座、设置于所述导磁基座外侧面中部的传感器模块以及设置于传感器模块两侧的磁铁块，每个所述磁铁块上自下而上依次设置有导磁垫和耐磨垫。
优选的，所述耐磨垫的外侧面呈与管道内壁相适配的弧形，所述耐磨垫沿轴线方向的两侧设置有耐磨带，所述耐磨带的外侧面也呈与管道内壁相适配的弧形。
优选的，相邻两磁路模块相对的两侧面始终保持相互平行。
优选的，所述支撑皮碗呈碗状结构，两个所述支撑皮碗的碗口朝向一致，在所述支撑皮碗的碗口边沿设置有锪槽。
优选的，所述锪槽呈V形开口状，所述V形开口的夹角为40°至60°，槽深为15至20mm。
优选的，所述磁路模块在与其轴线垂直的截面上的形状呈扇环形。
优选的，所述扇环形的中心角为24°，所述磁路模块的数量为15个。
本发明的有益效果为：
本发明提供的海底管道漏磁内检测装置的磁路模块通过弹性支撑组件安装在中心骨架上，磁路模块在弹性支撑组件的弹力作用下能够始终与海底管道的内壁相贴合，当管道的内径发生变化时，检测装置的形状能够进行自适应的改变，因此磁路模块与海底管道内壁之间始终能够实现磁路闭环，保证检测装置沿途检测无遗漏点，大大提高了检测精度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的海底管道漏磁内检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一组磁路模块与中心骨架配合的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的磁路模块的结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的磁路模块的剖视图；
图5是本发明实施例一提供的耐磨垫的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的中心骨架的结构示意图；
图7是本发明实施例一提供的中心骨架的剖视图；
图8是本发明实施例一提供的支撑皮碗的结构示意图；
图9是本发明实施例一提供的支撑皮碗的剖视图。
图中，1、支撑皮碗；2、限位销；3、磁路模块；4、弹簧；5、中心骨架；6、皮碗压盘；7、磁路支架；71、固定块；72、凸耳；9、传感器模块；10、耐磨垫；11、导磁垫；12、磁铁块；13、导磁基座；14、安装法兰；15、柱状结构；17、限位销安装螺纹孔；18、走线孔；19、安装凸台；20、方形凸台；22、锪槽；23、耐磨带。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种海底管道漏磁内检测装置，包括中心骨架以及安装于中心骨架两端的支撑皮碗，中心骨架上沿圆周方向设置有多个磁路模块，磁路模块通过弹性支撑组件安装于中心骨架上，并在弹性支撑组件的弹力作用下始终与海底管道的内壁相贴合。
由于磁路模块能够始终与海底管道的内壁相贴合，当管道的内径发生变化时，检测装置的形状能够进行自适应的变化，因此磁路模块与海底管道内壁之间始终能够实现磁路闭环，保证检测装置沿途检测无遗漏点，大大提高了检测精度。
实施例一：
本实施例提供了一种海底管道漏磁内检测装置，如图1和图2所示，该海底管道漏磁内检测装置包括中心骨架5、安装于中心骨架5两端的支撑皮碗1以及沿圆周方向均布于中心骨架5外周上的多个磁路模块3。磁路模块3通过弹性支撑组件安装于中心骨架5上，在弹性支撑组件的弹力作用下，磁路模块3能够始终与海底管道的内壁相贴合。
如图3和图4所示，磁路模块3包括导磁基座13、设置于导磁基座13外侧面中部的传感器模块9以及对称设置于传感器模块9两侧的磁铁块12，每个磁铁块12上自下而上依次设置有导磁垫11和耐磨垫10，两侧的磁铁块12按照N、S极相对设置，并与管道以及导磁基座13形成闭环的磁路，而位于两磁铁块12之间的传感器模块9用于检测管道内外缺陷的漏磁信号。导磁垫11和耐磨垫10能够起到保护磁铁块12的作用。于本实施例中，通过螺钉将导磁垫11、耐磨垫10和磁铁块12一同固定在导磁基座13上，传感器模块9也通过螺钉固定在导磁基座13上。
传感器模块9采用高集成化、一体式的结构形式，所有电气结构全部安装于传感器壳体后整体灌胶，实现传感器模块9的密封承压。采用一体式结构使传感器检测信号更加稳定，提高磁饱和度及检测精度，传感器壳体选用不导磁材料，如铝，探头及传感器密封在壳体内不外露且不影响检测精度，同时可提高检测作业的可靠性。
由于磁铁块12有吸附于管道内壁的趋势，耐磨垫10在检测装置的行进过程中起到保护导磁垫11，增加耐磨性的作用。耐磨垫10选用轴承钢材料，因为轴承钢为导磁材料，在保证耐磨性的基础上有效改善被测管道的磁饱和度，避免影响信号的获取。其结构如图5所示，耐磨垫10的外侧面呈与管道内壁相适配的弧形，耐磨垫10沿轴线方向的两侧设置有耐磨带23，耐磨带23的外侧面也呈与管道内壁相适配的弧形。因为倘若耐磨垫10的弧度与管道内壁的弧度不吻合，则会造成检测装置沿管道轴向移动时不能与管道内壁稳定吸合，产生周向摆动情况，影响管道磁饱和稳定性。同时在耐磨带23边缘设计圆角过度，避免检测器遇到较陡内缺陷时发生卡堵，以及耐磨垫10与管道内壁产生刮擦而损坏产品及管道。耐磨带23的高度可调整管道内壁与传感器壳体表面的距离，使管道与传感器壳体两者间保持一定的间隙，避免了传感器模块9长时间与管道内壁摩擦而磨损加剧，提高其使用寿命及可靠性。
导磁基座13能够为磁铁块12、导磁垫11以及耐磨垫10等提供安装载体，并起到导磁的作用，于本实施例中，导磁基座13为铁轭。在导磁基座13上开设有供传感器模块9的导线穿过的走线槽。
磁路模块3的两端均安装有磁路支架7，磁路模块3通过磁路支架7安装在中心骨架5上。磁路支架7包括用于与磁路模块3固定的固定块71以及固定块71上沿中心骨架5的轴向向外凸出设置的凸耳72。
弹性支撑组件包括限位销2和弹簧4。限位销2包括导向杆以及设置于导向杆一端的限位部，导向杆的另一端依次穿过磁路支架7的凸耳72和弹簧4与中心骨架5固定连接，于本实施例中，导向杆与中心骨架5为螺纹连接。在弹簧4的弹力作用下，凸耳72与限位部相抵接。检测装置在自由状态时的外径大于管道内径，当其进入管道后或遇到缩径时，磁路模块3以两端的限位销2作为导轨，径向压缩弹簧4使磁路模块3产生径向向内运动，当管道内径变大时，磁路模块3则在弹簧4弹力作用下径向向外运动，每组磁路模块3均可根据管道内径变化进行一定范围的浮动，以保证磁路模块3表面与管道内壁始终保持贴合，实现管道内径自适应。因此需要根据管道内径及管道路由情况，控制每组磁路模块3的浮动范围，设计弹簧4的长度及弹力范围，以保证弹簧4压缩后再遇到管径变化情况能够顺利的顶起磁路模块3与管道内壁贴合；同时，弹簧4还能起到防松的作用，使得磁路模块3与中心骨架5之间始终保持一定的预紧力，防止限位销2与中心骨架5螺纹连接处松动。
中心骨架5的结构如图6和图7所示，包括中空的柱状结构15以及设置于柱状结构15两端的安装法兰14。柱状结构15两端的外周上沿圆周方向均布有多个与限位销2相适配的限位销安装螺纹孔17，柱状结构15上还开有多个走线孔18，传感器模块9的导线经过导磁基座13的走线槽以及柱状结构15的走线孔18汇集到柱状结构15内部，并从检测装置的后端引出与其他设备连接。支撑皮碗1通过皮碗压盘6安装于安装法兰14上，安装法兰14的中部设置有安装凸台19，安装凸台19上也沿圆周方向开有多个螺纹孔，用来与万向节连接固定，在安装凸台19的端面上对称设置有两个方形凸台20，用来定位万向节，防差错处理。
两个支撑皮碗1为顺向安装，即两个支撑皮碗1的碗口朝向一致，支撑皮碗1始终与管道内壁贴合，对检测装置起到支撑作用。如图8和图9所示，支撑皮碗1呈碗状结构，中部开有与安装法兰14的安装凸台19相适配的通孔，支撑皮碗1插入安装凸台19后通过皮碗压盘6以及螺钉安装在安装法兰14上。在支撑皮碗1的碗口边沿设置有锪槽22，能够使后端的流体介质顺利通过检测装置到达前端的支撑皮碗1。优选的，锪槽22呈V形开口状，V形开口的夹角为40°至60°，槽深为15至20mm。支撑皮碗1采用聚氨脂柔性材料，在管道存在缩径的情况下能产生较大变形，起到管道内径自适应的作用。
考虑到磁路模块3的径向浮动，磁路模块3在与其轴线垂直的截面上的形状呈扇环形，进一步优选的扇环形的中心角呈24°，共15个磁路模块3严密的包围在中心骨架5的外周上，使得检测装置可呈多角度的扩展或收缩，可适应管道的多变径结构，并可以360°全面检测管道内壁。磁路模块3在径向浮动时始终保持两模块相对的两侧面相互平行，保证磁铁块间的排斥力均匀。
本实施例提供的检测装置采用压缩弹簧与限位销组合的形式实现磁路的浮动，该种结构浮动范围大、可靠性高，保证压缩至最小尺寸时可顺利的弹回至初始位置。避免了采用连杆与板簧的结构形式所带来的浮动范围严重受限，以及当板簧对磁路模块推力、管道对磁路模块压力和管壁对磁路模块的摩擦力的合力可能与连杆方向共线，从而无法产生绕铰链转动的力矩，导致磁路模块卡死等现象。本实施例在磁路两端各采用压缩弹簧与限位销组合的形式避免了上述弊端，可增大浮动范围，进而提高检测装置的通过性，加强了检测装置对管道路由的适应性及作业可靠性。
其中，弹簧支撑组件的结构不局限于是弹簧和限位销，其他能够实现径向的收缩和回弹的结构均可。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海底管道漏磁内检测装置，包括中心骨架(5)以及安装于所述中心骨架(5)两端的支撑皮碗(1)，所述中心骨架(5)上沿圆周方向设置有多个磁路模块(3)，其特征在于：所述磁路模块(3)通过弹性支撑组件安装于所述中心骨架(5)上，并在所述弹性支撑组件的弹力作用下始终与所述海底管道的内壁相贴合。
2.根据权利要求1所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述弹性支撑组件包括限位销(2)和弹性件，所述磁路模块(3)通过所述限位销(2)安装于所述中心骨架(5)上并可沿所述限位销(2)滑动，所述弹性件设置于所述中心骨架(5)与所述磁路模块(3)之间，所述磁路模块(3)在所述弹性件的弹力作用下始终与所述海底管道的内壁相贴合。
3.根据权利要求2所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述磁路模块(3)的两端设置有磁路支架(7)，所述限位销(2)包括导向杆以及设置于导向杆一端的限位部，所述导向杆的另一端依次穿过所述磁路支架(7)和所述弹性件与所述中心骨架(5)固定连接，所述磁路支架(7)可沿所述导向杆滑动，并在所述弹性件的弹力作用下与所述限位部抵接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述磁路模块(3)包括导磁基座(13)、设置于所述导磁基座(13)外侧面中部的传感器模块(9)以及设置于传感器模块(9)两侧的磁铁块(12)，每个所述磁铁块(12)上自下而上依次设置有导磁垫(11)和耐磨垫(10)。
5.根据权利要求4所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述耐磨垫(10)的外侧面呈与管道内壁相适配的弧形，所述耐磨垫(10)沿轴线方向的两侧设置有耐磨带(23)，所述耐磨带(23)的外侧面也呈与管道内壁相适配的弧形。
6.根据权利要求1至3任一项所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：相邻两磁路模块(3)相对的两侧面始终保持相互平行。
7.根据权利要求1至3任一项所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述支撑皮碗(1)呈碗状结构，两个所述支撑皮碗(1)的碗口朝向一致，在所述支撑皮碗(1)的碗口边沿设置有锪槽(22)。
8.根据权利要求7所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述锪槽(22)呈V形开口状，所述V形开口的夹角为40°至60°，槽深为15至20mm。
9.根据权利要求1至3任一项所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述磁路模块(3)在与其轴线垂直的截面上的形状呈扇环形。
10.根据权利要求9所述的海底管道漏磁内检测装置，其特征在于：所述扇环形的中心角为24°，所述磁路模块(3)的数量为15个。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |