CN109060949A - 整体式管道内检测器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种整体式管道内检测器，包括主体支撑结构和检测机构，主体支撑结构包括主筒体，主筒体的外壁上设置支撑皮碗和驱动皮碗，支撑皮碗的外壁能滑动抵靠于管道内壁上，驱动皮碗能推动主筒体移动，主筒体的内部设置数据采集卡和电池，检测机构包括固定筒，固定筒能拆卸地连接于主筒体的第二端，固定筒上沿周向间隔设置多个能扫描检测管道内壁且能沿径向伸缩的磁记忆传感器，磁记忆传感器与数据采集卡通过电信号连接，且数据采集卡和磁记忆传感器均与电池电连接。该整体式管道内检测器利用磁记忆检测技术，确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，对管道的早期损伤做出明确判断，具有高灵敏度特性，适于推广使用。

Description

整体式管道内检测器

技术领域

本发明涉及油气田管道检测技术领域，尤其涉及一种整体式管道内检测器。

背景技术

管道运输是保障油气田持续开发的主要运输手段，随着管道保有量和管道在役时间的逐年增加，管道事故(事件)呈逐年递增态势。为保障管道安全运行、准确预测管道的使用寿命，对在役管道在线检测尤为重要。无事故运行已成为管道行业者追求的目标。管道内检测是目前应用最为广泛的维护管道安全性与完整性有效方法。管道内检测技术可以准确把握管道状况，并根据一定优选原则，对一些严重缺陷进行及时维修以避免事故发生，大大延长管道寿命，经济效益十分可观。

油气管道在使用过程中，由于受制造与安装工艺过程中产生微观缺陷、输送介质、输送压力负荷、地质条件变化以及环境条件等因素影响，常有腐蚀和裂纹等缺陷产生，如不能及时发现，将导致穿孔、断裂、突然爆裂等破坏，引发严重的安全环境事故，严重危及油气资源的安全输送。金属结构的各种微观缺陷和局部应力集中，是导致机械结构和设备失效乃至发生事故的重要原因。而目前广泛采用的超声、漏磁检测设备对评价管道损伤存在一定的局限性，只能发现已经成形的宏观缺陷，从而无法避免由于疲劳损伤而引发的管道恶性事故。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种整体式管道内检测器，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体式管道内检测器，克服现有技术中存在的问题，该整体式管道内检测器利用磁记忆检测技术，确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，对管道的早期损伤做出明确判断，具有高灵敏度特性，适于推广使用。

本发明的目的是这样实现的，一种整体式管道内检测器，包括主体支撑结构和检测机构，所述主体支撑结构包括两端能密封的主筒体，所述主筒体的外壁上沿轴向间隔设置支撑皮碗和驱动皮碗，所述支撑皮碗的外壁能滑动抵靠于管道内壁上，所述驱动皮碗能在流体压力作用下推动所述主筒体移动，所述主筒体的内部设置数据采集卡和电池，设定所述主筒体位于前进方向的一端为第一端，所述主筒体的另一端为第二端；所述检测机构包括固定筒，所述固定筒能拆卸地连接于所述主筒体的第二端，所述固定筒上沿周向间隔设置多个能扫描检测管道内壁且能沿径向伸缩的磁记忆传感器，所述磁记忆传感器与所述数据采集卡通过电信号连接，且所述数据采集卡和所述磁记忆传感器均与所述电池电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述固定筒的外壁上沿周向间隔设置多个能沿径向伸缩的传感器安装结构，各所述传感器安装结构上分别设置一能与管道内壁抵靠贴合的传感器安装盒，各传感器安装盒内分别朝向管道内壁设置一所述磁记忆传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述传感器安装结构包括能固定连接于所述固定筒上的拉簧固定板，所述拉簧固定板的一端铰接第一连杆，所述第一连杆的另一端铰接一传感器盒固定座板，所述传感器安装盒设置于所述传感器盒固定座板的径向外侧，所述传感器盒固定座板的另一端铰接弹簧拉杆，所述弹簧拉杆的另一端铰接于所述拉簧固定板的另一端，所述弹簧拉杆另一端的端部连接一拉簧，所述拉簧的另一端连接于所述拉簧固定板的一端上，所述拉簧固定板、所述第一连杆、所述传感器盒固定座板和所述弹簧拉杆构成四杆机构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述拉簧固定板的另一端设置第一长透孔，所述弹簧拉杆的另一端穿设通过所述第一长透孔，所述拉簧固定板靠近所述传感器安装盒的侧壁上位于所述第一长透孔的两侧分别设置一铰接座，所述弹簧拉杆能与所述铰接座铰接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述固定筒上沿周向间隔设置多个能穿设所述弹簧拉杆的另一端和所述拉簧的第二长透孔，所述拉簧固定板能拆卸地连接于所述固定筒上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述支撑皮碗呈圆环状设置，所述驱动皮碗呈碗状设置，所述驱动皮碗的碗口朝向所述检测机构设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述主筒体的两端外壁上分别套设一所述驱动皮碗和一所述支撑皮碗，所述驱动皮碗和对应的所述支撑皮碗之间抵靠设置一中间皮碗，各所述支撑皮碗均设置于所述驱动皮碗远离所述检测机构的一侧；所述主筒体的两端外壁上分别固定设置一皮碗固定板，两端的驱动皮碗、中间皮碗和支撑皮碗均通过皮碗安装板轴向固定连接于对应的皮碗固定板上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述主筒体的第一端通过第一密封盖密封，所述主筒体的第二端通过第二密封盖密封，所述第一密封盖上能拆卸地连接呈轴向外凸设置的防撞拱头，所述第二密封盖上能拆卸地连接所述固定筒。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一密封盖套设于所述主筒体内的一端连接有连接平板，所述连接平板上连接所述数据采集卡和电池。

由上所述，本发明提供的整体式管道内检测器具有如下有益效果：

本发明的整体式管道内检测器中，磁记忆传感器利用磁记忆检测技术，扫描管道内壁确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，通过采集得到的磁记忆信号分析管道的损伤情况，对管道的早期损伤做出明确判断，具有高灵敏度特性，有效预防管道的事故发生；本发明的整体式管道内检测器中，支撑皮碗与驱动皮碗保持整体式管道内检测器的轴线与管道轴线重合并保持检测运行平稳，用于扫描检测的磁记忆传感器能沿径向伸缩，管道适应性强；本发明的整体式管道内检测器结构简单，便于现场应用，利于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的整体式管道内检测器的结构示意图。

图2：为本发明的主体支撑结构的剖视图。

图3：为本发明的检测机构示意图。

图4：为本发明的固定筒的示意图。

图5：为本发明的传感器安装结构的示意图。

图中：

100、整体式管道内检测器；

1、主体支撑结构；

11、主筒体；110、O型圈；12、支撑皮碗；13、驱动皮碗；14、中间皮碗；15、皮碗固定板；16、皮碗安装板；17、第一密封盖；171、连接平板；18、第二密封盖；19、防撞拱头；

2、检测机构；

21、固定筒；211、第二长透孔；

22、传感器安装盒；221、传感器盒固定座板；

23、拉簧固定板；231、第一长透孔；

24、第一连杆；

25、弹簧拉杆；

26、拉簧；

3、数据采集卡；

4、电池。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图5所示，本发明提供一种整体式管道内检测器100，包括主体支撑结构1和检测机构2，主体支撑结构1包括两端能密封的主筒体11，主筒体11的外壁上沿轴向间隔设置支撑皮碗12和驱动皮碗13，支撑皮碗12的外壁能滑动抵靠于管道内壁(此处所指管道为待检测管道，此处所讲抵靠是指支撑皮碗12的外壁能与管道内壁支撑接触，并非密封抵靠，以满足流体沿管道流动的需求)上，驱动皮碗13能在流体压力作用下推动主筒体11移动，驱动皮碗13的外壁与管道内壁支撑接触，允许流体沿管道流动且能在驱动皮碗的两侧形成压差，在流体压力作用下驱动皮碗13带动整个装置移动，主筒体11的内部设置数据采集卡3和电池4，设定主筒体11位于前进方向的一端为第一端，主筒体11的另一端为第二端；检测机构2包括固定筒21，固定筒21能拆卸地连接于主筒体11的第二端，固定筒21上沿周向间隔设置多个能扫描检测管道内壁且能沿径向伸缩的磁记忆传感器，磁记忆传感器与数据采集卡3通过电信号连接，且数据采集卡3和磁记忆传感器均与电池4电连接。磁记忆传感器扫描管道内壁，将磁记忆信号传输给数据采集卡3，数据采集卡3接收并记录磁记忆信号，电池4为数据采集卡3和磁记忆传感器提供电源。

本发明的整体式管道内检测器中，磁记忆传感器利用磁记忆检测技术，扫描管道内壁确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，通过采集得到的磁记忆信号分析管道的损伤情况，对管道的早期损伤做出明确判断，具有高灵敏度特性，有效预防管道的事故发生；本发明的整体式管道内检测器中，支撑皮碗与驱动皮碗保持整体式管道内检测器的轴线与管道轴线重合并保持检测运行平稳，用于扫描检测的磁记忆传感器能沿径向伸缩，管道适应性强；本发明的整体式管道内检测器结构简单，便于现场应用，利于推广使用。

进一步，如图3所示，固定筒21的外壁上沿周向间隔设置多个能沿径向伸缩的传感器安装结构，各传感器安装结构上分别设置一能与管道内壁抵靠贴合的传感器安装盒22，各传感器安装盒22内分别朝向管道内壁设置一磁记忆传感器。

在本实施方式中，如图5所示，传感器安装结构包括能固定连接于固定筒21上的拉簧固定板23，拉簧固定板23的一端铰接第一连杆24，第一连杆24的另一端铰接一传感器盒固定座板221，传感器安装盒22设置于传感器盒固定座板221的径向外侧，传感器盒固定座板221的另一端铰接弹簧拉杆25，弹簧拉杆25的另一端铰接于拉簧固定板23的另一端，弹簧拉杆25另一端的端部连接一拉簧26，拉簧26的另一端连接于拉簧固定板23的一端上，拉簧固定板23、第一连杆24、传感器盒固定座板221和弹簧拉杆25构成四杆机构。拉簧26能为弹簧拉杆25提供拉力，保持四杆机构的稳定，并且借助拉簧26可以保证传感器安装盒22紧密贴合管道内壁；并且，管道内径出现波动时，传感器安装盒22能在拉簧26的作用下稳定的径向收缩。第一连杆24和弹簧拉杆25分列拉簧固定板23的两端，能保证四杆机构的完全收缩。

在本发明的一具体实施例中，如图5所示，拉簧固定板23的另一端设置第一长透孔231，弹簧拉杆25的另一端穿设通过第一长透孔231，拉簧固定板23靠近传感器安装盒22的侧壁上位于第一长透孔231的两侧分别设置一铰接座，弹簧拉杆25能与铰接座铰接，弹簧拉杆25能绕铰接座上的铰接点摆动。

进一步，如图4所示，固定筒21上沿周向间隔设置多个能穿设弹簧拉杆25的另一端和拉簧26的第二长透孔211，拉簧固定板23能拆卸地连接于固定筒21上。

进一步，如图2所示，支撑皮碗12呈圆环状设置，驱动皮碗13呈碗状设置，驱动皮碗13的碗口朝向检测机构2设置(即背向前进方向)。整体式管道内检测器100通过发球筒送至管道内，自管道入口注入带压流体，带压流体冲击于驱动皮碗13内，在驱动皮碗13的两侧产生内外压差，在压差作用下，驱动皮碗13带动整体式管道内检测器100沿管道运动前行，对管道内壁进行扫描分析。

如图2所示，在本实施方式中，主筒体11的两端外壁上分别套设一驱动皮碗13和一支撑皮碗12，驱动皮碗13和对应的支撑皮碗12之间抵靠设置一中间皮碗14，各支撑皮碗12均设置于驱动皮碗13远离检测机构2的一侧；主筒体11的两端外壁上分别固定设置一皮碗固定板15，在本发明的一具体实施例中，皮碗固定板15焊接于主筒体11的外壁上；两端的驱动皮碗13、中间皮碗14和支撑皮碗12均通过皮碗安装板16轴向固定连接于对应的皮碗固定板15上，在本发明的一具体实施例中，皮碗安装板16、驱动皮碗13、中间皮碗14和支撑皮碗12通过螺栓固定连接于皮碗固定板15上。

进一步，如图2所示，主筒体11的第一端通过第一密封盖17密封，主筒体11的第二端通过第二密封盖18密封，第一密封盖17上能拆卸地连接呈轴向外凸设置的防撞拱头19，第二密封盖18上能拆卸地连接固定筒21。在本发明的一具体实施例中，第一密封盖17通过螺钉能拆卸地连接于主筒体11的第一端，第一密封盖17的外壁和主筒体11的内壁之间设置O型圈110密封，防撞拱头19通过螺栓固定于第一密封盖17上；第二密封盖18焊接固定于主筒体11的第二端。防撞拱头19位于整体式管道内检测器100的前进端，可以缓冲整体式管道内检测器100对管道的撞击并提高整体式管道内检测器100的转弯通过率。

进一步，如图2所示，第一密封盖17套设于主筒体11内的一端连接有连接平板171(可以是螺栓连接)，连接平板171上连接数据采集卡3和电池4。主筒体11、第一密封盖17和第二密封盖18形成密封舱，为数据采集卡3和电池4提供密封的安装空间。

在本发明的一具体实施例中，整体式管道内检测器100用于φ325临海管道的管道内壁检测，具体检测过程如下：

首先组装整体式管道内检测器100，并对其进行试压处理；将试压合格的整体式管道内检测器100放入发球筒中，通过发球筒将其送入管道内，并向管道内注入带压流体，带压流体冲击驱动皮碗13，在压差作用下，驱动皮碗13带动整体式管道内检测器100前行，检测机构2上的磁记忆传感器扫描管道内壁，将磁记忆信号传输给数据采集卡3，数据采集卡3接收并记录磁记忆信号，检测完毕后取出整体式管道内检测器100，打开并取下第一密封盖17，拆卸数据采集卡3，根据数据采集卡3记录的数据分析管道的损伤情况，确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，对管道的早期损伤做出明确判断。

由上所述，本发明提供的整体式管道内检测器具有如下有益效果：

本发明的整体式管道内检测器中，磁记忆传感器利用磁记忆检测技术，扫描管道内壁确定管道的微观缺陷或应力集中位置及特征，通过采集得到的磁记忆信号分析管道的损伤情况，对管道的早期损伤做出明确判断，具有高灵敏度特性，有效预防管道的事故发生；本发明的整体式管道内检测器中，支撑皮碗与驱动皮碗保持整体式管道内检测器的轴线与管道轴线重合并保持检测运行平稳，用于扫描检测的磁记忆传感器能沿径向伸缩，管道适应性强；本发明的整体式管道内检测器结构简单，便于现场应用，利于推广使用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种整体式管道内检测器，其特征在于，包括主体支撑结构和检测机构，所述主体支撑结构包括两端能密封的主筒体，所述主筒体的外壁上沿轴向间隔设置支撑皮碗和驱动皮碗，所述支撑皮碗的外壁能滑动抵靠于管道内壁上，所述驱动皮碗能在流体压力作用下推动所述主筒体移动，所述主筒体的内部设置数据采集卡和电池，设定所述主筒体位于前进方向的一端为第一端，所述主筒体的另一端为第二端；所述检测机构包括固定筒，所述固定筒能拆卸地连接于所述主筒体的第二端，所述固定筒上沿周向间隔设置多个能扫描检测管道内壁且能沿径向伸缩的磁记忆传感器，所述磁记忆传感器与所述数据采集卡通过电信号连接，且所述数据采集卡和所述磁记忆传感器均与所述电池电连接。

2.如权利要求1所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述固定筒的外壁上沿周向间隔设置多个能沿径向伸缩的传感器安装结构，各所述传感器安装结构上分别设置一能与管道内壁抵靠贴合的传感器安装盒，各传感器安装盒内分别朝向管道内壁设置一所述磁记忆传感器。

3.如权利要求2所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述传感器安装结构包括能固定连接于所述固定筒上的拉簧固定板，所述拉簧固定板的一端铰接第一连杆，所述第一连杆的另一端铰接一传感器盒固定座板，所述传感器安装盒设置于所述传感器盒固定座板的径向外侧，所述传感器盒固定座板的另一端铰接弹簧拉杆，所述弹簧拉杆的另一端铰接于所述拉簧固定板的另一端，所述弹簧拉杆另一端的端部连接一拉簧，所述拉簧的另一端连接于所述拉簧固定板的一端上，所述拉簧固定板、所述第一连杆、所述传感器盒固定座板和所述弹簧拉杆构成四杆机构。

4.如权利要求3所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述拉簧固定板的另一端设置第一长透孔，所述弹簧拉杆的另一端穿设通过所述第一长透孔，所述拉簧固定板靠近所述传感器安装盒的侧壁上位于所述第一长透孔的两侧分别设置一铰接座，所述弹簧拉杆能与所述铰接座铰接。

5.如权利要求3所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述固定筒上沿周向间隔设置多个能穿设所述弹簧拉杆的另一端和所述拉簧的第二长透孔，所述拉簧固定板能拆卸地连接于所述固定筒上。

6.如权利要求1所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述支撑皮碗呈圆环状设置，所述驱动皮碗呈碗状设置，所述驱动皮碗的碗口朝向所述检测机构设置。

7.如权利要求6所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述主筒体的两端外壁上分别套设一所述驱动皮碗和一所述支撑皮碗，所述驱动皮碗和对应的所述支撑皮碗之间抵靠设置一中间皮碗，各所述支撑皮碗均设置于所述驱动皮碗远离所述检测机构的一侧；所述主筒体的两端外壁上分别固定设置一皮碗固定板，两端的驱动皮碗、中间皮碗和支撑皮碗均通过皮碗安装板轴向固定连接于对应的皮碗固定板上。

8.如权利要求1所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述主筒体的第一端通过第一密封盖密封，所述主筒体的第二端通过第二密封盖密封，所述第一密封盖上能拆卸地连接呈轴向外凸设置的防撞拱头，所述第二密封盖上能拆卸地连接所述固定筒。

9.如权利要求8所述的整体式管道内检测器，其特征在于，所述第一密封盖套设于所述主筒体内的一端连接有连接平板，所述连接平板上连接所述数据采集卡和电池。