CN110595338A - 双金属复合管可视化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双金属复合管可视化检测系统,所述检测系统包括仓体、车架、驱动单元、电池组、支撑导向轮组、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件、定位单元和遥控控制器,形变传感组件包括形变探测器和形变信号储存器,形变探测器能够检测内管壁的形变,形变信号存储器接收并存储形变信号,信号接发装置设够接收图像存储器、形变信号存储器和定位单元存储的信息,并发送至遥控控制器的显示器。本发明能够实时显示双金属复合管衬管内壁的画面,明显缩短检测周期,减少设备停机时间;能够准确定位双金属复合管衬管形变的位置,避免不必要的开挖检测,明显提高检测效率,降低检测成本;能够针对不同管径的管道进行内壁检测,适应性强。
Description
技术领域
本发明属于地下管道检测领域,具体来讲,涉及一种能够检测油气田开采或油气运输所使用的双金属复合管的可视化检测装置。
背景技术
目前,双金属复合管道在油气田开采和油气输送中已经普遍采用,虽然双金属复合管道能较好的解决高含H2S、Cl-和CO2油气田管道腐蚀问题,但是在使用过程中仍然存在不足,双金属复合管道的衬管采用API 5LC标准,仅列出了5种材质,没有列入含H2S/CO2环境中使用的材质。在油田的部分区块的双金属复合管道使用中发现双金属复合管的衬管发生变形、塌陷、鼓包等现象,轻则导致管道横截面积变小影响生产,重则发生刺漏导致停机。
发明人经研究发现:由于双金属复合管基管与衬管材质上的差异以及晶粒度级别相差甚远,常规超声检测技术和设备无法有效检测管道缺陷,即使需要检测也需要进行大面积开挖,检测成本高、效率低严重影响生产。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如,本发明的目的之一在于提供一种能够适用于检测油气田开采或油气运输所使用的双金属复合管道的衬管是否发生形变、塌陷、鼓包等缺陷,且可在不开挖的情况下快速定位双金属复合管道中衬管发生形变、塌陷、鼓包的位置的装置。
为了实现上述目的,本发明提供了一种双金属复合管可视化检测系统,所述双金属复合管可视化检测系统包括第一仓体、第一车架、第一驱动单元、第一电池、第一支撑导向轮组、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件、定位单元和遥控控制器,其中,所述第一仓体的左右两端分别与第一支撑导向轮组和第一车架连接;所述第一驱动单元包括与第一车架连接的第一驱动轮,所述第一驱动轮包括第一轮毂电机和第一内管壁行走轮胎;第一支撑导向轮组包括多个第一支架和相应数量的第一导向轮,且每个第一支架将一个第一导向轮连接到第一仓体;摄像组件包括摄像头和图像存储器,所述摄像头设置在第一车架上并能够对内管壁进行摄像,所述图像存储器安装第一仓体内或第一车架上,并能够存储所述摄像头摄制的图像;所述形变传感组件包括形变探测器和形变信号储存器,所述形变探测器安装在第一仓体外并能够检测内管壁的形变,形变信号存储器接收并存储形变探测器检测得到的形变信号;所述定位单元安装在第一仓体内或第一车架上并能够实时测量和存储距离或位置信息;所述遥控控制器包括驱动控制器和显示器,所述驱动控制器能够发出第一驱动信号;所述信号接发装置设置在第一仓体内,能够接收所述图像存储器、所述形变信号存储器和所述定位单元存储的信息,并将所接收的信息发送至所述遥控控制器的显示器,所述信号接发装置还能够接收所述第一驱动信号并控制所述第一轮毂电机;所述第一电池设置在第一仓体内,并向第一驱动单元、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件和定位单元中的一个或多个提供电力。
在本发明的另一个示例性实施例中,所述形变探测器可以为环形放射状弹性触感片,所述环形放射状弹性触感片套装在第一仓体外并能够与内管壁接触以检测内管壁的形变。另外,所述双金属复合管可视化检测系统还可包括第三导向轮和第三支架,所述第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置。
在本发明的另一个示例性实施例中,所述双金属复合管可视化检测系统还可包括第二仓体、第二车架、第二驱动单元、第二电池、第二支撑导向轮组和链接转向机构,其中,所述第二仓体的左右两端分别与第二车架和第二支撑导向轮组连接;所述第二驱动单元包括与第二车架连接的第二驱动轮,所述第二驱动轮包括第二轮毂电机和第二内管壁行走轮胎;第二支撑导向轮组包括多个第二支架和相应数量的第二导向轮,且每个第二支架将一个第二导向轮连接到第二仓体;所述链接转向机构将第一支撑导向轮组与第二支撑导向轮组串联连接;第二电池设置在第二仓体内,并向第二驱动单元提供电力;所述驱动控制器还能够发出第二驱动信号,所述信号接发装置还能够接收所述第二驱动信号并控制所述第二轮毂电机。
此外,所述双金属复合管可视化检测系统还可包括第三导向轮和第三支架或包括第四导向轮和第四支架,所述第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置;所述第四导向轮通过第四支架连接在第二车架上并与第二驱动轮相背设置。另外,所述第一支架、第二支架、第三支架和第四支架中的一个或多个可以为减震支架。所述第一驱动轮的数量可以为两个,并可分别通过两个减震支架与第一车架连接;所述第二驱动轮的数量可以为两个,并可分别通过另外两个减震支架与第二车架连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项:
1、能够实时显示双金属复合管衬管内壁的画面,明显缩短检测周期,减少设备停机时间;
2、能够准确定位双金属复合管衬管形变的位置,避免不必要的开挖检测,明显提高检测效率,降低检测成本;
3、能够针对不同管径的管道进行内壁检测,适应性强。
附图说明
图1示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例的组成原理示意图;
图2示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例中的第二车架、第二驱动轮、第三导向轮的连接示意图;
图3示出了第二驱动轮沿图2中的B-B方向的结构示意图;
图4示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例中的第二支撑导向轮组的结构示意图;
图5示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例中的遥控控制器的结构示意图。
附图标记说明如下:
1—第二驱动轮;2—第二仓体;3—第四导向轮;4—信号接发装置;5—第二支撑导向轮组;6—链接转向机构;7—第一支撑导向轮组;8—形变探测器;9—第一仓体;10—第三导向轮;11—摄像头;12—第一驱动轮;13—减震支架;14—第二内管壁行走轮胎;15—第二轮毂电机;16—遥控控制器;17—第二车架;18—第一车架。
具体实施方式
在下文中,将结合示例性实施例来详细说明本发明的双金属复合管可视化检测系统。
在本发明的一个示例性实施例中,双金属复合管可视化检测系统可包括第一仓体、第一车架、第一驱动单元、第一电池、第一支撑导向轮组、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件、定位单元和遥控控制器。
第一仓体的左右两端分别与第一支撑导向轮组和第一车架连接。例如,第一仓体的右端与第一车架固定连接,其左端与第一支撑导向轮组固定连接,从而三者构成串联结构。第一仓体可用于盛装第一电池等部件。
第一驱动单元包括与第一车架连接的第一驱动轮。例如,第一驱动轮可通过减震支架与第一车架连接。第一驱动轮可包括第一轮毂电机和第一内管壁行走轮胎,从而第一内管壁行走轮胎可在第一轮毂电机驱动下沿待检测的双金属复合管的衬管的内管壁行走。例如,第一内管壁行走轮胎的外接面为圆弧状并与管道内表面弧度一致。此外,第一内管壁行走轮胎还可具有多组不同圆弧面的备胎。此外,第一驱动轮的数量可以为多个,例如,两个以上。
第一支撑导向轮组可包括多个第一支架和相应数量的第一导向轮,且每个第一支架将一个第一导向轮连接到第一仓体。例如,第一导向轮的数量和第一支架的数量可以都为3个。第一支架可以为减震支架。
摄像组件可包括摄像头和图像存储器。摄像头设置在第一车架上并能够对内管壁进行摄像。摄像头还可具有照明构件。图像存储器安装第一仓体内或第一车架上,并能够存储所述摄像头摄制的图像信息。
形变传感组件可包括形变探测器和形变信号储存器。形变探测器安装在第一仓体外并能够检测内管壁的形变,从而形成形变信息;形变信号存储器接收并存储形变探测器检测得到的形变信息。形变信号存储器可设置在第一仓体内或设置在第一车架上。例如,形变探测器可以为环形放射状弹性触感片,该环形放射状弹性触感片套装在第一仓体外并能够与内管壁接触以检测内管壁的形变。
定位单元可安装在第一仓体内或第一车架上并能够实时测量和存储距离或位置信息。例如,定位单元可以为距离记录仪。
遥控控制器可包括驱动控制器和显示器。驱动控制器能够发出第一驱动信号。信号接发装置可设置在第一仓体内,并能够分别接收图像存储器所存储的图像信息、形变信号存储器所存储的形变信息和定位单元所提供的距离或位置信息,并将所接收到的图像信息、形变信息和距离或位置信息发送至遥控控制器的显示器。例如,信号接发装置可以包括三个独立的接发元件以分别对图像信息、形变信息和距离或位置信息进行接收和发送。同时,信号接发装置还能够接收第一驱动信号并控制第一轮毂电机,从而驱动第一驱动轮。
第一电池可设置在第一仓体内,并向第一驱动单元、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件和定位单元中的一个或多个提供电力。第一电池可以为多个可拆卸充电电池构成的电池组。然而,本发明不限于此。
在本发明的另一个示例性实施例中,双金属复合管可视化检测系统还可在上述示例性实施例的结构的基础上,进一步包括第三导向轮和第三支架。第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置。例如,第一驱动轮行走在内管壁的底部,相应的第三导向轮则与内管壁的顶部接触。而且,第三导向轮、第一驱动轮均可通过减震支架与第一车架固定连接。此外,第一驱动轮的数量可以为两个,从而与第三导向轮一起构成三叉结构,以进一步提高稳定性。
在本发明的另一个示例性实施例中,双金属复合管可视化检测系统还可在上述任一示例性实施例的结构的基础上,进一步包括第二仓体、第二车架、第二驱动单元、第二电池、第二支撑导向轮组和链接转向机构。
第二仓体的左右两端分别与第二车架和第二支撑导向轮组连接。例如,第二仓体的右端与第二车架固定连接,其左端与第二支撑导向轮组固定连接,从而三者构成串联结构。第二仓体可用于盛装第二电池等部件。
第二驱动单元包括与第二车架连接的第二驱动轮。例如,第二驱动轮可通过减震支架与第二车架连接。第二驱动轮可包括第二轮毂电机和第二内管壁行走轮胎,从而第二内管壁行走轮胎可在第二轮毂电机驱动下沿待检测的双金属复合管的衬管的内管壁行走。例如,第二内管壁行走轮胎的外接面为圆弧状并与管道内表面弧度一致。此外,第二内管壁行走轮胎还可具有多组不同圆弧面的备胎。此外,第二驱动轮的数量可以为多个,例如,两个以上。
第二支撑导向轮组包括多个第二支架和相应数量的第二导向轮,且每个第二支架将一个第二导向轮连接到第二仓体。例如,第二导向轮的数量和第二支架的数量可以都为3个。第二支架可以为减震支架。
链接转向机构将第一支撑导向轮组与第二支撑导向轮组串联连接。例如,链接转向机构可由相互连接的横向铰链与纵向铰链构成,并且横向铰链与纵向铰链分别与第一支撑导向轮组与第二支撑导向轮组连接。
第二电池设置在第二仓体内,并向第二驱动单元提供电力。第二电池可以为多个可拆卸充电电池构成的电池组。遥控控制器的驱动控制器还能够发出第二驱动信号,信号接发装置还能够接收第二驱动信号并控制第二轮毂电机,从而驱动第二驱动轮运动。
这里,双金属复合管可视化检测系统还可包括第三导向轮和第三支架或包括第四导向轮和第四支架。其中,第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置。例如,第一驱动轮行走在内管壁的底部,相应的第三导向轮则与内管壁的顶部接触。而且,第三导向轮、第一驱动轮均可通过减震支架与第一车架固定连接。此外,第一驱动轮的数量可以为两个,从而与第三导向轮一起构成三叉结构,以进一步提高稳定性。同样地,第四导向轮通过第四支架连接在第二车架上并与第二驱动轮相背设置。例如,第二驱动轮行走在内管壁的底部,相应的第四导向轮则与内管壁的顶部接触。而且,第四导向轮、第二驱动轮均可通过减震支架与第二车架固定连接。此外,第二驱动轮的数量可以为两个,从而与第四导向轮一起构成三叉结构,以进一步提高稳定性。
图1示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例的组成原理示意图。
如图1所示,在本发明的一个示例性实施例中,双金属复合管道可视化检测系统包括第一仓体9、第一车架18、第一驱动单元、第一电池组、第一支撑导向轮组7、第二仓体2、第二车架17、第二驱动单元、第二电池组、第二支撑导向轮组5、链接转向机构6、信号接发装置4、摄像组件、形变传感组件、定位单元和遥控控制器16。
第一仓体9的左右两端分别依次与第一支撑导向轮组7和第一车架18固定连接。第一仓体9可用于盛装第一电池组、摄像组件的图像存储器、形变传感组件的形变信号存储器、定位单元。第二仓体2的左右两端分别依次与第二车架17和第二支撑导向轮组5固定连接。第二仓体2可用于盛装第二电池组。
图2示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例中的第二车架17、第二驱动轮1、第三导向轮10的连接示意图;图3示出了第二驱动轮1沿图2中的B-B方向的结构示意图。图4示出了本发明的双金属复合管道可视化检测系统的一个示例性实施例中的第二支撑导向轮组5的结构示意图。
如图2和3所示,第二驱动单元包括通过三个减震支架13与第二车架17固定连接两个的第二驱动轮1。如图3所示,第二驱动轮1包括第二轮毂电机15和第二内管壁行走轮胎14,从而第二内管壁行走轮胎14可在第二轮毂电机15驱动下沿待检测的双金属复合管的衬管的内管壁行走。如图2和3所示,第二内管壁行走轮胎14的外接面为圆弧状并与管道内表面弧度一致。第二内管壁行走轮胎还可具有多组不同圆弧面的备胎。第四导向轮3通过减震支架13固定连接在第二车架17上,并与两个第二驱动轮1相背设置,形成三叉结构。与第二驱动轮1连接的3个减震支架13之间的夹角可以为锐角,例如,可以为60°;与第四导向轮3连接的减震支架与这3个与第四导向轮3连接的减震支架中的任一个之间的夹角为钝角,例如,可以为150°。
第一驱动单元具有与第二驱动单元同样的组成和结构。第三导向轮10通过减震支架固定连接在第一车架18上,并与两个第一驱动轮12相背设置,形成三叉结构,如图2所示。与第一驱动轮12连接的3个减震支架之间的夹角可以为锐角,例如,可以为60°;与第三导向轮10连接的减震支架与这3个与第三导向轮10连接的减震支架中的任一个之间的夹角为钝角,例如,可以为150°。
如图4所示,第二支撑导向轮组5包括3个减震支架和3个第二导向轮,且每个减震支架将一个第二导向轮连接到第二仓体2的右端。第二支撑导向轮组5中的3个减震支架之间的夹角可以为120°。第一支撑导向轮组7具有与第二支撑轮组同样的组成和结构。
摄像组件包括具有照明功能的摄像头11和图像存储器(未示出)。摄像头11设置在第一车架18上并能够对内管壁进行摄像。图像存储器安装第一仓体9内,并能够存储所述摄像头11摄制的图像信息。
形变传感组件包括形变探测器8和形变信号储存器(未示出)。形变探测器8为环形放射状弹性触感片,该环形放射状弹性触感片套装在第一仓体9外并能够与内管壁接触,以检测内管壁的形变,从而形成形变信息。形变信号存储器设置在第一仓体9内,以接收并存储形变探测器8检测得到的形变信息。
定位单元为距离记录仪,其安装在第一仓体9内并能够实时测量和存储距离信息,以实时反映具体的测量位置。
遥控控制器16可包括驱动控制器和显示器。驱动控制器能够发出第一驱动信号和第二驱动信号。显示器可以进行分屏显示,例如,分为图像显示屏和距离显示屏。信号接发装置4设置在第一仓体9内,并能够分别接收图像存储器所存储的图像信息、形变信号存储器所存储的形变信息和定位单元所提供的距离信息,并将所接收到的图像信息、形变信息和距离或位置信息发送至遥控控制器16的显示器。同时,信号接发装置4还能够接收第一驱动信号和第二驱动信号,并控制第一轮毂电机和第二轮毂电机,从而驱动第一驱动轮12和第二驱动轮1。
第一电池组为多个可拆卸充电电池构成的电池组,其设置在第一仓体9内,并向第一驱动单元、信号接发装置4、摄像组件、形变传感组件和定位单元中的一个或多个提供电力。第二电池组为多个可拆卸充电电池构成的电池组,其设置在第二仓体2内,并向第二驱动单元提供电力。
链接转向机构6由相互连接的横向铰链与纵向铰链构成,并且横向铰链与纵向铰链分别与第一支撑导向轮组7与第二支撑导向轮组5连接。
检测时,将整个双金属复合管道可视化检测系统至于管道中,通过遥控控制器16将控制信号发送至信号接发装置4,以控制整个双金属复合管道可视化检测系统的前进或者后退。
信号接发装置4能够分别接收图像存储器所存储的图像信息、形变信号存储器所存储的形变信息和定位单元所提供的距离或位置信息,并将所接收到的图像信息、形变信息和距离或位置信息发送至遥控控制器16的显示器。若图像信号和形变信号发现双金属复合管衬管发生塌陷、鼓包,根据距离记录仪显示的距离即可定位该处缺陷的具体位置并进行开挖维修,可明显提高检测效率,降低工作量。
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明,但是本领域普通技术人员应该清楚,在不脱离权利要求的精神和范围的情况下,可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (10)
1.一种双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述双金属复合管可视化检测系统包括第一仓体、第一车架、第一驱动单元、第一电池、第一支撑导向轮组、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件、定位单元和遥控控制器,其中,
所述第一仓体的左右两端分别与第一支撑导向轮组和第一车架连接;
所述第一驱动单元包括与第一车架连接的第一驱动轮,所述第一驱动轮包括第一轮毂电机和第一内管壁行走轮胎;
第一支撑导向轮组包括多个第一支架和相应数量的第一导向轮,且每个第一支架将一个第一导向轮连接到第一仓体;
摄像组件包括摄像头和图像存储器,所述摄像头设置在第一车架上并能够对内管壁进行摄像,所述图像存储器安装第一仓体内或第一车架上,并能够存储所述摄像头摄制的图像;
所述形变传感组件包括形变探测器和形变信号储存器,所述形变探测器安装在第一仓体外并能够检测内管壁的形变,形变信号存储器接收并存储形变探测器检测得到的形变信号;
所述定位单元安装在第一仓体内或第一车架上并能够实时测量和存储距离或位置信息;
所述遥控控制器包括驱动控制器和显示器,所述驱动控制器能够发出第一驱动信号;
所述信号接发装置设置在第一仓体内,能够接收所述图像存储器、所述形变信号存储器和所述定位单元存储的信息,并将所接收的信息发送至所述遥控控制器的显示器,所述信号接发装置还能够接收所述第一驱动信号并控制所述第一轮毂电机;
所述第一电池设置在第一仓体内,并向第一驱动单元、信号接发装置、摄像组件、形变传感组件和定位单元中的一个或多个提供电力。
2.根据权利要求1所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述双金属复合管可视化检测系统还包括第二仓体、第二车架、第二驱动单元、第二电池、第二支撑导向轮组和链接转向机构,其中,
所述第二仓体的左右两端分别与第二车架和第二支撑导向轮组连接;
所述第二驱动单元包括与第二车架连接的第二驱动轮,所述第二驱动轮包括第二轮毂电机和第二内管壁行走轮胎;
第二支撑导向轮组包括多个第二支架和相应数量的第二导向轮,且每个第二支架将一个第二导向轮连接到第二仓体;
所述链接转向机构将第一支撑导向轮组与第二支撑导向轮组串联连接;
第二电池设置在第二仓体内,并向第二驱动单元提供电力;
所述驱动控制器还能够发出第二驱动信号,所述信号接发装置还能够接收所述第二驱动信号并控制所述第二轮毂电机。
3.根据权利要求2所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述双金属复合管可视化检测系统还包括第三导向轮和第三支架或包括第四导向轮和第四支架,所述第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置;所述第四导向轮通过第四支架连接在第二车架上并与第二驱动轮相背设置。
4.根据权利要求3所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述第一支架、第二支架、第三支架和第四支架中的一个或多个为减震支架。
5.根据权利要求2所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述第一驱动轮的数量为两个,并分别通过两个减震支架与第一车架连接;所述第二驱动轮的数量为两个,并分别通过另外两个减震支架与第二车架连接。
6.根据权利要求2所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述链接转向机构包括相互连接的横向铰链与纵向铰链。
7.根据权利要求1所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述形变探测器为环形放射状弹性触感片,所述环形放射状弹性触感片套装在第一仓体外并能够与内管壁接触以检测内管壁的形变。
8.根据权利要求1所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述双金属复合管可视化检测系统还包括第三导向轮和第三支架,所述第三导向轮通过第三支架连接在第一车架上并与第一驱动轮相背设置。
9.根据权利要求1所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述定位单元为距离记录仪。
10.根据权利要求1所述的双金属复合管可视化检测系统,其特征在于,所述摄像组件的摄像头具有照明构件。
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