CN111238431A - 内径检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种内径检测装置，属于机械技术领域。所述内经检测装置包括：主体筒，以及位于所述主体筒外壁的钢刷组件、几何探头组件和里程计组件，所述钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，所述几何探头组件用于检测所述待检测管道的内径，所述里程计组件用于检测所述内径检测装置在所述待检测管道内的移动距离。本申请解决了相关技术中内径检测装置在经过管道的环焊缝时整个内径检测装置会发生震荡，影响了几何探头检测到的管道的内径的准确性的问题，本申请用于管道内径的检测。

Description

内径检测装置

技术领域

本申请涉及机械技术领域，特别涉及一种内径检测装置。

背景技术

油气输送管道通常由多个管道段组成，且该每两个管道段之间通过焊接的方式连接。在将多个管道段连接完成后，需要采用内径检测装置对油气输送管道的内径进行检测，以及时地发现多个管道段中发生几何变形的管道段，进而可以及时地对发生几何变形的管道段进行替换。

相关技术中，内径检测装置可以包括支撑管，以及位于支撑管外壁的支撑板和几何探头，且支撑板的材质为硬质聚碳酸酯。支撑板用于对管道的内壁进行支撑，几何探头可以用于检测管道的内径。支撑板通常为圆形，在采用内径检测装置对管道的内径进行检测时，可以将内径检测装置置于管道内，且使支撑板的外周和几何探头均与管道的内壁接触，并控制内径检测装置在管道内移动，以使几何探头对管道的内径进行检测。

由于油气输送管道中每两个管道段之间通过焊接的方式连接，使得油气输送管道的内壁存在向管道内凸起的环焊缝，又由于支撑板为硬质材质，使得内径检测装置在经过管道的环焊缝时整个内径检测装置会发生震荡，影响了几何探头检测到的管道的内径的准确性。

发明内容

本申请提供了一种内径检测装置，可以解决相关技术内径检测装置在经过管道的环焊缝时整个内径检测装置会发生震荡，影响了几何探头检测到的管道的内径的准确性的问题，所述技术方案如下：

提供了一种内径检测装置，所述内经检测装置包括：主体筒，以及位于所述主体筒外壁的钢刷组件、几何探头组件和里程计组件，

所述钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，所述几何探头组件用于检测所述待检测管道的内径，所述里程计组件用于检测所述内径检测装置在所述待检测管道内的移动距离。

可选地，所述钢刷组件包括：在所述主体筒的外壁呈圆周排布的多个钢刷。

可选地，所述多个钢刷在所述主体筒的外壁等间距排布。

可选地，所述内径检测装置包括：多个所述钢刷组件，且多个所述钢刷组件在所述主体筒的外壁沿远离所述几何探头组件的方向依次排布。

可选地，所述里程计组件位于所述多个钢刷组件之间。

可选地，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒外壁的焊缝探头组件，所述焊缝探头组件位于所述多个钢刷组件之间，且用于检测所述待检测管道内壁的焊缝。

可选地，所述里程计组件包括位于所述主体筒外壁的n个里程计，所述焊缝探头组件包括位于所述主体筒外壁的n个焊缝探头，所述n个里程计与所述n个焊缝探头在所述主体筒的外壁呈圆周排布，且所述n个里程计与所述n个焊缝探头一一间隔排布，n≥2。

可选地，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒外壁的两个皮碗，所述多个钢刷组件均位于所述两个皮碗之间，所述几何探头组件位于所述两个皮碗之外，每个所述皮碗用于密封所述待检测管道。

可选地，所述内径检测装置还包括：发球盘和防撞盘，以及位于所述主体筒的外壁的第一支撑组件和第二支撑组件，

所述第一支撑组件位于所述主体筒的外壁，且位于所述几何探头组件远离所述两个皮碗的一侧，所述第一支撑组件远离所述几何探头组件的一端与所述发球盘连接，所述发球盘垂直于所述主体筒的轴向，且所述发球盘在垂直于所述轴向的参考面上的正投影位于任一皮碗在所述参考面上的正投影内；

所述第二支撑组件位于所述主体筒的外壁，且位于所述两个皮碗远离所述几何探头组件的一侧，所述第二支撑组件远离所述两个皮碗的一端与所述防撞盘连接，所述防撞盘垂直于所述主体筒的轴向，且所述防撞盘在所述参考面上的正投影位于所述任一皮碗在所述参考面上的正投影内。

可选地，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒内的存储组件，

所述存储组件与所述几何探头组件、所述焊缝探头组件和所述里程计组件均连接，所述存储组件用于存储所述几何探头组件、所述焊缝探头组件和所述里程计组件检测到的数据。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供的内径检测装置包括钢刷组件，且钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，由于钢刷组件具有减震的作用，因此，内径检测装置在经过焊缝时，内径检测装置的震荡幅度可以较小，进而降低了焊缝对几何探头组件检测管道内径的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种内径检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种内径检测装置的结构示意图；

图3是从图2中的截面BB’处向几何探头组件的方向的视图；

图4是采用相关技术提供的内径检测装置得到的曲线图；

图5是采用本发明实施例提供的内径检测装置得到的曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

由于相关技术中的内径检测装置在检测油气管道的内径时，容易受到环焊缝的影响，因此，本发明实施例提供了其他内径检测装置。示例地，图1为本发明实施例提供的一种内径检测装置的结构示意图。如图1所示，该内经检测装置0可以包括：主体筒01，以及位于主体筒01外壁的钢刷组件02、几何探头组件03和里程计组件04。

其中，钢刷组件02用于对待检测管道A的内壁进行支撑，几何探头组件03用于检测待检测管道A的内径，里程计组件04用于检测内径检测装置0在待检测管道A内的移动距离。

综上所述，本发明实施例提供的内径检测装置包括钢刷组件，且钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，由于钢刷组件具有减震的作用，因此，内径检测装置在经过焊缝时，内径检测装置的震荡幅度可以较小，进而降低了焊缝对几何探头组件检测管道内径的影响。

需要说明的是，本发明实施例中的待检测管道可以为未输送过油气的管道，还可以为输送过油气的管道，本发明实施例对此不做限定。由于未输送过油气的管道内存在较多杂质，当使用本发明实施例提供的内径检测装置对未输送过油气的管道进行检测时，内径检测装置中的钢刷可以防止内径检测装置在经过较多杂质的位置时发生大幅度震动，提高了几何探头检测到的为输送过油气的管道内径的准确性。

可选地，内径检测装置0包括：多个钢刷组件02，且多个钢刷组件02在主体筒01的外壁沿远离几何探头组件03的方向依次排布。图1中以内径检测装置0包括1个钢刷组件02为例。可选地，内径检测装置0中的钢刷组件02的个数还可以为3、4或5，本发明实施例对此不做限定。

需要说明的是，几何探头组件03可以包括多个几何探头(图1中未标出)，该多个几何探头中的每个几何探头可以包括弹簧支臂，与弹簧支臂的一端连接的探头，以及与弹簧支臂的另一端连接的传感器。其中，传感器可以固定在主体筒的外壁上。几何探头的工作原理可以为：内径检测装置0在管道内移动时，几何探头中的探头在弹簧支臂的支撑下可以紧贴管道内壁。当内径检测装置0移动至管道内径发生变形的位置时，几何探头中的弹簧支臂发生收缩，此时，位于弹簧支臂另一端的传感器采集弹簧支臂的收缩数据。

可选地，图2为本发明实施例提供的另一种内径检测装置的结构示意图。图3为从图2中的截面BB’处向几何探头组件的方向的视图。可选地，图2和图3中以内径检测装置0中的几何探头组件03包括16个几何探头031为例。可选地，几何探头组件03中几何探头031的个数还可以为其他数值，如18、20和22等，本发明实施例对此不做限定。

请结合图2和图3，钢刷组件02可以包括：在主体筒01的外壁呈圆周排布的多个钢刷021。当钢刷组件02包括多个钢刷021时，钢刷组件02可以具有更好的支撑能力和更好的减震效果。图2和图3中以内径检测装置0具有2个钢刷组件02，且每个钢刷组件02中钢刷021的个数为10为例。可选地，每个钢刷组件02中钢刷021的个数还可以为其他数值，如12、15和16等，本发明实施例对此不做限定。

可选地，钢刷组件还可以包括：在主体筒01的外壁上的一个钢刷，本发明实施例对此不做限定。当钢刷组件包括一个钢刷时，该一个刚刷中的钢丝沿主体筒的外壁呈圆周排布。

可选地，请继续参考图2和图3，当钢刷组件02包括多个钢刷02时，该多个钢刷021在主体筒01的外壁可以等间距排布。这样一来，钢刷组件02可以均匀的支撑待检测管道(图2和图3中均未示出)的内壁，同时钢刷组件02还可以达到均匀减震的效果，并且，钢刷组件02还可以具有较小的重量。

可选地，请再继续参考图2，当内径检测装置0包括多个钢刷组件03时，里程计组件04可以位于多个钢刷组件02之间。这样一来，多个钢刷组件03可以保护里程计组件04不被待检测管道内的杂质破坏，因此可以延长里程计组件的使用寿命。

可选地，如图2和图3所示，里程计组件04中可以包括多个里程计041，该多个里程计041中的每个里程计041可以包括里程轮(图2和图3中均未标出)，以及与里程轮和主体筒01外壁连接的连接杆(图2和图3中均未标出)，该多个里程计041在主体筒01的外壁呈圆周排布，且等间距排布。这样一来，当里程轮组件04中的某一个里程计041发生损坏时，其他里程计041仍能检测内径检测装置在待检测管道内的移动距离，以保证内径检测装置的正常使用。图2和图3中以内径检测装置0中的里程计组件包括3里程计041为例。

内径检测装置0还可以包括：位于主体筒01外壁的焊缝探头组件05，焊缝探头组件05位于多个钢刷组件02之间，且用于检测待检测管道内壁的焊缝。焊缝探头051的结构和工作原理可以参考几何探头021的结构和工作原理，本发明实施例在此不做赘述。

可选地，焊缝探头组件05可以包括位于主体筒外壁的n个焊缝探头051，此时，里程计组件04可以包括位于主体筒外壁的n个里程计041。n个里程计041与n个焊缝探头051在主体筒01的外壁可以呈圆周排布，且n个里程计041与n个焊缝探头051一一间隔排布，n≥2。图2和图3中以n＝3为例。

示例地，在内径检测装置0中包括3个焊缝探头的情况下，当在待检测管道的某一个位置处，3个焊缝探头均检测到待检测管道的内径发生变形时，可以认为该某一位置为环焊缝所在的位置。

进一步地，如图2和图3所示，内径检测装置0还可以包括：位于主体筒01外壁的两个皮碗06，多个钢刷组件02均位于两个皮碗06之间，几何探头组件03位于两个皮碗06之外，每个皮碗06用于密封待检测管道。

可选地，皮碗06的材质较软，内径检测装置0在移动的过程中，皮碗06可以紧贴管道内壁，以达到密封待检测管道的目的。另外，由于本发明实施例采用钢刷组件支撑待检测管道的内壁，而钢刷组件在内径检测装置移动的过程不容易发生磨损，因此，钢刷结构可以具有较好的支撑效果，以防止皮碗在内径检测装置移动的过程中发生偏磨，进一步提高了内径检测装置中的几何探头组件检测管道内径的准确性。

再进一步地，内径检测装置0还可以包括：发球盘07和防撞盘08，以及位于主体筒01的外壁的第一支撑组件09和第二支撑组件10。

第一支撑组件09位于主体筒01的外壁，且位于几何探头组件03远离两个皮碗06的一侧，第一支撑组件09远离几何探头组件03的一端与发球盘07连接。发球盘07垂直于主体筒01的轴向Y(也即轴线X的延伸方向)，且发球盘07在垂直于轴向Y的参考面上的正投影位于任一皮碗06在参考面上的正投影内。

在将内径检测装置放入待检测管道的一端后，工作人员需要利用发球筒将内径检测装置推入待检测管道内，由于内检测装置包括发球盘，使得工作人员可以将发球筒抵在发球盘上，通过推动发球筒将内径检测装置推入待检测管道内。又由于内径检测装置还包括第一支撑组件，使得工作人员在利用发球筒推动内径检测装置时，第一支撑组件可以防止主体筒上的组件被发球筒撞坏。

第二支撑组件10位于主体筒01的外壁，且位于两个皮碗06远离几何探头组件03的一侧，第二支撑组件10远离两个皮碗06的一端与防撞盘08连接。防撞盘08垂直于主体筒01的轴向Y，且防撞盘08在参考面上的正投影位于任一皮碗06在参考面上的正投影内。

当本发明实施例提供的内径检测装置应用在未输送过油气的管道中，且管道中存在较多障碍物时，由于内径检测装置包括第二支撑组件和防撞盘，使得内径检测装置中在移动的的过程中遇到障碍物时，防撞盘可以防止内径检测装置中的其他组件被撞，第二支撑组件可以在防撞盘撞向障碍物时，起到缓冲的作用，以减小内径检测装置因撞击而产生的震动幅度。

内径检测装置0还可以包括：位于主体筒01内的存储组件11。存储组件11与几何探头组件03、焊缝探头组件05和里程计组件04均连接。存储组件11用于存储几何探头组件03、焊缝探头组件05和里程计组件04检测到的数据。

可选地，内径检测装置0还可以包括电源组件(图2和图3中均为示出)，该电源组件可以用于为几何探头组件03、里程计组件04、焊缝探头组件05和层存储组件11提供电能。电源组件可以设置在主体筒01内，或者，电源组件还可以设置在待检测管道外，本发明实施例对电源组件的位置不做限定。当电源组件设置在待检测管道外时，电源组件可以通过导线分别与几何探头组件03、里程计组件04、焊缝探头组件05和层存储组件11进行连接并提供电能。

综上所述，本发明实施例提供的内径检测装置包括钢刷组件，且钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，由于钢刷组件具有减震的作用，因此，内径检测装置在经过焊缝时，内径检测装置的震荡幅度可以较小，进而降低了焊缝对几何探头组件检测管道内径的影响。

以下将以图2中的内径检测装置应用在未输送过油气的管道中为例，对内径检测装置的使用方法进行说明。

首先，工作人员将电源组件开启，以使几何探头组件03、里程计组件04、焊缝探头组件05和存储组件11可以正常工作，接下来，工作人员将内径检测装置放入管道的一端，并用发球筒将内径检测装置推入管道内，之后将发球筒取出。

然后，采用空气压缩机向管道的一端输入压缩空气，以为内径检测装置提供移动的动力。在内径检测装置移动的过程中，里程计组件检测内径检测装置在管道内的移动距离，并将检测到的距离传输至存储组件。同时，几何探头组件和焊缝探头组件检测管道内径的变形量，并将检测到的变形量传输至存储组件，这样一来，存储组件同时接收到里程计组件发送的距离、几何探头组件发送的管道内径的变形量和焊缝探头组件发送的管道内径的变形量。

最后，当内径检测装置到达管道的另一端时，工作人员可以将电源组件关闭，并将内径检测装置从管道内移出。将内径检测装置移出后，可以将主体筒内的存储组件取出，并对其存储的数据进行处理，判断管道的内径是否发生变形。

可选地，存储组件中的数据中可以有每个探头(几何探头或焊缝探头)中传感器检测的电压值与初始电压值的差值，其中，初始电压值是指电源组件开启后，内径检测装置移动前，每个探头中的传感器检测到的电压值。将内径检测装置的移动距离为横坐标，传感器的电压变化值为纵坐标可以得到该传感器的电压变化值与内径检测装置移动距离的关系曲线。该传感器的电压变化值与管道的变形量有关，传感器的电压变化值越大，说明管道发生的形变量也越大，传感器的电压变化值越小，说明管道发生的形变量就越小。所有传感器的电压变化值与内径检测装置移动距离的关系曲线可以如图4和图5示出的曲线图。其中，图4为采用相关技术提供的内径检测装置得到的曲线图，图5为采用本发明实施例提供的内径检测装置得到的曲线图。图4和图5中的横坐标均为内径检测装置的移动距离，单位为米，纵坐标均为传感器的电压变化值，单位为毫伏特。图4和图5中的T1至T16为内径检测装置中几何探头组件中的16个几何探头的编号，H1至H3为内径检测装置中的一个焊缝探头组件中的3个焊缝探头的编号。

请参考图4，在内径检测装置的移动距离为2370米时，编号为H1、H2和H3的焊缝探头检测的数据均发生波动，则可以认为管道在2370米这个位置存在环焊缝。在经过环焊缝过程中，由于支撑板的材质较硬，使得整个内径检测装置发生较大幅度的震荡，较多几何探头检测的数据也发生较大的波动。在经过环焊缝后，整个内径检测装置会保持震荡，直至内径检测装置移动一段距离后，震荡才会逐渐消失。

以编号为T6的几何探头为例，内经检测装置在经过环焊缝之前，几何探头T6检测的数据虽然有波动，但波动幅度较小，但内径检测装置在经过环焊缝时，几何探头T6检测的数据的波动幅度明显增大。内经检测装置在经过环焊缝后，几何探头T6检测的数据的波动幅度会随着内径检测装置的移动距离的增大而减小，直至消失。其他编号的几何探头在经过环焊缝的过程可以参考编号为T6的几何探头在经过环焊缝的过程，本发明实施例在此不做赘述。

由于相关技术提供的内径检测装置在经过环焊缝时发生震荡，使得工作人员无法判断该震荡是由环焊缝引起的，还是由管道内径发生了变形引起，影响了检测管道的内径的准确性。

请参考图5，与图4相同的是，在内径检测装置的移动距离为2370米时，编号为H1、H2和H3的焊缝探头也检测出了环焊缝。与图4不同的是，由于本发明实施例采用钢刷代替支撑板，使得内径检测装置在经过环焊缝的过程中，内径检测装置只发生较小幅度的震荡，较多几何探头检测的数据的波动幅度也较小，且内径检测装置在经过环焊缝后，内径检测装置的震荡可以立即消失，并没有发生继续震动的情况。

以编号为T6的几何探头为例，内径检测装置在经过环焊缝之前，由于钢刷具有减震的作用，使得几何探头检T6测的数据不存在波动。内径检测装置在经过环焊缝时，几何探头T6检测的数据存在较小的波动。内径检测装置在经过环焊缝后，几何探头T6检测的数据的波动消失。其他编号的几何探头在经过环焊缝的过程可以参考编号为T6的几何探头在经过环焊缝的过程，本发明实施例在此不做赘述。

由于内径检测装置在经过环焊缝时发生至发生较小幅度的震荡，使得工作人员在分析较多几何探头检测的数据时不会被环焊缝引起的数据波动影响，若较多几何探头检测的数据的波动幅度较大，则可以直接认为是由管道内径发生变形引起的，提高了管道内径检测的准确性。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内径检测装置，其特征在于，所述内经检测装置包括：主体筒，以及位于所述主体筒外壁的钢刷组件、几何探头组件和里程计组件，

所述钢刷组件用于对待检测管道的内壁进行支撑，所述几何探头组件用于检测所述待检测管道的内径，所述里程计组件用于检测所述内径检测装置在所述待检测管道内的移动距离。

2.根据权利要求1所述的内经检测装置，其特征在于，所述钢刷组件包括：在所述主体筒的外壁呈圆周排布的多个钢刷。

3.根据权利要求2所述的内经检测装置，其特征在于，所述多个钢刷在所述主体筒的外壁等间距排布。

4.根据权利要求1至3任一所述的内经检测装置，其特征在于，所述内径检测装置包括：多个所述钢刷组件，且多个所述钢刷组件在所述主体筒的外壁沿远离所述几何探头组件的方向依次排布。

5.根据权利要求4所述的内经检测装置，其特征在于，所述里程计组件位于所述多个钢刷组件之间。

6.根据权利要求5所述的内经检测装置，其特征在于，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒外壁的焊缝探头组件，所述焊缝探头组件位于所述多个钢刷组件之间，且用于检测所述待检测管道内壁的焊缝。

7.根据权利要求6所述的内经检测装置，其特征在于，所述里程计组件包括位于所述主体筒外壁的n个里程计，所述焊缝探头组件包括位于所述主体筒外壁的n个焊缝探头，所述n个里程计与所述n个焊缝探头在所述主体筒的外壁呈圆周排布，且所述n个里程计与所述n个焊缝探头一一间隔排布，n≥2。

8.根据权利要求4所述的内经检测装置，其特征在于，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒外壁的两个皮碗，所述多个钢刷组件均位于所述两个皮碗之间，所述几何探头组件位于所述两个皮碗之外，每个所述皮碗用于密封所述待检测管道。

9.根据权利要求8所述的内经检测装置，其特征在于，所述内径检测装置还包括：发球盘和防撞盘，以及位于所述主体筒的外壁的第一支撑组件和第二支撑组件，

所述第一支撑组件位于所述主体筒的外壁，且位于所述几何探头组件远离所述两个皮碗的一侧，所述第一支撑组件远离所述几何探头组件的一端与所述发球盘连接，所述发球盘垂直于所述主体筒的轴向，且所述发球盘在垂直于所述轴向的参考面上的正投影位于任一皮碗在所述参考面上的正投影内；

所述第二支撑组件位于所述主体筒的外壁，且位于所述两个皮碗远离所述几何探头组件的一侧，所述第二支撑组件远离所述两个皮碗的一端与所述防撞盘连接，所述防撞盘垂直于所述主体筒的轴向，且所述防撞盘在所述参考面上的正投影位于所述任一皮碗在所述参考面上的正投影内。

10.根据权利要求6或7所述的内经检测装置，其特征在于，所述内径检测装置还包括：位于所述主体筒内的存储组件，

所述存储组件与所述几何探头组件、所述焊缝探头组件和所述里程计组件均连接，所述存储组件用于存储所述几何探头组件、所述焊缝探头组件和所述里程计组件检测到的数据。

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