CN113007491A - 一种管道测径清管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道测径清管装置，包括：骨架、用于清除管道内壁污垢的密封皮碗、用于记录管道测径清管装置的移动距离的记录装置、用于检测管道的变形尺寸的测径盘以及控制装置，测径盘为柔性材料件，记录装置和测径盘均与控制装置连接，测径盘、记录装置以及密封皮碗均套设于骨架的外周部。测径盘可将管道的变形尺寸实时传递至控制装置，且记录装置可实时记录管道测径清管装置的移动情况，并将该移动情况传递至控制装置，因此，控制装置可结合测径盘和记录装置的信号，得到在管道的具体某处出现的变形现象，以使操作人员获得管道内的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。

Description

一种管道测径清管装置
技术领域
本发明涉及管道测径技术领域，更具体地说，涉及一种管道测径清管装置。
背景技术
现有技术中，管道主要用于石油、天然气等介质的长距离输送，管道运输是十分重要的运输设施之一。为了保证管道运输的正常进行，需要定期对管道的内部变形情况进行检测，而管道检测过程常用的工具主要是管道测径清管器，管道测径清管器的测径盘通常为铝制结构，其不能实现对管道内多个变形处进行检测，且铝制测径盘不可重复利用。
综上所述，如何提高管道测径清管器的使用效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种管道测径清管装置，可实现管道内多个变形处的检测操作，使得操作人员可获得管道的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种管道测径清管装置，包括：骨架、用于清除管道内壁污垢的密封皮碗、用于记录所述管道测径清管装置的移动距离的记录装置、用于检测所述管道的变形尺寸的测径盘以及控制装置，所述测径盘为柔性材料件，所述记录装置和所述测径盘均与所述控制装置连接，所述测径盘、所述记录装置以及所述密封皮碗均套设于所述骨架的外周部。
优选的，所述骨架的前端筒节上设有前挡板和所述密封皮碗，所述前挡板和所述密封皮碗之间设有间隔皮碗。
优选的，还包括第一锁紧件，所述第一锁紧件沿轴向贯穿锁紧所述前挡板、所述间隔皮碗以及所述密封皮碗。
优选的，所述骨架的中端设有所述记录装置，所述记录装置包括设于所述骨架上的支撑臂和转动设于所述支撑臂的端部的里程轮，所述里程轮可沿所述管道滚动；
所述支撑臂内设有传感器和编码器，以检测所述里程轮的转动圈数，所述传感器和所述编码器均与所述控制装置连接。
优选的，所述骨架沿周向均匀设有多个所述支撑臂，每个所述支撑臂的端部均设有所述里程轮。
优选的，所述骨架的后端筒节上设有所述测径盘、所述密封皮碗以及压板法兰，所述测径盘和所述密封皮碗之间设有间隔皮碗。
优选的，还包括第二锁紧件，所述第二锁紧件沿轴向贯穿锁紧所述测径盘、所述间隔皮碗、所述密封皮碗以及所述压板法兰。
优选的，所述测径盘内设有用于检测所述管道的内部变形情况的SMA丝和用于将所述SMA丝的变形信号转化为数据信号的转化器，所述SMA丝和所述控制装置均与所述转化器连接。
优选的，所述SMA丝沿所述测径盘的周向均匀分布，且所述SMA丝靠近所述测径盘的中心设置。
优选的，所述测径盘为聚氨酯材质件。
在使用本发明所提供的管道测径清管装置时，当骨架沿着管道前行时，可带动密封皮碗、记录装置以及测径盘进入管道内，密封皮碗可有效清除管道内壁上积累的污垢等。当测径盘在没有发生变形的管段运行时，由于测径盘的外径小于管道内径，所以测径盘不会接触管壁。而当测径盘运动至管道凹陷处时，测径盘会发生变形，其中，测径盘可将该变形尺寸实时传递至控制装置，且记录装置可实时记录管道测径清管装置的移动情况，并将该移动情况传递至控制装置，因此，控制装置可结合测径盘和记录装置的信号，得出在管道的具体某处出现的变形现象，以使操作人员获得管道内的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
综上所述，本发明所提供的管道测径清管装置，可实现管道内多个变形处的检测操作，使得操作人员可获得管道的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的管道测径清管装置的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的剖面图；
图4为测径盘的结构示意图。
图1-图4中：
1为骨架、2为密封皮碗、3为记录装置、31为支撑法兰、32为探测臂、4为测径盘、5为前挡板、6为间隔皮碗、7为第一锁紧件、8为压板法兰、9为SMA丝、10为第二锁紧件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种管道测径清管装置，可实现管道内多个变形处的检测操作，使得操作人员可获得管道的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
请参考图1至图4，其中，图1为本发明所提供的管道测径清管装置的结构示意图；图2为图1的主视图；图3为图1的剖面图；图4为测径盘的结构示意图。
本具体实施例提供了一种管道测径清管装置，包括：骨架1、用于清除管道内壁污垢的密封皮碗2、用于记录管道测径清管装置的移动距离的记录装置3、用于检测管道的变形尺寸的测径盘4以及控制装置，测径盘4为柔性材料件，记录装置3和测径盘4均与控制装置连接，测径盘4、记录装置3以及密封皮碗2均套设于骨架1的外周部。
需要说明的是，骨架1用于连接和固定密封皮碗2、测径盘4以及记录装置3等部件，可以将骨架1设置为钢制材料件，以确保骨架1的支撑固定效果。密封皮碗2用于封堵压力，以保证测径清管器运行所需压差，并且，密封皮碗2可有效清除管道内壁沉积的污垢，当密封皮碗2撤离管道时，可将污垢等带离管道。
还需要说明的是，采用柔性材料制作测径盘4，可以对管内多个变形位置进行检测，而且，柔性测径盘4可重复利用，其也不会损坏管壁，可降低装置的制作成本，并提高管道测径清管器的使用范围。
可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对骨架1、密封皮碗2、记录装置3、测径盘4以及控制装置的形状、结构、尺寸、材质等进行确定。
在使用本发明所提供的管道测径清管装置时，当骨架1沿着管道前行时，可带动密封皮碗2、记录装置3以及测径盘4进入管道内，密封皮碗2可有效清除管道内壁上积累的污垢等。当测径盘4在没有发生变形的管段运行时，由于测径盘4的外径小于管道内径，所以测径盘4均不会接触管壁。而当测径盘4运动至管道凹陷处时，测径盘4会发生变形，其中，测径盘4可将该变形尺寸实时传递至控制装置，且记录装置3可实时记录管道测径清管装置的移动情况，并将该移动情况传递至控制装置，因此，控制装置可结合测径盘4和记录装置3的信号，得到在管道的具体某处出现的变形现象，以使操作人员获得管道内的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
综上所述，本发明所提供的管道测径清管装置，可实现管道内多个变形处的检测操作，使得操作人员可获得管道的某个具体位置的具体变形数据，以便于操作人员进行相应调整操作。
在上述实施例的基础上，优选的，骨架1的前端筒节上设有前挡板5和密封皮碗2，前挡板5和密封皮碗2之间设有间隔皮碗6，间隔皮碗6用于间隔相邻的两个部件，并且，相邻的两个密封皮碗2之间也可以设置间隔皮碗6，以便于密封皮碗2进行清管操作。
优选的，还包括第一锁紧件7，第一锁紧件7沿轴向贯穿锁紧前挡板5、间隔皮碗6以及密封皮碗2。
需要说明的是，可以在骨架1的前端筒节按前后顺序依次设置前挡板5、密封皮碗2、间隔皮碗6以及密封皮碗2，最后再用第一锁紧件7沿轴向贯穿锁紧前挡板5、密封皮碗2、间隔皮碗6以及密封皮碗2，如图1所示。这样可以确保上述部件均不能进行轴向和周向的转动，以确保管道测径清管装置的正常使用。其中，可以将第一锁紧件7设置为紧固螺栓。
可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对前挡板5、间隔皮碗6以及密封皮碗2的形状、结构、尺寸、位置、个数以及材质等进行确定。
在上述实施例的基础上，优选的，骨架1的中端设有记录装置3，记录装置3包括套设于骨架1上的支撑臂31和转动设于支撑臂31的端部的里程轮32，里程轮32可沿管道滚动；支撑臂31内设有传感器和编码器，以检测里程轮32的转动圈数，传感器和编码器均与控制装置连接。
需要说明的是，当管道测径清管装置在管道内移动时，里程轮32可沿着管道内壁滚动，并且，支撑臂31内的传感器和编码器相配合，以检测出里程轮32的转动圈数，并将里程轮32的转动圈数信号传递至控制装置，以使控制装置得出管道测径清管装置的具体移动距离数据，也便于控制装置得出在管道的具体某处发生了变形情况。
优选的，骨架1沿周向均匀设有多个支撑臂31，每个支撑臂31的端部均设有里程轮32，以避免因管道变形而导致里程轮32的滚动受到影响，进而确保里程轮32滚动测距的准确性。
可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对支撑臂31和里程轮32的形状、结构、尺寸、位置、个数以及材质等进行确定。
优选的，骨架1的后端筒节上设有测径盘4、密封皮碗2以及压板法兰8，测径盘4和密封皮碗2之间设有间隔皮碗6，以便于测径盘4进行检测工作，间隔皮碗6主要用于间隔相邻的两个部件，也可以在相邻的两个密封皮碗2之间设置间隔皮碗6，以确保相邻密封皮碗2之间互不影响。
优选的，还包括第二锁紧件10，第二锁紧件10沿轴向贯穿锁紧测径盘4、间隔皮碗6、密封皮碗2以及压板法兰8。
第二锁紧件10沿轴向贯穿锁紧测径盘4、间隔皮碗6、密封皮碗2以及压板法兰8。
需要说明的是，可以在骨架1的后端筒节按前后顺序依次设置测径盘4、间隔皮碗6、密封皮碗2、间隔皮碗6、间隔皮碗6、密封皮碗2以及压板法兰8，同样的，可以将这些部件套装在骨架1的后端筒节上，并利用第二锁紧件10沿轴向贯穿锁紧测径盘4、间隔皮碗6、密封皮碗2、间隔皮碗6、间隔皮碗6、密封皮碗2以及压板法兰8，如图1所示。其中，可以将第二锁紧件10也设置为紧固螺栓。
可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对测径盘4、间隔皮碗6、密封皮碗2以及压板法兰8的形状、结构、尺寸、位置、个数以及材质等进行确定。
在上述实施例的基础上，优选的，测径盘4内设有用于检测管道的内部变形情况的SMA丝9和用于将SMA丝9的变形信号转化为数据信号的转化器，SMA丝9和控制装置均与转化器连接。SMA(shape memory alloys)丝9为形状记忆合金丝，当SMA丝9发生变形现象时，转化器可将变形信号转化为数据信号，并传递至控制装置，以便于操作人员得到管道内的变形数据。
需要说明的是，形状记忆合金丝是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的、由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金丝是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。因此，利用形状记忆合金丝检测管道的内部变形情况，既可有效保证形变检测的准确性，又可确保SMA丝9能够有效复原、多次重复使用。
优选的，SMA丝9沿测径盘4的周向均匀分布，且SMA丝9靠近测径盘4的中心设置，如图4所示。可以在柔性测径盘4的每瓣根部均设置SMA丝9，且SMA丝9靠近测径盘4的中心设置，也即使得SMA丝9靠近骨架1一侧设置，这样可使SMA丝9更快速的感应到管道内的变形情况，提高SMA丝9的检测准确性。
优选的，测径盘4为聚氨酯材质件。聚氨酯的弹性性能介于塑料和橡胶之间，聚氨酯具有耐磨、耐低温、耐老化、硬度高以及弹性佳等优点，将测径盘4设置为聚氨酯材质件，可重复多次的对管道内部凹凸变形、管内沉积物以及局部截面椭圆化等变形情况进行检测。
当柔性测径盘4在未发生变形的管段运行时，由于柔性测径盘4的外径小于管道内径，所以测径盘4不和管壁发生接触。当柔性测径盘4运行至管道凹陷处时，柔性测径盘4会发生变形，测径盘4内的SMA丝9也随之发生弯折，当本装置的清管检测作业结束后，转化器可以将测径盘4遇阻时SMA丝9的弯折角度的变化量快速识别并转化为管道内通径的变化情况，而后，转化器可将该变化数据传递至控制装置，以便于操作人员对管道变形处进行准确的量化检测。并且，本装置的工作介质温度可设置为-20℃至100℃，装置运行速度为1米/秒，柔性测径盘4的外径尺寸为管道内径的90％至95％。
需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一锁紧件7和第二锁紧件10，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
另外，还需要说明的是，本申请的“前后”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
以上对本发明所提供的管道测径清管装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管道测径清管装置，其特征在于，包括：骨架(1)、用于清除管道内壁污垢的密封皮碗(2)、用于记录所述管道测径清管装置的移动距离的记录装置(3)、用于检测所述管道的变形尺寸的测径盘(4)以及控制装置，所述测径盘(4)为柔性材料件，所述记录装置(3)和所述测径盘(4)均与所述控制装置连接，所述测径盘(4)、所述记录装置(3)以及所述密封皮碗(2)均套设于所述骨架(1)的外周部。
2.根据权利要求1所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述骨架(1)的前端筒节上设有前挡板(5)和所述密封皮碗(2)，所述前挡板(5)和所述密封皮碗(2)之间设有间隔皮碗(6)。
3.根据权利要求2所述的管道测径清管装置，其特征在于，还包括第一锁紧件(7)，所述第一锁紧件(7)沿轴向贯穿锁紧所述前挡板(5)、所述间隔皮碗(6)以及所述密封皮碗(2)。
4.根据权利要求1所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述骨架(1)的中端设有所述记录装置(3)，所述记录装置(3)包括设于所述骨架(1)上的支撑臂(31)和转动设于所述支撑臂(31)的端部的里程轮(32)，所述里程轮(32)可沿所述管道滚动；
所述支撑臂(31)内设有传感器和编码器，以检测所述里程轮(32)的转动圈数，所述传感器和所述编码器均与所述控制装置连接。
5.根据权利要求4所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述骨架(1)沿周向均匀设有多个所述支撑臂(31)，每个所述支撑臂(31)的端部均设有所述里程轮(32)。
6.根据权利要求1所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述骨架(1)的后端筒节上设有所述测径盘(4)、所述密封皮碗(2)以及压板法兰(8)，所述测径盘(4)和所述密封皮碗(2)之间设有间隔皮碗(6)。
7.根据权利要求6所述的管道测径清管装置，其特征在于，还包括第二锁紧件(10)，所述第二锁紧件(10)沿轴向贯穿锁紧所述测径盘(4)、所述间隔皮碗(6)、所述密封皮碗(2)以及所述压板法兰(8)。
8.根据权利要求1至7任一项所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述测径盘(4)内设有用于检测所述管道的内部变形情况的SMA丝(9)和用于将所述SMA丝(9)的变形信号转化为数据信号的转化器，所述SMA丝(9)和所述控制装置均与所述转化器连接。
9.根据权利要求8所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述SMA丝(9)沿所述测径盘(4)的周向均匀分布，且所述SMA丝(9)靠近所述测径盘(4)的中心设置。
10.根据权利要求1至7任一项所述的管道测径清管装置，其特征在于，所述测径盘(4)为聚氨酯材质件。
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