CN201014210Y - 一种用于海底油气管线检测与定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于海底油气管线检测与定位的装置。电动爬行器、爬行器控制器、高能电源、智能控制器、实时定位器、超声采集与处理器和超声与涡流检测器组成海底油气管线检测与定位装置；其连接方式为：电动爬行器、爬行器控制器、高能电源、智能控制器、实时定位器、超声采集与处理器和超声与涡流检测器各节之间通过联轴节联在一起；其工作方法是：对待监测管线扫线后，将检测装置投放进管线内，电动爬行器即在智能控制器的指挥下带动检测装置在管道内行走，发现待修复缺陷信息后即发射信息给智能控制器，智能控制器发给爬行器控制器停止行走的指令，同时给实时定位器发射超低频电磁波的指令，海底管线维修装置的超低频信号接收器接收此信号后即可通过相应的操作实现缺陷点的精确大地定位，然后检测装置继续爬行，维修装置对管线缺陷进行维修。

Description

一种用于海底油气管线检测与定位的装置

技术领域

本实用新型涉及海底油气输送管道缺陷检测与定位的装置，特别涉及一种缺陷判别与精确定位。

背景技术

我国渤海海域及胜利、大港和辽河油田的浅海部分蕴藏着丰富的油气资源，已探明石油储量31亿吨，今后几年内可望形成2100万吨石油的生产能力，将成为我国东部石油稳产的重要基地，海底管网规模日益增大。由于海底表层地基不稳定、介质腐蚀、海流冲淘及海上意外事故等原因，管道易产生缺陷和损伤，发生油气泄漏，造成巨大的经济与生态环保损失。

目前在检测方式上，石油管道的在线检测方法主要有漏磁检测、超声检测以及涡流检测等，在国外已有30多年的应用历史。我国近年来也开展了一些研究工作，如1999年中国石油天然气管道技术公司研制出Φ377漏磁管道腐蚀检测器；胜利石油管理局研制了管道自动爬行X射线探伤机；上海大学在九五期间研制了适合于中、小型管道的超声检测器；哈尔滨工业大学研制了4大系列8个品种的管道机器人。但是应用于海底管道内的检测技术的研究在国内尚属空白，且国内外的漏磁或超声在线检测装置都是一种规格只能针对一种管径，不能适用于若干管径；在定位技术方面，我国目前尚没有合适的海底管线检测定位的系统及技术，国外技术仅能通过油压差驱动进行管道在线检测，无法对检测到的管道缺陷进行精确大地定位，仅能借助GIS进行初步定位，定位误差比较大。虽然我国海洋石油勘探开发发展速度逐年加快，但是由于海洋环境的特殊性，海底表层地基不稳定或海流冲淘等原因使海底管道位置发生变异，尽快建立详尽实时的GIS系统确有较大难度。为此提出了一种用于海底油气管线检测与定位的装置。

本实用新型正是为实现上述要求而设计的，目的在于首先克服检测软件无法自主判别缺陷和难以存储大容量检测数据的难度，有效地进行管道缺陷识别与分析；其次克服泥土、海水对信号的衰减效应和双层管的屏蔽效应，有效地进行精确大地定位和为管线维修装置提供缺陷的精确位置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于海底油气管线检测与定位的装置，该装置能够有效地检测管道缺陷、进行精确大地定位和为管线维修装置提供缺陷的精确位置。本实用新型的目的是为海底油气输送管道提供一种检测与定位装置。

为解决上述问题，本实用新型是这样实现的：本实用新型主要包括电动爬行器、爬行器控制器、超声与涡流检测器、超声检测信息采集与处理器、智能控制器、电源、实时定位器和联轴节。电动爬行器、爬行器控制器、高能电源、智能控制器、实时定位器、超声采集与处理器和超声与涡流检测器各节之间通过联轴节联在一起。联轴节采用虎克铰接结构，其间有水密电缆通过。电动爬行器采用六独立轮驱动，周向60度等间距分布，支撑轮安装有弹簧。电动爬行器安装有6个同步电机。超声与涡流检测器装有64个宽带窄脉冲超声探头和1个差分内穿过式涡流单探头。超声检测信息采集与处理器配有IDE与USB2.0。超声检测信息采集与处理器在硬件上装有DSP+FPGA。各组成部分相互协调，在预定的程序控制下完成装置的海底管内行走、检测、缺陷判别与缺陷定位。

本实用新型能够实现海底输油管道实时检测、缺陷实时分析和水下精确大地定位，与管线维修装置配套，形成海底管道检测、维修的完整体系，能够克服检测软件无法自主判别缺陷和难以存储大容量检测数据的难度，有效地进行管道缺陷识别与分析；能够克服泥土、海水对信号的衰减效应和双层管的屏蔽效应，有效地进行精确大地定位和为管线维修装置提供缺陷的精确位置。装置具有智能行走、自主检测、缺陷等级实时分析与判别和对待修复缺陷实时定位的优点。本实用新型的海底油气管线检测与定位技术能够有效地对管线进行检测与定位，可推广应用于水下、陆上各类管道的检测，具有非常高的推广应用价值。

附图说明

附图是一种用于海底油气管线检测与定位装置的总体装配示意图。

1电动爬行    2爬行器控制器  3高能电源  4智能控制器

5实时定位器  6联轴节  7超声采集与处理器

8超声与涡流检测器

具体实施方式

如图所示，本实用新型主要包括：电动爬行器1、爬行器控制器2、高能电源3、智能控制器4、实时定位器5、联轴节6、超声采集与处理器7和超声与涡流检测器8等，其连接方式为：电动爬行器1、爬行器控制器2、高能电源3、智能控制器4、实时定位器5、超声采集与处理器7和超声与涡流检测器8各节之间通过联轴节6联在一起，联轴节6采用虎克铰接结构，其间有水密电缆通过，有效地实现各节顺利通过管线的弯曲部分，同时保证各节之间不发生相对转动；其工作方法包括下列步骤：

①对管线进行扫线，以确保检测装置的安全作业；

②将在线检测到的缺陷信息在超声采集与处理器7上预先设定，焊缝数量及里程信息在检测装置上预先设定；

③被检测管线充满液体介质后，将检测装置投放进被检管线内；

④电动爬行器1在智能控制器4的指挥下带动检测装置在管道内行走，行走到在线检测到的缺陷管段后，智能控制器4发布开始检测的指令，由超声与涡流检测器8连续检测管线，由超声采集与处理器7实时采集检测到的信息，并与预设的缺陷信息进行实时分析对比，确认发现待修复缺陷信息后即发射信息给智能控制器4，智能控制器4发给爬行器控制器2停止行走的指令，同时给实时定位器5发射超低频电磁波的指令，海底管线维修装置的超低频信号接收器接收此信号后即可通过相应的操作实现缺陷点的精确大地定位；

⑤上述工作完成后，检测装置继续爬行，而维修装置对管线缺陷进行维修。

如图所示，电动爬行器1采用6个电机全主同步驱动方案，能够完成爬行器的预紧操作，完成与爬行器控制器2、高能电源3和智能控制器4的通讯、获取运动指令、系统状态监视等，根据获得的指令自主地完成定位控制和稳速闭环调节，完成通讯故障监视、电池容量监视、电机运行状态监视等任务。

如图所示，超声与涡流检测器8在充满油或水的管道内，通过多个超声探头对海底管线的缺陷、裂纹等进行检测，通过涡流探头检测焊缝信息，实现检测装置在管道中的粗定位。

如图所示，超声采集与处理器7在信息采集与处理器上预先将缺陷信息预设在里面，随着装置的运动，不断采集在测管线的信息，并与预设信息进行实时分析，确定缺陷等级。

如图所示，智能控制器4实现对装置的启动、前进、后退、停止，缺陷信息的模式识别、对比，确定缺陷位置、示踪以及对爬行器控制器2和高能电源3的实时监控等控制功能。

如图所示，高能电源3采用高能锂电池，智能控制器4对电池电量实时监控，以确保检测装置的可靠性。

如图所示，实时定位器5采用超低频电磁波示踪技术，由发射系统和接收系统组成，系统采用带通滤波、自适应滤波及多传感器智能数据信息融合等技术，有效实现示踪定位。

Claims (7)

1.一种用于海底油气管线检测与定位的装置，该装置包括电动爬行器(1)、爬行器控制器(2)、高能电源(3)、智能控制器(4)、实时定位器(5)、超声检测信息采集与处理器(7)和超声与涡流检测器(8)；其特征在于：电动爬行器(1)、爬行器控制器(2)、高能电源(3)、智能控制器(4)、实时定位器(5)、超声采集与处理器(7)和超声与涡流检测器(8)各节之间通过联轴节(6)联在一起。

2.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是联轴节(6)采用虎克铰接结构，其间有水密电缆通过。

3.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是电动爬行器(1)采用六独立轮驱动，周向60度等间距分布，支撑轮安装有弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是电动爬行器(1)安装有6个同步电机。

5.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是超声与涡流检测器(8)装有64个宽带窄脉冲超声探头和1个差分内穿过式涡流单探头。

6.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是超声检测信息采集与处理器(7)配有IDE与USB2.0。

7.根据权利要求1所述的一种用于海底油气管线检测与定位的装置，其特征是超声检测信息采集与处理器(7)在硬件上装有DSP+FPGA。

Images