CN205504342U - 海底管道内检测仪牵引试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种海底管道内检测仪牵引试验系统，包括牵引绞车(1)、回程绞车(2)、左导向滑轮(3)、右导向滑轮(4)和牵引控制系统；回程绞车(2)的缆绳绕过左导向滑轮(3)后，固定到内检测器(6)的左端；牵引绞车(1)的缆绳绕过右导向滑轮(4)后，固定到内检测器(6)的右端；牵引控制系统用于驱动控制牵引绞车(1)和回程绞车(2)动作，进而对内检测器(6)进行牵引动作。优点为：(1)具有试验设备简单、成本低以及试验过程方便快速的优点；(2)可使回程绞车跟随牵引绞车进行张力、加速度的预测控制，管道内检测仪小滑车的前后钢丝绳张力协同控制而保持直线状态，确保钢丝绳不断不松不碰管壁，提高试验效果。

Description

海底管道内检测仪牵引试验系统

技术领域

本实用新型属于检测仪牵引试验技术领域，具体涉及一种海底管道内检测仪牵引试验系统。

背景技术

随着海洋油田的深入开发，海底输油管道越来越多。海底管道多深埋在海底沙土中，受海洋环境等影响较大，有可能被海中漂浮物或船舶等撞击而损坏，也可能因管道腐蚀等原因造成穿孔和爆管等恶性事故，从而使海底管道发生泄漏，海底管道泄漏对海洋造成严重污染，直接影响海洋产业和沿海居民生活，因此，海底管道的安全性成为影响海洋油气开发、安全正常生产的一个非常重要的问题，受到日益重视。为了保障海底管道的正常运行，提高海洋油气开发的安全性，需要对海底管道生命全过程各个部分进行定期检测，准确了解管道状况，及早采取有力措施，避免管道事故的发生，为管道安全运行、维护和评价提供科学依据。

常用的海底管道检测方法为管内检测方法，即：内检测仪在管道内一边随输送介质运动，一边检测采集管道缺陷信息并存储，检测完成后，通过计算机分析定位记录的缺陷信息，以掌握管道的状态。

对于石油、天然气输送管道，常用的内检测方法有智能清管器(smartPig)、漏磁检测法、涡流检测法、超声波检测技术、电磁波传感检测技术(EMAT)等。但是，上述检测方法，其检测效果都受到速度效应的影响，因此，为了提高管道内检测器的检测精度，需要控制其运移速度在合理范围内。

在海底管道检测仪研发完成后，如果直接进行现场试验，具有现场试验成本高以及危险系数大的问题，易造成设备损坏。因此，海底管道内检测仪研制完成后，需要在陆地管道内进行模拟试验，从而研究海底管道内检测仪性能。

然而，现有的海底管道内检测仪试验装置，普遍具有以下不足：需要使用大量的设备，具有试验费用高、试验周期长的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种海底管道内检测仪牵引试验系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种海底管道内检测仪牵引试验系统，包括牵引绞车(1)、回程绞车(2)、左导向滑轮(3)、右导向滑轮(4)和牵引控制系统；

其中，所述回程绞车(2)安装于被检测管道(5)的左侧，所述回程绞车(2)到所述被检测管道(5)左端面之间固定安装所述左导向滑轮(3)，并且，所述回程绞车(2)、所述左导向滑轮(3)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条直线；所述牵引绞车(1)安装于被检测管道(5)的右侧，所述牵引绞车(1)到所述被检测管道(5)右端面之间固定安装所述右导向滑轮(4)，并且，所述牵引绞车(1)、所述右导向滑轮(4)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条直线；

内检测器(6)位于被检测管道(5)的管道内部，所述回程绞车(2)的缆绳绕过所述左导向滑轮(3)后，固定到内检测器(6)的左端；所述牵引绞车(1)的缆绳绕过所述右导向滑轮(4)后，固定到内检测器(6)的右端；

所述牵引控制系统用于驱动控制所述牵引绞车(1)和所述回程绞车(2)动作，进而对所述内检测器(6)进行牵引动作。

优选的，所述牵引绞车(1)和所述回程绞车(2)均包括卷扬机、伺服驱动器、伺服电机以及绞车附加装置；所述伺服电机通过所述伺服驱动器与所述卷扬机联动。

优选的，所述绞车附加装置包括棘轮棘爪止定装置、制动器、离合器以及压绳器。

优选的，所述牵引控制系统包括操纵控制台、驱动系统、电源系统和检测系统；所述操纵控制台分别与所述驱动系统、所述电源系统和所述检测系统连接。

优选的，所述检测系统包括：

牵引缆绳张力传感器，用于检测牵引缆绳的张力值；

回程缆绳张力传感器，用于检测回程缆绳的张力值；

牵引绞车出绳方向检测编码器，用于检测牵引绞车出绳角度；

回程绞车出绳方向检测编码器，用于检测回程绞车出绳角度；

牵引绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关(7)，用于检测牵引绞车抱闸打开状态；

回程绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关，用于检测回程绞车抱闸打开状态；

牵引绞车运行圈数检测开关(8)，用于检测牵引缆绳长度值；

回程绞车运行圈数检测开关，用于检测回程缆绳长度值；

回程停止位置光电开关(9)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的左端，用于在回程时检测停止位置；

回程减速位置光电开关(10)，安装于被检测管道(5)内部且位于回程停止位置光电开关(9)的右端，用于在回程时检测减速位置；

牵引停止位置光电开关(11)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的右端，用于在牵引过程时检测停止位置；

牵引减速位置光电开关(12)，安装于被检测管道(5)内部且位于牵引停止位置光电开关(11)的左端，用于在牵引过程时检测减速位置；

牵引绞车卷筒编码器(13)，用于检测内检测器(6)的位置。

优选的，所述驱动系统采用变频驱动系统，包括整流器、逆变器、制动单元、制动电阻以及直流母线；

所述整流器的输入端连接到直流母线，所述整流器的输出端连接到所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接到伺服电机；

所述制动单元的一端并联连接到直流母线，所述制动单元的另一端与所述制动电阻连接。

本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验系统具有以下优点：

(1)具有试验设备简单、成本低以及试验过程方便快速的优点；

(2)由于对回程绞车和牵引绞车的运行状态进行全面检测，因此，可使回程绞车跟随牵引绞车进行张力、加速度的预测控制，管道内检测仪小滑车的前后钢丝绳张力协同控制而保持直线状态，确保钢丝绳不断不松不碰管壁，提高试验效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引系统的控制功能框图；

图3为本实用新型提供的集中操作台的主视图；

图4为本实用新型提供的集中操作台的侧视图；

图5为本实用新型提供的集中操作台的A面局部图；

图6为本实用新型提供的集中操作台的B面局部图；

图7为本实用新型提供的回程操作台的侧面图；

图8为本实用新型提供的回程操作台的A面局部图；

图9为本实用新型提供的变频驱动系统的结构示意图；

图10为本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验控制模型图；

图11为本实用新型提供的操作前准备工作流程图；

图12为本实用新型提供的主控操作界面图；

图13为本实用新型提供的参数设置界面图；

图14为本实用新型提供的返程操作流程示意图；

图15为本实用新型提供的牵拉操作流程示意图；

图16为本实用新型提供的参数曲线画面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现有的海底管道内检测仪牵引试验系统，主要存在以下问题：

(1)海底管道内检测仪牵引试验系统存在着所需设备数量多、费用高、试验周期长等缺点。

(2)管道内检测器的小滑车的前后钢丝绳张力协同控制困难，其前后钢丝绳张力不协同，会导致钢丝绳缠绕的问题。

(3)牵引绞车与回程绞车同时作用在管道内检测器的小滑车上，两绞车合成加速度随机变化时，难以确保钢丝绳不断不松不碰管壁的问题。

(4)回程绞车的张力、加速度无法追随牵引绞车的张力和加速度随机变化，无法满足管道内检测仪小滑车随机运动状态模拟管道内工作流体作用的问题。

(5)管道内检测器小滑车磁力随速度不同而变化波动很大，难以使牵引加速度符合一定的函数关系。

(6)海底管道内检测仪试验系统功能单一，不能进行多种类型工作流体的试验分析。

本实用新型的创新点为：

(1)海底管道内检测仪牵引试验系统可进行不同密度工作流质的牵引试验，在上位计算机输入管道内不同工作流质的数学模型，即可行成与之相适应的牵引函数关系，获得管道内检测仪在不同工作流质中的试验结果，本实用新型节省了试验设备费、降低了试验时间。

(2)回程绞车跟随牵引绞车进行张力、加速度的预测控制，管道内检测仪小滑车的前后钢丝绳张力协同控制而保持直线状态。

(3)牵引绞车与回程绞车同时作用在检测仪小滑车上，回程钢丝绳比牵引钢丝绳要滞后，使合成的加速度随机变化时确保钢丝绳不断不松不碰管壁。

(4)回程绞车的张力、加速度能追随牵引绞车的张力和加速度随机变化，牵引绞车工作状态根据管道内检测仪小滑车受工作流体作用而调节张力和加速度。

(5)回程绞车与牵引绞车协同控制，牵引张力和加速度按照摩擦原理函数关系补偿检测仪小滑车磁力随速度变化。

因此，本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验系统，可降低海底管道内检测仪试验系统的费用和复杂性，提高海底管道检测仪试验方法和技术水平，对海底管道进行定期检查和维修具有十分重要的工业价值，对填补我国海洋资源开发及海底管道检测技术上的空白具有重要意义。

本实用新型海底管道内检测仪牵引试验控制系统，为一种用于海底管道检测仪在管道内进行试验的一套牵引控制系统，牵引其在管道内以工作流场状态下爬行。在试验管道首尾两端各设置一台绞车，首端绞车为牵引绞车，尾端绞车为回程绞车。试验时，牵引绞车牵引检测仪在管道内爬行；回程绞车用于将牵引绞车钢丝绳拉回管道尾端。牵引绞车拉动钢丝绳不仅仅拖曳检测仪运动，而是根据管道内工质流动状态模型算法来拉动检测仪的。

该海底管道内检测仪牵引试验系统可根据检测仪试验要求，设定牵引起始位置、停止位置、加速距离、爬行速度、模拟工质流动速度和压力等参数；可显示并记录牵引起始位置、停止位置、加速距离、运行参数、牵引力等参数。

如图1所示，本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验系统，包括牵引绞车1、回程绞车2、左导向滑轮3、右导向滑轮4和牵引控制系统。

(一)牵引绞车1、回程绞车2、左导向滑轮3、右导向滑轮4

牵引绞车1和回程绞车2均包括卷扬机、伺服驱动器、伺服电机以及绞车附加装置；伺服电机通过伺服驱动器与卷扬机联动。绞车附加装置包括棘轮棘爪止定装置、制动器、离合器以及压绳器。

牵引绞车技术参数：

1	钢丝绳额定拉力	40kN
			2	钢丝绳额定速度	30-240m/min
3	钢丝绳直径	￠20mm
			4	卷筒容绳量	80m
5	卷筒尺寸	￠800×720mm
			6	总速比	10.35
7	制动器型号	YWZB-400/125
			8	电机型号	YZP355M1-6-200kW
9	电机额定功率	200kW
			10	电机额定电流	369A
11	电机额定转矩	1913N·m
			12	电机额定转速	980r/min
13	堵转转矩/额定转矩比	2.3
			14	最大转矩/额定转矩比	3.5
15	电机转动惯量	8.02kg·m2

回程绞车技术参数：

1	钢丝绳额定拉力	2kN
			2	钢丝绳额定速度	30-240m/min
3	钢丝绳直径	￠8mm
			4	卷筒容绳量	80m
5	卷筒尺寸	￠320×400mm
			6	总速比	8.23
7	制动器型号	YWZB-150/25
			8	电机型号	YZP132M1-6-4kW
9	电机额定功率	4kW
			10	电机额定电流	9.8A
11	电机额定转矩	38.5N·m
			12	电机额定转速	960r/min
13	堵转转矩/额定转矩	1.35
			14	最大转矩/额定转矩	3.1
15	电机转动惯量	0.0562kg·m2

回程绞车2安装于被检测管道5的左侧，回程绞车2到被检测管道5左端面之间固定安装左导向滑轮3，并且，回程绞车2、左导向滑轮3和被检测管道5的轴线位于一条直线；牵引绞车1安装于被检测管道5的右侧，牵引绞车1到被检测管道5右端面之间固定安装右导向滑轮4，并且，牵引绞车1、右导向滑轮4和被检测管道5的轴线位于一条直线；

内检测器6位于被检测管道5的管道内部，回程绞车2的缆绳绕过左导向滑轮3后，固定到内检测器6的左端；牵引绞车1的缆绳绕过右导向滑轮4后，固定到内检测器6的右端。

(二)牵引控制系统

牵引控制系统用于驱动控制牵引绞车1和回程绞车2动作，进而对内检测器6进行牵引动作。牵引控制系统包括操纵控制台、驱动系统、电源系统和检测系统；操纵控制台分别与驱动系统、电源系统和检测系统连接。

如图2所示，为海底管道内检测仪牵引系统的控制功能框图，该系统具备单动、手动和联动、自动牵引模式，在手动模式下，通过操作台上的各种按钮和转换开关手动操作牵引系统。自动模式下，系统按照预先设定的起始位置、加速距离、运行速度、停止位置、减速距离等参数自动进行牵引实验，运行过程中出现故障自动停机。

①、手动和自动牵引模式

手动模式下，通过操作台上的各种按钮和转换开关手动操作牵引系统。自动模式下，系统按照预先设定的起始位置、加速距离、运行速度、停止位置、减速距离等参数自动进行牵引实验，运行过程中出现故障自动停机。

②、绞车主/从同步

在牵引和回程过程中必须保证钢丝绳张紧，不允许出现松绳现象，否则将会出现乱绳，严重时钢丝绳会跑出卷筒，出现牵引事故，对试验设备造成损坏。为避免以上问题出现，系统通过PLC、变频器实现牵引电机和回程电机主/从同步控制。

③、试验参数显示、存储和导出功能

该系统可以通过表格和曲线的方式实时显示实验过程中的参数，并将其保存到CF卡中，实验完成后可以将CF卡上的数据以EXCEL表格的形式导出到电脑上。

操纵控制台可设置两台，分别为集中操作台和回程操作台，牵引绞车1和回程绞车2由集中操作台集中控制，所有条件均满足后，可一键启动进行自动牵引；也可通过回程操作台进行回程操作。

(2.1)集中操作台

如图3-6所示，分别为集中操作台的主视图、侧视图、A面局部图和B面局部图；集中操作台上装配西门子MP277触摸屏、S7-300PLC、绞车操作用的按钮指示灯等电气元件，PLC通过MPI总线连接MP277触摸屏，PLC通过Profibus-DP总线与变频器连接。

(2.2)回程操作台

回程操作台设置在回程绞车旁，上面装有回程操作所需的按钮、指示灯等电器元件。如图7-8所示，分别为回程操作台的侧面图以及A面局部图。

(2.3)检测系统

检测系统包括：

牵引缆绳张力传感器，用于检测牵引缆绳的张力值；

回程缆绳张力传感器，用于检测回程缆绳的张力值；

牵引绞车出绳方向检测编码器，用于检测牵引绞车出绳角度；

回程绞车出绳方向检测编码器，用于检测回程绞车出绳角度；

牵引绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关7，用于检测牵引绞车抱闸打开状态；

回程绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关，用于检测回程绞车抱闸打开状态；

牵引绞车运行圈数检测开关8，用于检测牵引缆绳长度值；

回程绞车运行圈数检测开关，用于检测回程缆绳长度值；

回程停止位置光电开关9，安装于被检测管道5内部且位于被检测管道5的左端，用于在回程时检测停止位置；

回程减速位置光电开关10，安装于被检测管道5内部且位于回程停止位置光电开关9的右端，用于在回程时检测减速位置；

牵引停止位置光电开关11，安装于被检测管道5内部且位于被检测管道5的右端，用于在牵引过程时检测停止位置；

牵引减速位置光电开关12，安装于被检测管道5内部且位于牵引停止位置光电开关11的左端，用于在牵引过程时检测减速位置；

牵引绞车卷筒编码器13，用于检测内检测器6的位置。

(2.4)驱动系统

驱动系统采用变频驱动系统，如图9所示，包括整流器、逆变器、制动单元、制动电阻以及直流母线；

整流器的输入端连接到直流母线，整流器的输出端连接到逆变器的输入端，逆变器的输出端连接到伺服电机；

制动单元的一端并联连接到直流母线，制动单元的另一端与制动电阻连接。

实际应用中，整流器和逆变器组成变频柜，变频柜的核心是变频器，采用西门子或ABB带中间直流环节的交-直-交电压源型变频器，变频器内部具有电流反馈环节，起动性能良好，反应灵敏，根据负载大小能快速输出相应起动电流，对电网无冲击，变频器具有适应于电动机能力的短时过载功能及电源缺相、输出缺相、电源过压、过流、欠压、接地、变频器过热等保护功能。

通过设置制动单元，当电机进入再生发电状态时，将电能回馈到逆变器，因而导致直流母线电压的升高。制动单元并联连接到直流母线上并将直流母线电压限制到可以接受的水平。制动单元将制动能量送至外部制动电阻上并转换成热能。因此，当绞车减速制动时，通过制动电阻柜，将制动能量消耗掉。

本实用新型的牵引试验系统的最大牵引力为60kN，额定牵引力不小于40kN；牵引速度在0.5m/s～4m/s，连续可调；工作载荷40kN时额定速度为4m/s；在牵引速度从0m/s到4m/s的牵引加速段距离不大于5m；牵引行程至少80m。

本实用新型还提供一种海底管道内检测仪牵引试验方法，包括以下步骤：

步骤1，控制系统自检后，自动调整内检测器6位置，使其处于被检测管道5的左侧；

步骤2，当控制系统接到使能命令后，控制系统根据管道内工质流动状态模型算法生成牵引函数关系，并基于牵引函数关系，对牵引绞车1和回程绞车2的收放缆绳速度和方向进行调整，具体为：根据内检测器6小滑车受工作流体作用而调节牵引绞车1张力和加速度，使牵引张力和加速度按照摩擦原理函数关系补偿内检测器6小滑车磁力随速度变化；同时，使回程绞车2的张力和加速度追随牵引绞车1的张力和加速度随机变化，使牵引绞车1和回程绞车2合成的加速度随机变化时确保缆绳始终处于张紧状态且不碰管壁，最终控制牵引绞车1牵引内检测器6向管道右侧运动，同时回程绞车2处于放缆状态；

在内检测器6向管道右侧运行过程中，控制系统通过牵引减速位置光电开关12检测到内检测器6运行到牵引减速位置时，控制系统控制牵引绞车1和回程绞车2同时减速；当控制系统通过牵引停止位置光电开关11检测到内检测器6运行到牵引停止位置时，控制系统控制牵引绞车1和回程绞车2同时停止，牵引试验过程结束；

本步骤具体为：参考图10，为海底管道内检测仪牵引试验控制模型图；

步骤2.1，设定回程绞车张力给定值，回程绞车张力给定值为常数；设定牵引绞车速度给定值，牵引绞车速度给定值为常数；

步骤2.2，实时检测回程绞车线缆实际张力值；回程绞车线缆实际张力值作为第1比较器的负向输入，回程绞车张力给定值作为第1比较器的正向输入，第1比较器对各输入进行运算后，第1比较器的输出值输入到第1回程PID，第1回程PID的输出经转矩限幅后，一方面，进一步经过速度限幅后，作用于回程绞车变频器，进而调整回程绞车电机转速，实现回程绞车线缆恒张力作用；

另一方面，回程绞车经转矩限幅后的转矩值作为正反馈，输入到第2比较器，牵引绞车速度给定值作为正反馈，输入到第2比较器；牵引绞车线缆实际张力值作为负反馈输入到第2比较器；第2比较器对各输入进行运算后，第2比较器的输出值输入到第1牵引PID，第1牵引PID的输出经速度限幅后，作用于牵引绞车变频器，进而调整牵引绞车电机转速，实现牵引绞车恒速运动。

步骤3，进行下一次牵引试验时，首先控制回程绞车2牵引内检测器6向管道左侧运动，同时牵引绞车1处于放缆状态；

在内检测器6向管道左侧运行过程中，控制系统通过回程减速位置光电开关10检测到内检测器6运行到回程减速位置时，控制系统控制牵引绞车1和回程绞车2同时减速；当控制系统通过回程停止位置光电开关9检测到内检测器6运行到回程停止位置时，控制系统控制牵引绞车1和回程绞车2同时停止，然后返回步骤2进行牵引试验过程。

在牵引和回程过程中，必须保证钢丝绳张紧，不允许出现松绳现象，否则将会出现乱绳，严重时钢丝绳会跑出卷筒，出现牵引事故，对试验设备造成损坏。为避免以上问题出现，系统通过PLC、变频器实现牵引电机和回程电机的主/从同步控制。

本实用新型提供的海底管道内检测仪牵引试验系统详细工作过程为：

(1)、工作条件

环境温度：最高45℃，最低-15℃；相对湿度：46％～95％；无导电尘埃和破坏绝缘介质的气体或蒸汽；无剧烈振动和冲击；良好通风条件。

(2)、现场安装

①、根据外形尺寸及地脚螺钉孔打好地基后可进行设备就位、找平、埋妥地脚螺钉。水泥固化后可拧紧地脚螺钉以固定设备。

②、按图接上电源线，输出线。检查进出线正确之后，应检查绝缘，用500V摇表在2MΩ以上方可送电，否则要检查原因并消除之后，方可送电。检查电机绝缘和电线连接性，转子转动灵活性，机械传动机构是否正常。

③、以上均正常后，接通电源，并注意现场不能因电机转动而伤害人和设备。观察电机运转是否正常，包括电流大小，转速高低，以及旋转方向是否正确。

(3)、上电顺序

①、变频柜：先检查柜门上的电压表显示电压是否正常，电压正常后依次合上断路器2QF1、2QF2、2QF3、3QF1、3QF2、3QF3、4QF1、4QF2、4QF3。其中2QF1为主机变频器电源开关、2QF2为主机电机风机电源开关、2QF3为主机抱闸电源开关、3QF1为辅机变频器电源开关、3QF2为辅机电机风机电源开关、3QF3为辅机抱闸电源开关、4QF1为控制电源总开关、4QF2为变频柜内控制电源开关、4QF3为柜内备用DC24V电源开关。

②、操作台：依次合上断路器：7QF1、7QF2、7QF3。其中7QF1为操作台内总电源开关，7QF2为PLC电源开关，7QF3为触摸屏电源开关。

(3)、操作前的准备工作

操作前准备工作流程如图11所示。上电完毕后等待触摸屏主画面显示正常，如图12所示，为主控操作界面图，如图13，为参数设置界面图，届时系统可能会发出报警声，故障指示灯会亮，报警是因为系统上电时通讯连接问题，可以点击触摸屏上的“消除报警声按钮”，然后点击图12中的按钮查看报警信息，确认后通过“故障复位”按钮进行复位。

确认无报警后，旋转灯测试转开关，确认所有指示灯点亮后，将所有的转换开关均打到中间位置。按下“集中操作选择”按钮等到“集中操作选择”指示灯亮起后，操作“主机抱闸打开”和“辅机抱闸打开”旋钮，观察图12中主机画面的(b)和(c)抱闸打开指示灯变为绿色，说明抱闸打开正常。

然后到减速机与电机的连接处手动盘车，正反转均正常方可启动。观察图12中主画面上的(d)三个停止位置指示灯(A/B/C)是否为绿色，如果为绿色说明开关正常，再用物体挡住光线若三个指示灯均变为灰色说明正常。确认图12中的(e)给定值设定好之后，在操作台上选择“单动”，“手动”工作方式，然后进行收放缆操作，观察图13参数设置画面中的检测器位置显示和辅机绳长显示是否有变化，有变化说明绳长检测接近开关正常；并观察绞车是否有异常。

(4)、返程操作

返程操作流程如图14所示：首先确保绞车满足启动条件，周围无人身安全隐患。旋转灯测试转开关，确认所有指示灯点亮后，将所有转换开关打到中间位置，按下“集中操作按钮”，“集中操作指示灯”点亮。选择“单动”、“手动”操作方式，分别对主机和辅机放缆操作，将主机钢丝绳和辅机钢丝绳分别固定在小滑车的两端，然后单独对辅机进行收缆操作(需要有人在辅机端观察确保辅机卷筒上钢丝绳排列整齐，若不整齐需要将不整齐的钢丝绳放出，重新收缆)收紧钢丝绳。

钢丝绳收紧后，将所有选择开关打到中间位置，选择“联动”、“自动”工作模式，确认设定0.20(m/s)返回速度设定、75(％)辅机联动收缆设定和20(％)辅机联动放缆设定没问题后，按下“主机放缆”按钮，开始将主绞车钢丝绳牵回起始端。

当小滑车到达起始端后，将集中操作台上的所有开关均打到中间位置，然后将手动速度设置为：0.05(m/s)手动速度设定；按下触摸屏上的禁止远程操作后显示允许远程操作。

到本地操作台上，按下闪烁的“本地操作选择”后，“本地操作选择”指示灯常亮，在本地操作台上选择“联动”、“手动”操作模式，按下主机放缆按钮，将小滑车拉出后停止，然后将所有选择开关打到中间位置。

在本地操作台上选择“单动”、“手动”操作模式，然后单独对辅机进行放缆操作，当缆绳全松掉后解开卸扣，取出小滑车；将检测器就位后，将主机和辅机的钢丝绳分别固定在检测器的头部和尾部；在本地操作台上“单动”、“手动”操作模式下，按下主机收缆按钮慢慢将检测器牵拉进入管道。

当辅机钢丝绳收紧后，在本地操作台上选择“联动”、“手动”操作模式，慢慢将检测器牵拉进入管道，当检测器尾部进入管道10cm左右后停止，将本地操作台上的所有开关打到中间位置。

(5)牵拉操作

牵拉操作流程如图15所示：完成返程操作最后一步后，再次确认牵拉停止位置处的三个光电开关正常后，在集中操作台上按下闪烁的“集中操作选择”按钮，“集中操作选择”按钮指示灯常亮，确认图12的2.00(m/s)牵拉速度设定和20(％)辅机联动放缆设定正确后；确认图13参数设置画面中自动牵拉停止位置输入32.00(m)、有效牵拉停止位置后；确认图13中的检测器位置显示0.00(m)、检测器当前位置输入0.00(m)、设置检测器当前位置、辅机绳长显示0.00(m)、辅机当前绳长值输入0.00(m)、设置辅机当前绳长。

在集中操作台上选择“联动”、“自动”操作模式，按下主画面中的开始记录按钮，记录指示灯●为绿色后，按下主画面中的准备就绪按钮，集中操作台上的准备就绪指示灯常亮，按下主机收缆按钮后系统便开始按设定的速度自动牵拉到停止位置，在牵拉过程中出现任何问题，按下急停按钮后系统自动停止。

到达牵拉停止位置后，按下主画面中的停止记录按钮，记录指示灯●为红色停止数据记录。在集中操作台上选择“联动”、“手动”操作模式，慢慢将检测器拉出管道。

当检测仪全部拉出管道后，在集中操作台上选择“单动”、“手动”操作模式，分别对主机和辅机进行放缆操作，钢丝绳完全松掉后拆下检测器上的卸扣，准备进行返程操作，进行下一次牵拉试验。

(6)、触摸屏画面操作

在主画面上可以设定绞车运行速度，绞车电机参数也可以实时显示，在趋势画面可以以趋势曲线的形式显示电机参数和钢丝绳拉力。在报警画面可以查询各种报警信息。触摸屏为电阻式，操作时采用指甲点触更灵敏。

点击图12、图13中的(g)进入主画面，点击(f)进入参数曲线画面如图16所示，点击(h)进入参数设置画面，点击(a)进入报警记录画面。

(7)、报警处理

变频器的故障包括读/写故障(通讯故障)和变频器本身的故障，该故障的消除需要先通过变频器操作面板上的“RESET”进行复位，然后在通过“故障复位”进行故障复位。对于变频器的故障代码可以到变频器说明书233-239页查询。关于报警信息的说明，对于正在发生的报警，报警记录中显示的为红色，消失的报警显示白色。

辅机联动超速故障，该故障是辅机联动时钢丝绳没有连接在一起或则钢丝绳断裂等原因造成的辅机负载为零，发生的超速故障，可通过集中操作台上的“故障复位”旋钮进行复位。

主机/辅机抱闸打开故障，该故障是发出抱闸打开信号后，抱闸打开接近开关没有动作，可能的原因有抱闸损坏、抱闸电源跳闸或接近开关损坏，可以通过集中操作台上的“故障复位”旋钮进行复位。

对于主机/辅机收缆和放缆禁止不发出报警，仅限制收缆和放缆操作，是否禁止可以在报警记录中查询。可以通过参数设置画面设置禁止有效或无效。

(8)、注意事项

①、进行“联动”操作前，必须确保主机与辅机的钢丝绳连接在一起且牢固可靠，禁止钢丝绳没有连接在一起进行联动操作，否则辅机会出现飞车事故。

②、进行“联动”操作前，必须确保主机和辅机的钢丝绳处于张紧状态，否则辅机钢丝绳会出现突然收紧发生抖动。

③、在启动绞车之前，必须确保主机和辅机卷筒上的钢丝绳没有乱绳现象。

④、在操作过程中，本地操作台和集中操作台个需要一个人，监视绞车运行状态，当出现情况时按下“紧急停止”按钮。

⑤、在放缆时，需要有人监视放出钢丝绳的长度，不可以放出过多，否则容易出现乱绳的现象，出现乱绳必须马上停止，重新将缆绳排列整齐。

⑥、每次牵拉前必须确认牵拉停止位置光电开关正常、绳长检测接近开关正常。

⑦、保证控制柜周围空气干燥，系统超过半月不工作，在此工作需上电一小时后再进行操作。

(9)、使用和维护

①、保证使用时不要超负荷运转，要严格按照操作步骤和注意事项操作。

②、定期进行维护保养，经常检查接线鼻子有无松动，尘埃太厚时应及时清理，否则，可能使绝缘降低引起短路或“放炮”。

③、更换元件时，应核准元件参数，如耐压、电流、尺寸等，接线时注意极性。

④、定期检查传感器连接是否牢固可靠。

⑤、定期检查系统接地是否可靠。

⑥、定期检查抱闸打开指示接近开关是否正常。

⑦、要保证系统各安全保护装置工作正常，不得随意拆除。

⑧、定期清扫系统控制柜，变频柜的过滤网每月进行一次清理，保证系统稳定运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，包括牵引绞车(1)、回程绞车(2)、左导向滑轮(3)、右导向滑轮(4)和牵引控制系统；

其中，所述回程绞车(2)安装于被检测管道(5)的左侧，所述回程绞车(2)到所述被检测管道(5)左端面之间固定安装所述左导向滑轮(3)，并且，所述回程绞车(2)、所述左导向滑轮(3)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条直线；所述牵引绞车(1)安装于被检测管道(5)的右侧，所述牵引绞车(1)到所述被检测管道(5)右端面之间固定安装所述右导向滑轮(4)，并且，所述牵引绞车(1)、所述右导向滑轮(4)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条直线；

内检测器(6)位于被检测管道(5)的管道内部，所述回程绞车(2)的缆绳绕过所述左导向滑轮(3)后，固定到内检测器(6)的左端；所述牵引绞车(1)的缆绳绕过所述右导向滑轮(4)后，固定到内检测器(6)的右端；

所述牵引控制系统用于驱动控制所述牵引绞车(1)和所述回程绞车(2)动作，进而对所述内检测器(6)进行牵引动作。

2.根据权利要求1所述的海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，所述牵引绞车(1)和所述回程绞车(2)均包括卷扬机、伺服驱动器、伺服电机以及绞车附加装置；所述伺服电机通过所述伺服驱动器与所述卷扬机联动。

3.根据权利要求2所述的海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，所述绞车附加装置包括棘轮棘爪止定装置、制动器、离合器以及压绳器。

4.根据权利要求1所述的海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，所述牵引控制系统包括操纵控制台、驱动系统、电源系统和检测系统；所述操纵控制台分别与所述驱动系统、所述电源系统和所述检测系统连接。

5.根据权利要求4所述的海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，所述检测系统包括：

牵引缆绳张力传感器，用于检测牵引缆绳的张力值；

回程缆绳张力传感器，用于检测回程缆绳的张力值；

牵引绞车出绳方向检测编码器，用于检测牵引绞车出绳角度；

回程绞车出绳方向检测编码器，用于检测回程绞车出绳角度；

牵引绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关(7)，用于检测牵引绞车抱闸打开状态；

回程绞车刹车闸脱开/抱闸检测接近开关，用于检测回程绞车抱闸打开状态；

牵引绞车运行圈数检测开关(8)，用于检测牵引缆绳长度值；

回程绞车运行圈数检测开关，用于检测回程缆绳长度值；

回程停止位置光电开关(9)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的左端，用于在回程时检测停止位置；

回程减速位置光电开关(10)，安装于被检测管道(5)内部且位于回程停止位置光电开关(9)的右端，用于在回程时检测减速位置；

牵引停止位置光电开关(11)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的右端，用于在牵引过程时检测停止位置；

牵引减速位置光电开关(12)，安装于被检测管道(5)内部且位于牵引停止位置光电开关(11)的左端，用于在牵引过程时检测减速位置；

牵引绞车卷筒编码器(13)，用于检测内检测器(6)的位置。

6.根据权利要求4所述的海底管道内检测仪牵引试验系统，其特征在于，所述驱动系统采用变频驱动系统，包括整流器、逆变器、制动单元、制动电阻以及直流母线；

所述整流器的输入端连接到直流母线，所述整流器的输出端连接到所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接到伺服电机；

所述制动单元的一端并联连接到直流母线，所述制动单元的另一端与所述制动电阻连接。