CN209485337U - 管道变形检测装置及检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道变形检测装置及检测器，该管道变形检测装置包括变形探测组件(1)和焊缝探测组件(2)，变形探测组件(1)包括主动臂(11)、底座(12)、连接杆(13)、弹性缓冲器件(14)和角位移传感器，主动臂(11)可转动地固定在底座(12)上，角位移传感器位于主动臂(11)与底座(12)连接处；焊缝探测组件(2)包括壳体(21)、从动臂(22)和焊缝探测器，从动臂(22)可转动地固定在底座(12)上，焊缝探测器设置在壳体(21)内；主动臂(11)、从动臂(22)、壳体(21)及底座(12)共同构成平行四边形结构。该装置集成焊缝探测和变形探测，以实现稳定、可靠的管道变形检测。

Description

管道变形检测装置及检测器

技术领域

本实用新型涉及管道变形检测技术领域，特别涉及一种管道变形检测装置及检测器。

背景技术

随着油气运输行业的不断发展，长距离埋地油气管道越来越多的应用于油气产品的运输之中。管道运输凭借其安全、高效、节能、环保等特点，在我国国民经济发展中起着举足轻重的作用。但是，在油气管道的使用过程中，由于管道沟底岩石或其他外力作用，使得管壁受到外力碰撞、挤压而产生凹陷、椭圆变形等几何缺陷。按照施工规范，需要对管道内超标的几何变形缺陷进行修复或换管，也就是说，需要对正在使用的管道进行变形检测。

相关技术中，公开号为CN207688864U公开了一种用于投产前检测管道内径的装置，通过第一皮碗的内侧碗底与筒体的一端相连，筒体的另一端的外壁上设置有可伸缩的测径探头，环焊缝探测器和里程计设置在筒体的外壁上，电路板设置在筒体内，环焊缝探测器、里程计和测径探头通过导线与电路板相连，将装置经过的管道的焊缝情况的信息、行进里程的信息和管道内变形情况的信息在电路板中进行存储，探测到的这些信息可以揭示投产前管道内是否存在变形区域。

然而相关技术中的检测管道内径的装置主要用于投产前，而不用于投产使用后。同时，由于管道的布设长度一般较长，通常大于250km，且在管道投入使用后，管道内的杂质较多，例如含腊较多，检测管道内径的装置在全管道长度的变形检测中，当环焊缝探测器的个数为3-4个时，环焊缝探测器极易全部损坏，难以保证实现对全管道长度内全部变形的检测。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种集成焊缝探测和变形探测的管道变形检测装置及检测器，以实现稳定、可靠的管道变形检测。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种管道变形检测装置，所述装置包括：变形探测组件和焊缝探测组件，其中，

所述变形探测组件包括主动臂、底座、连接杆、弹性缓冲器件和角位移传感器，所述主动臂可转动地固定在所述底座上，所述主动臂与所述连接杆的一端相连，所述连接杆的另一端可移动地穿过所述底座；所述弹性缓冲器件套设在已经穿过所述底座的所述连接杆的另一端上；所述角位移传感器设置在所述底座内，并位于所述主动臂与所述底座连接处；

所述焊缝探测组件包括壳体、从动臂和焊缝探测器，所述从动臂可转动地固定在所述底座上，所述焊缝探测器设置在所述壳体内，所述壳体分别与所述主动臂和所述从动臂相连；

所述主动臂、所述从动臂、所述壳体及所述底座共同构成平行四边形结构。

在一种可能的设计中，所述主动臂包括第一部和第二部；

所述第一部与所述第二部的连接处固定在所述底座上；

所述第一部的长度大于所述第二部的长度。

在一种可能的设计中，所述第一部的长度与所述从动臂的长度相同；

所述第一部的厚度大于所述从动臂的厚度。

在一种可能的设计中，所述连接杆包括第一杆体和第二杆体；

所述第一杆体的杆径大于所述第二杆体的杆径；

所述底座上开设有限位孔，所述第一杆体与所述主动臂相连，并被限位在所述限位孔的一侧，所述第二杆体可移动地穿过所述限位孔。

在一种可能的设计中，所述变形探测组件还包括固定盖；

所述固定盖套设在已经穿过所述底座的所述连接杆的另一端上，用于固定所述弹性缓冲器件。

在一种可能的设计中，所述壳体包括外壳和压板；

所述焊缝探测器设置在所述外壳内；

所述压板封盖在所述焊缝探测器上，并与所述外壳相连。

在一种可能的设计中，所述焊缝探测组件还包括防磨片；

所述防磨片固定在所述壳体远离所述底座的一面上。

在一种可能的设计中，所述防磨片的个数为一个或多个，且所述防磨片为陶瓷片。

另一方面，提供了一种管道变形检测器，所述检测器包括：至少二十个上述管道变形检测装置和检测器本体，其中，

所述至少二十个管道变形检测装置均匀环设在所述检测器本体上；

所述角位移传感器和所述焊缝探测器与所述检测器本体内的电路板相连；

所述检测器被配置为使用时，每个所述管道变形检测装置的壳体抵靠在管道的内壁上。

在一种可能的设计中，所述检测器本体上设置有法兰，所述底座上开设有螺纹孔，螺栓穿过所述法兰的螺栓孔、并穿入所述螺纹孔中。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

1、通过设置变形探测组件，当主动臂向前方移动过程中触碰到管道内的变形处时，主动臂发生向后转动以通过变形处，同时弹性缓冲器件由于不能通过底座而被压缩，利用设置在主动臂与底座连接处的角位移传感器，可以记录下主动臂的转动角度，根据主动臂的转动角度，得到管道内变形处的下沉量；通过设置焊缝探测组件，当壳体经过焊缝时，设置在壳体内的焊缝探测器可以探测到管道内焊缝的存在，该装置集成了焊缝探测和变形探测，既可以实现对管道内变形处下沉量的获取，也可以实现对管道内焊缝的确定；

2、通过将主动臂、从动臂、壳体及底座共同构成平行四边形结构，增加了变形探测组件与焊缝探测组件之间连接的稳定性和可靠性；

3、通过将至少二十个管道变形检测装置均匀环设在检测器本体上，当检测器运行时，每个管道变形检测装置均将各自角位移传感器的角位移数据以及焊缝探测器获取的焊缝数据发送到检测器本体内的电路板中进行存储记录；在检测器运行结束后，通过对电路板中数据的分析，可以实现对管道内变形处的下沉量和管道内焊缝情况的获取，由于设置有至少十个管道变形检测装置，即使管道线路长、管道内杂质多，管道变形检测装置也不可能全部被损坏掉，因而可以实现稳定、可靠的管道变形检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种管道变形检测装置的正视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种管道变形检测装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种管道变形检测器的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1-变形探测组件，

11-主动臂，111-第一部，112-第二部，

12-底座，

13-连接杆，131-第一杆体，132-第二杆体，

14-弹性缓冲器件，

15-固定盖，

16-螺母，

17-第一固定销，

18-第二固定销，

2-焊缝探测组件，

21-壳体，211-外壳，212-压板，213-压板螺丝，

22-从动臂，

23-防磨片，

3-信号线，

4-螺栓，

5-检测器本体，51-防撞头，52-连杆，53-第一驱动皮碗，54-筒体，55-集线器，56-电子包，57-第二驱动皮碗，58-里程轮，59-法兰。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种管道变形检测装置，其正视图如图1所示，俯视图如图2所示，该装置包括：变形探测组件1和焊缝探测组件2。

其中，变形探测组件1包括主动臂11、底座12、连接杆13、弹性缓冲器件14和角位移传感器(在图中未显示)，主动臂11可转动地固定在底座12上，主动臂11与连接杆13的一端相连，连接杆13的另一端可移动地穿过底座12；弹性缓冲器件14套设在已经穿过底座12的连接杆13的另一端上；角位移传感器设置在底座12内，并位于主动臂11与底座12连接处，角位移传感器可以通过将角度变化量的测量变为电阻变化测量或电容变化的测量或感应电动势变化量的测量等。

焊缝探测组件2包括壳体21、从动臂22和焊缝探测器(在图中未显示)，从动臂22可转动地固定在底座12上，焊缝探测器设置在壳体21内，壳体21分别与主动臂11和从动臂22相连，焊缝探测器可以探测获取焊缝信息。

主动臂11、从动臂22、壳体21及底座12共同构成平行四边形结构，如图1所示，增加了变形探测组件1与焊缝探测组件2之间连接的稳定性和可靠性。

本实用新型实施例的管道变形检测装置的工作原理为：

当主动臂11向前方移动过程中触碰到管道内变形处时，主动臂11发生向后转动以通过变形处，同时弹性缓冲器件14由于不能通过底座12而被压缩，利用设置在主动臂11与底座12连接处的角位移传感器，可以记录下主动臂11的转动角度，根据主动臂11的转动角度，得到管道内变形处的下沉量；当主动臂11通过管道内变形处时，在弹性缓冲器件14的弹性作用，可以实现主动臂11位置的恢复；

当壳体21经过焊缝时，设置在壳体21内的焊缝探测器可以探测到管道内焊缝的存在。

因此，本实用新型实施例的管道变形检测装置，利用变形探测组件1与焊缝探测组件2，将焊缝探测与变形探测相集成，既可以实现对管道内变形处下沉量的获取，也可以实现对管道内焊缝的确定，并通过主动臂11、从动臂22、壳体21及底座12共同构成平行四边形结构，保证了管道变形检测装置结构的稳定与可靠。

下面对本实用新型实施例的管道变形检测装置进行进一步地描述说明：

对于变形探测组件1而言，变形探测组件1通过角位移传感器记录主动臂11的转动角度，以确定管道内变形处及该变形处的下沉量。

由于主动臂11在遇到变形处之后，会与底座12之间发生角度的转动，向装置运行的反方向运动，在主动臂11经过变形处之后，为了使主动臂11恢复遇到变形处之前与底座12之间的原始角度，通过将弹性缓冲器件14套设在已经穿过底座12的连接杆13的另一端上，以实现在主动臂11遇到变形处之后，主动臂11与底座12之间发生角度的转动，主动臂11向装置运行的反方向运动，连接杆13向装置运行的方向运动，弹性缓冲器件14由于不能穿过底座12而被压缩；在主动臂11经过变形处之后，弹性缓冲器件14的压缩被解除，在弹性缓冲器件14的弹性作用下，连接杆13向装置运行的反方向运动，主动臂11向装置运行的方向运动，主动臂11恢复遇到变形处之前与底座12之间的原始角度。

在一种可能的实现方式中，主动臂11包括第一部111和第二部112，第一部111与第二部112的连接处固定在底座12上，第一部111的长度大于第二部112的长度，如图1所示。

也就是说，角位移传感器位于第一部111与第二部112的连接处。通过第一部111实现与底座12之间发生角度的转动，通过第二部112实现连接过渡。如此设置，不仅便于主动臂11与底座12之间的固定，而且便于主动臂11与连接杆13之间的连接。

可选的，第一部111可以与第二部112一体成型，形成如图1所示的“L”型。

可选的，在第一部111与第二部112的连接处开设有第一通孔，通过将第一固定销17穿过底座12上的连接孔与第一部111与第二部112之间的连接处的第一通孔，以实现主动臂11与底座12之间的固定。

可选的，第一部111的长度与从动臂22的长度相同，便于主动臂11与从动臂22之间构成平行四边形相对的两个边；第一部111的厚度大于从动臂22的厚度，使得第一部111的体积大于从动臂22的体积，便于第一部111在发生转动时，可以带动从动臂22转动。

在一种可能的实现方式中，连接杆13包括第一杆体131和第二杆体132；第一杆体131的杆径大于第二杆体132的杆径；底座12上开设有限位孔(在图中未显示)，第一杆体131与主动臂11相连，并被限位在限位孔的一侧，第二杆体132可移动地穿过限位孔，如图1所示。

也就是说，第一杆体131与主动臂11的第二部112相连，弹性缓冲器件14套设在第二杆体132上。通过将连接杆13设置成不等径的杆体，使得连接杆13不能完全通过底座12，进而实现套设在第二杆体132上的弹性缓冲器件14的被压缩。

可以理解的是，限位孔可以为台阶孔或者孔径逐渐缩小的渐缩孔，只要能保证第二杆体132可以顺利穿过，第一杆体131无法穿过即可。

可选的，第一杆体131的一端可以开设有第二通孔，第二部112的一端开设有第二通孔，通过将第二固定销18穿过第一通孔和第二通孔，以实现第一杆体131与第二部112之间的固定，进而实现主动臂11与连接杆13之间的固定。

需要说明的是，第一杆体131与第二部112之间不能发生相对转动，两者之间固定相连。

在一种可能的实现方式中，弹性缓冲器件14可以为弹簧或者环形弹性塑胶垫，确保具有弹性缓冲功能即可，在本实用新型实施例中不作具体限定。

基于上述，为了实现对弹性缓冲器件14的固定，变形探测组件1还包括固定盖15，如图1所示，固定盖15套设在已经穿过底座12的连接杆13的另一端上，也就是第二杆体132上，用于固定弹性缓冲器件14，确保弹性缓冲器件14不从第二杆体132上滑落。

进一步地，第二杆体132上可以设置有外螺纹段，当固定盖15套设在其上之后，可通过将螺母16旋拧在第二杆体132上，实现对固定盖15的限定，如图1所示。

对于焊缝探测组件2而言，焊缝探测组件2可通过焊缝探测器获取并确定管道内的焊缝。

与相关技术中焊缝探测器是以可伸缩的焊缝探头的形式均匀设置在筒体一端端口的外壁上的位置设置不同的是，本实用新型实施例的管道变形检测装置只需通过将焊缝探测器设置在壳体21内，由于壳体21在使用时是贴靠在管道的内壁上，焊缝探测器无需伸缩即可获得管道的焊缝信息。

其中，焊缝探测器可以通过发送接收信号的形式，判断管道是否存在焊缝。举例来说，当信号遇到管道壁之后反射，若管道不存在焊缝，则信号往返的距离之差在预设距离之内，若管道存在焊缝，则信号往返的距离之差大于预设距离。

在一种可能的实现方式中，壳体21包括外壳211和压板212，如图1所示，焊缝探测器设置在外壳211内，压板212封盖在焊缝探测器上，并与外壳211相连，使得焊缝探测器被封设在壳体21内部。

其中，压板212可以与外壳211之间通过多个压板螺丝213固定，如图1所示。

为了防止壳体21在运行过程中被磨，进而损坏到其内的焊缝探测器，本实用新型实施例的焊缝探测组件2还包括防磨片23，如图2所示，防磨片23固定在壳体21远离底座12的一面上。

如此设置，在装置的运行过程中，防磨片23与管道的内壁直接接触，而不是壳体21与管道的内壁直接接触，避免了壳体21被磨损，实现了对壳体21的保护。

进一步地，防磨片23的个数为一个或多个。当防磨片23的个数为一个时，可以为一个覆盖住壳体21的表面上的防磨片；当防磨片23的个数为多个时，如图2所示，可以为多个小圆柱体，且小圆柱体的厚度应当小于2mm。

材质选择上，为了确保耐磨性，防磨片23可以为陶瓷片。

综上所述，本实用新型实施例的管道变形检测装置，利用变形探测组件1与焊缝探测组件2以集成焊缝探测与变形探测，既可以实现对管道内变形处下沉量的获取，也可以实现对管道内焊缝的确定，并通过主动臂11、从动臂22、壳体21及底座12共同构成平行四边形结构，保证了管道变形检测装置结构的稳定与可靠。

本实用新型实施例还提供了一种基于管道变形检测装置的管道变形检测器，对于本实用新型实施例中未披露的关于管道变形检测装置的细节，请参照上述本实用新型管道变形检测装置的实施例。

本实用新型实施例的管道变形检测器的结构示意图如图3所示，该检测器包括：至少二十个管道变形检测装置和检测器本体5。

其中，至少二十个管道变形检测装置均匀环设在检测器本体5上；

角位移传感器和焊缝探测器与检测器本体5内的电路板(在图中未显示)相连；

检测器被配置为使用时，每个管道变形检测装置的壳体21抵靠在管道的内壁上。

需要说明的是，为了保证数据传输的完整性和可靠性，角位移传感器和焊缝探测器与电路板之间通过信号线3连接，如图1所示，其中，图1可以表示为信号线3的接头。

本实用新型实施例的管道变形检测器的工作原理为：

当检测器运行时，每个管道变形检测装置均将各自角位移传感器的角位移数据以及焊缝探测器获取的焊缝数据发送到检测器本体5内的电路板中进行存储记录。

在检测器运行结束后，通过对电路板中数据的分析，可以实现对管道内变形处的下沉量和管道内焊缝情况的获取。

因此，本实用新型实施例的管道变形检测器，利用至少二十个管道变形检测装置和检测器本体5，可以实现对管道内变形处的下沉量和管道内焊缝情况的获取。

同时，由于设置有至少二十个管道变形检测装置，即使管道线路长、管道内杂质多，管道变形检测装置也不可能全部被损坏掉，因而可以实现稳定、可靠的管道变形检测。

对于检测器本体5而言，检测器本体5包括防撞头51、连杆52、第一驱动皮碗53、筒体54、集线器55、电子包56、第二驱动皮碗57和里程轮58，如图3所示。

其中，防撞头51通过连杆52与第一驱动皮碗53的一端相连，第一驱动皮碗53的另一端与筒体54的一端相连，筒体54的筒腔内设置有电子包56，电路板设置在电子包56内，筒体54上设置有集线器55，筒体54的另一端与第二驱动皮碗57的一端相连，里程轮58设置在第二驱动皮碗57的另一端。

在一种可能的实现方式中，为了实现检测器本体5与每个管道变形检测装置之间的连接，检测器本体5上设置有法兰59，底座12上开设有螺纹孔，螺栓4穿过法兰59的螺栓孔、并穿入螺纹孔中，将每个管道变形检测装置固定在检测器本体5上。

由图1可知，两个螺栓4固定一个管道变形检测装置，因而，可以理解的是，法兰59的环周开设有的螺纹孔的个数的一半等于管道变形检测器上管道变形检测装置的个数。

举例来说，法兰59的环周有四十个螺纹孔，管道变形检测器上可以设置有二十个管道变形检测装置。

当该管道变形检测器使用时，可以将检测器放置于发球筒中，发球筒为设置在站场处的管道，利用空气压缩机对发球筒加压，在压缩空气推动第一驱动皮碗53和第二驱动皮碗57的作用下，可以使得检测器从发球筒推入到管道中并行进。

可选的，电路板为具有储存记录功能的电路板，可以将角位移传感器获取的角位移数据以及焊缝探测器获取的焊缝数据进行存储，便于检测器使用完成后，操作人员对数据进行处理分析，得到对应的管道内变形处的下沉量和管道内焊缝情况。

综上所述，本实用新型实施例的管道变形检测器，利用至少二十个管道变形检测装置和检测器本体5，不仅可以实现对管道内变形处的下沉量和管道内焊缝情况的获取，而且可以实现稳定、可靠的管道变形检测。

在本实用新型中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道变形检测装置，其特征在于，所述装置包括：变形探测组件(1)和焊缝探测组件(2)，其中，

所述变形探测组件(1)包括主动臂(11)、底座(12)、连接杆(13)、弹性缓冲器件(14)和角位移传感器，所述主动臂(11)可转动地固定在所述底座(12)上，所述主动臂(11)与所述连接杆(13)的一端相连，所述连接杆(13)的另一端可移动地穿过所述底座(12)；所述弹性缓冲器件(14)套设在已经穿过所述底座(12)的所述连接杆(13)的另一端上；所述角位移传感器设置在所述底座(12)内，并位于所述主动臂(11)与所述底座(12)连接处；

所述焊缝探测组件(2)包括壳体(21)、从动臂(22)和焊缝探测器，所述从动臂(22)可转动地固定在所述底座(12)上，所述焊缝探测器设置在所述壳体(21)内，所述壳体(21)分别与所述主动臂(11)和所述从动臂(22)相连；

所述主动臂(11)、所述从动臂(22)、所述壳体(21)及所述底座(12)共同构成平行四边形结构。

2.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述主动臂(11)包括第一部(111)和第二部(112)；

所述第一部(111)与所述第二部(112)的连接处固定在所述底座(12)上；

所述第一部(111)的长度大于所述第二部(112)的长度。

3.根据权利要求2所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述第一部(111)的长度与所述从动臂(22)的长度相同；

所述第一部(111)的厚度大于所述从动臂(22)的厚度。

4.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述连接杆(13)包括第一杆体(131)和第二杆体(132)；

所述第一杆体(131)的杆径大于所述第二杆体(132)的杆径；

所述底座(12)上开设有限位孔，所述第一杆体(131)与所述主动臂(11)相连，并被限位在所述限位孔的一侧，所述第二杆体(132)可移动地穿过所述限位孔。

5.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述变形探测组件(1)还包括固定盖(15)；

所述固定盖(15)套设在已经穿过所述底座(12)的所述连接杆(13)的另一端上，用于固定所述弹性缓冲器件(14)。

6.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述壳体(21)包括外壳(211)和压板(212)；

所述焊缝探测器设置在所述外壳(211)内；

所述压板(212)封盖在所述焊缝探测器上，并与所述外壳(211)相连。

7.根据权利要求1所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述焊缝探测组件(2)还包括防磨片(23)；

所述防磨片(23)固定在所述壳体(21)远离所述底座(12)的一面上。

8.根据权利要求7所述的管道变形检测装置，其特征在于，所述防磨片(23)的个数为一个或多个，且所述防磨片(23)为陶瓷片。

9.一种管道变形检测器，其特征在于，所述检测器包括：至少二十个权利要求1-8任一项所述的管道变形检测装置和检测器本体(5)，其中，

所述至少二十个管道变形检测装置均匀环设在所述检测器本体(5)上；

所述角位移传感器和所述焊缝探测器与所述检测器本体(5)内的电路板相连；

所述检测器被配置为使用时，每个所述管道变形检测装置的壳体(21)抵靠在管道的内壁上。

10.根据权利要求9所述的管道变形检测器，其特征在于，所述检测器本体(5)上设置有法兰(59)，所述底座(12)上开设有螺纹孔，螺栓(4)穿过所述法兰(59)的螺栓孔、并穿入所述螺纹孔中。