CN215866500U

CN215866500U - 一种管道内检测装置

Info

Publication number: CN215866500U
Application number: CN202121906573.2U
Authority: CN
Inventors: 谌梁; 高斌; 姜世强; 田贵云; 张勇; 罗飞
Original assignee: Sichuan Deyuan Pipeline Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Deyuan Pipeline Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2031-08-13

Abstract

本实用新型属于管道检测技术领域，公开了一种管道内检测装置，包括：移动载体，其在管道中随管中流体而移动或通过行进机构而移动，并且在移动时移动载体的轴心线与管道的轴心线相平行；以及探头检测组件，设有至少两组，每组探头检测部件沿移动载体的轴心线依次设置于移动载体的外侧；探头检测组件包括以移动载体的轴心线环绕布设的多个检测部件，每个检测部件均具有一弹性材料制成的弹性检测端，每个弹性检测端内设置有检测探头，并且弹性检测端的弹性运动方向为径向。本实用新型的探头检测组件可在检测时能够始终保持与管道内壁相抵接、贴合的状态，进而提高信号质量和检测的准确性。

Description

一种管道内检测装置

技术领域

本实用新型属于管道检测技术领域，具体涉及一种管道内检测装置。

背景技术

管道完整性是关乎油气运输安全的重要因素，管道业主对此非常关注，由于管道腐蚀或打孔盗油等破坏方式，造成管道完整性失效，将导致重大经济损失、环境和社会影响；因此需定期对管道进行检测，以发现管道腐蚀、变形、泄漏等失效情况。

关于管道的内部质量检测，常用的检测技术有漏磁(MFL)、EMAT、压电超声等，应用最广泛的是漏磁检测技术。现有的管道内检测装置一般分为多节，每节实现不同的功能，检测器的外形尺寸决定了检测器的通过性能，探头与管壁贴合程度影响检测信号的质量。

而现有检测装置中大多数采用多连杆机构的浮动探头或弹簧片支撑的探头结构，在管道中长期运行后会导致零件撞击损伤或弹簧片疲劳，导致探头与管壁贴合不好，从而影响信号质量；而且，多段式的机械结构对于检测装置在管道中的通过性有较大限制，多段必然使检测器只能通过较大转弯半径的管道。

因此，有必要开发一种通过性高、探头结构与管壁贴合良好且不会产生疲劳、断裂的检测器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供的一种管道内检测装置，解决现有检测装置存在探头与管壁贴合不好而影响信号质量的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种管道内检测装置，包括：

移动载体，其在管道中随管中流体而移动或通过行进机构而移动，并且在移动时移动载体的轴心线与管道的轴心线相平行；以及

探头检测组件，设有至少两组，每组探头检测部件沿移动载体的轴心线依次设置于移动载体的外侧；探头检测组件包括以移动载体的轴心线环绕布设的多个检测部件，每个检测部件均具有一弹性材料制成的弹性检测端，每个弹性检测端内设置有检测探头，并且弹性检测端的弹性运动方向为径向，以在检测时每个弹性检测端能够与管道的内壁相抵；

其中，在移动载体的轴心线方向上，每组探头检测组件呈交错设置，以使移动载体上所设有的探头检测组件弹性检测端的总检测范围覆盖管道的周向管壁。

在可能的实现方式中，每个弹性检测端与管道内壁相抵的一侧均具有一检测接触面；

弹性检测端在与管道内壁相抵时，检测接触面与管道内壁相贴合。

在可能的实现方式中，所述检测部件包括由弹性材料制成的第一支撑件，第一支撑件的两端分别配置为连接端和所述弹性检测端；第一支撑件通过连接端安装在移动载体上，弹性检测端内设有检测探头；弹性检测端可在其弹性作用下绕连接端作相对管道中心的径向运动。

在可能的实现方式中，所述第一支撑件在其连接端与弹性检测端之间还设有过渡连接段，连接端与移动载体垂直连接。

在可能的实现方式中，所述探头检测组件包括由弹性材料一体制成的第二支撑件，第二支撑件具有环状连接部和间隔分布于环状连接部外周缘的多个支撑部，第二支撑件通过环状连接部套接在移动载体的外侧，每个支撑部配置为弹性检测端，在弹性检测端内设置检测探头。

在可能的实现方式中，所述支撑部与环状连接部之间还设有过渡连接部，环状连接部与移动载体垂直连接。

在可能的实现方式中，所述管道内检测装置还包括连接于移动载体的里程检测部件。

在可能的实现方式中，所述移动载体包括筒形舱体、防撞板和密封皮碗；每组探头检测组件沿筒形舱体的轴心线依次设置于筒形舱体的外侧；

在移动载体的移动方向上，每组探头检测组件的前侧均配置有一个密封皮碗，且密封皮碗的密封端朝向与探头检测组件的弹性检测端朝向一致并均背离移动载体的移动方向，防撞板设于筒形舱体的最前端。

在可能的实现方式中，所述筒形舱体内设有电池组件和记录存储单元，所述记录存储单元分别与每组探头检测组件连接，所述电池组件分别为记录存储单元和每组探头检测组件供电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

管道内检测装置通过具有弹性检测端的探头检测组件，每个弹性检测端通过其弹性均可作径向运动，使得在检测时能够始终保持与管道内壁相抵接、贴合的状态，进而提高信号质量和检测的准确性，并且通过将探头检测组件设置为两组以上且每组探头检测组件交错设置，这样可使得检测装置的检测范围可有效覆盖管道的一个完整周向内壁，实现360°且无死角的移动检测，避免了只设置一组且由于弹性检测端需要作径向运动而存在间隔导致的无法覆盖完整周向管壁的问题。

而且，管道内检测装置的每个弹性检测端均采用弹性材料制成，检测探头包裹在弹性材料内，实现探头的密封和使其具有较好的耐水压性能，并且弹性检测端通过特定的角度，可保证探头与管壁良好的贴合，并提供足够的支撑力，防止检测探头在检测时的抖动，更为稳定。

同时，管道内检测装置通过将存储记录单元和电池包等集成于筒形舱体中，整体结构设计更为紧凑，外形较小，易于通过小曲率的管道弯头，并且可进行里程检测，也可在高压环境下正常作业，不会进水短路。

附图说明

图1为本申请实施例的一种管道内检测装置的立体结构示意图；

图2为本申请实施例的一种管道内检测装置的前视示意图，该前视示意图也示出了两组探头检测组件于密封皮碗上的投影或透视；

图3为本申请实施例的一种管道内检测装置的探头检测组件的一种实施结构的检测部件的结构示意图；

图4为图3所示检测部件的侧视图，该侧视图还示出了弹性检测端的设置角度；

图5为图3所示检测部件的立体截面示意图；

图6为本申请实施例的一种管道内检测装置的探头检测组件的另一种实施结构的立体示意图；

图7为图6所示探头检测组件的剖面结构示意图；

图8为本申请实施例的一种管道内检测装置的安装有图6所示探头检测组件的结构示意图；

图9为本申请实施例的一种管道内检测装置的剖面结构示意图，该剖面结构示意图示出了在安装有图3所示探头检测组件时的装置内部结构。

图中：1-移动载体；11-筒形舱体；12-电池组件；13-记录存储单元；2-探头检测组件；21-第一支撑件；211-连接端；212-过渡连接段；213-弹性检测端；214-检测探头；22-第二支撑件；221-环状连接部；222-过渡连接部；223-支撑部；3-里程检测部件；31-里程轮；32-编码器；33-轮支架；4-防撞板；5-密封皮碗；6-耐压连接线；7-耐压连接头；8-螺栓；9-隔环。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

请参照图1所示，本申请的实施例提供了一种管道内检测装置，可包括：移动载体1和至少两组探头检测组件2，探头检测组件2通过移动载体1在管道中的移动而对管内壁进行检测，而检测的内容可根据实际所需而搭载的不同检测功能的探测头决定；需要说明的是，该管道内检测装置可对一般的管道进行检测，一般的管道包括油气管道、水输送管道和缆线管道等，也可以对一些其他可适用的特殊管道进行检测，并不做限制。

在本申请的实施例中，移动载体1，其在管道中随管中流体而移动或通过行进机构而移动，并且在移动时移动载体1的轴心线与管道的轴心线相平行；可以理解的是，移动载体1在管道中的移动可以是通过流体的作用而移动，该作用为流体在流动时作用于移动载体1前后侧的压力差而产生的推动作用，也可以是通过行进机构实现其在管道中的移动，该行进机构具体可以包括设于移动载体1内的驱动机构以及设于移动载体1外的行进轮，该行进轮由驱动机构驱动而转动，具体可以是，行进轮分别设置在移动载体的两端，探头检测组件可设置在行进轮之间的移动载体上，而行进机构可外置或设于移动载体内，行进机构可采用现有技术；以及

探头检测组件2，设有至少两组，每组探头检测部件沿移动载体1的轴心线依次设置于移动载体1的外侧；探头检测组件2包括以移动载体1的轴心线环绕布设的多个检测部件，每个检测部件均具有一弹性材料制成的弹性检测端213，每个弹性检测端213内设置有检测探头214，并且弹性检测端213的弹性运动方向为径向，以在检测时每个弹性检测端213能够与管道的内壁相抵；

探头检测组件2的每个检测部件通过其弹性检测端213对管道内壁进行检测，弹性材料制成且设有检测探头214的弹性检测端213，其弹性运动方向为径向，这样能够使其在检测时与管道的内壁相抵，以在移动检测时通过其弹性可保持有效的与管内壁接触，并提供较为稳定的支撑力，进而提高信号质量和检测的准确性，也实现了探头的密封和使其具有较好的耐水压性能；

需要理解的是，弹性检测端213与管道的内壁相抵中的“相抵”，其包括面相抵和线相抵，具体可根据所搭载的检测探头214的检测方式或检测对象而定。

在具体的实施过程中，检测探头214可以是漏磁检测探头，或者是其他不同功能或检测方式的探头。

请参照图1和图2所示，在本申请的实施例中，在移动载体1的轴心线方向上，每组探头检测组件呈交错设置，以使移动载体上所设有的探头检测组件弹性检测端的总检测范围覆盖管道的周向管壁。

由于是通过弹性材料制成的弹性检测头对管道内壁进行检测，弹性检测头因而具有弹性且可径向运动，这样就会使得处于自然状态下或者受力较小时一组探头检测组件2的相邻弹性检测端213之间存在间隔，导致无法对整个圆周整体覆盖，也就是说，弹性检测探头214的检测范围总和也不能完整覆盖管道的周向管壁，而通过将探头检测组件2设有至少两组，每组探头检测部件沿移动载体1的轴心线依次设置于移动载体1的外侧，并且在移动载体1的轴心线方向上，每组探头检测组件呈交错设置，即每组探头检测部件的弹性检测端在移动载体的轴线先上交错设置，这样就能够通过两组探头检测组件的配合使得每个弹性检测端213的总检测范围覆盖管道的周向管壁，从而实现对管内壁的360°且无死角的检测，检测更为全面和有效。

关于两组以上的探头检测组件的交错设置，主要是为了使得每个弹性检测端213的检测范围能够覆盖整个圆周，并可具备一定的重复宽度；例如，以面相抵为例，相抵的接触面即单个探头的检测覆盖面宽度为W，弹性检测端213的设置数量为n，管道内径为D₁，则具备关系:

在计算出N₁后，向上取偶数整，即得到需要设置的探头数量n，前后端设置探头数量为n/2。

这样一来，便可通过两组探头检测组件2实现对圆周的整体覆盖，而在设置有三组或三组以上的N组时，也需要具备以上的关系，也就是在计算出N₁后，向上取偶数整，即得到需要设置的探头数量n，前后每组设置的探头数量为n/N且相互错开。

在一些不同的实施方式中，弹性检测部件所采用的弹性材料是具有较高弹性及韧性的橡胶材料或聚氨酯材料制成，其中，作为实施优选的，弹性材料是橡胶材料。

请参照图3和图4所示，在本申请的实施例中，每个所述弹性检测端213与管道内壁相抵的一侧均具有一检测接触面；弹性检测端213在与管道内壁相抵时，检测接触面与管道内壁相贴合。弹性检测端213其在检测时其通过该检测接触面与管道的内壁抵接并贴合，而该检测接触面大小与检测探头214检测范围基本一致，这样能够更好的进行检测；其中的贴合，可以理解为该检测接触面与管道内壁的形状相匹配，也就是在贴合后能够相吻合。

可以理解的是，请结合图4所示，由于弹性检测端213具有弹性，并且需要满足在检测时其检测接触面与管壁相贴合，也就是说，在弹性检测端213处于自然状态或不受力状态时，该检测接触面或弹性检测端213是与移动载体1的轴心线是不平行的，且存在一定的夹角α，而该夹角优选为3°-7°范围内，具体角度设置可根据所采用的弹性材料而定，如在采用橡胶材料时，该夹角为5°，这样就能够使得在检测之前探头检测组件2检测端的直径由大于管道内壁直径的状态变为检测时基本等于管道内壁直径的状态，同时又相贴合。

请参照图1-5所示，在本申请实施例的一种管道内检测装置的探头检测组件2的一种实施结构中，探头检测组件2包括以移动载体1的轴心线环绕布设的多个检测部件，检测部件包括由弹性材料制成的第一支撑件21，第一支撑件21的两端分别配置为连接端211和所述弹性检测端213；第一支撑件21通过连接端211安装在移动载体1上，弹性检测端213内设有检测探头214；弹性检测端213可在其弹性作用下绕连接端211作相对管道中心的径向运动。

这样一来，第一支撑件21通过其连接端211安装在移动载体1上，并通过另一端的弹性检测端213相对连接端211形成一个自由端，该自由端可在检测时受管壁的挤压时可在其弹性作用下绕连接端211作相对管道中心的径向运动，进而保证探头与管壁良好的贴合，并提供足够的支撑力，防止检测探头214在检测时的抖动，更为稳定。

具体的，如图3所示，在连接端211上设有连接孔和定位孔，定位孔用于其在移动载体1上的定位，连接孔则在定位孔进行定位后通过紧固件等连接结构固定在移动载体1上；当然也可以采用其他的现有安装结构，并不做限制。

请结合图2-4所示，为了更好的构造出第一支撑件21在挤压后能够与管道内壁相贴合的结构，所述第一支撑件21在其连接端211与弹性检测端213之间还设有过渡连接段212，连接端211与移动载体1垂直连接。过渡连接段212可起到的一个过渡连接的作用，由此使得弹性检测端213能够通过小角度如5°范围内的弹性变形即可与管道内壁相贴合。

在一些具体的实施方式中，结合图4所示，第一支撑件21利用模具一体成型，并在其内部封装所搭载的检测探头214，该检测探头214为无损检测探头。而且，使得

其中R1为探头检测组件2于弹性检测端213与管内壁贴合时的外径，D1为管道内径，在探头安装位置确定的情况下，探头检测组件2在管道内壁压缩变形，使α角度变为接近于0度，这样可以保证探头与管壁的贴合效果。

请参照图6-8所示，在本申请实施例的一种管道内检测装置的探头检测组件2的另一种实施结构中，所述探头检测组件2包括由弹性材料一体制成的第二支撑件22，第二支撑件22具有环状连接部221和间隔分布于环状连接部221外周缘的多个支撑部223，第二支撑件22通过环状连接部221套接在移动载体1的外侧，每个支撑部223配置为弹性检测端213，在弹性检测端213内设置检测探头214。

在该实施方式中，每个检测部件则相当于第二支撑件22的支撑部223，并通过每个支撑部223作为弹性检测端213进行检测；这样一来，每个检测部件则可构成一体结构，并通过环状连接部221固定在移动载体1上，这样更便于检测部件的一体安装，安装更为方便。

请参照图7所示，在一具体的实施方式中，所述支撑部223与环状连接部221之间还设有过渡连接部222，环状连接部221与移动载体1垂直连接。该过渡连接段212可起到的一个过渡连接的作用，由此使得探测检测端能够通过小角度如5°范围内的弹性变形即可与管道内壁相贴合。

具体的，请参照图7所示，该一体式探头检测组件2前后各布置一组，在周向上具有一定的角度差值，使得检测探头214的实现圆周全覆盖，比如：一组一体式探头检测组件2具有N个沿圆周均布的支撑部223，则前后两组探头检测组件2的角度差值为

设计角度使

其中D₁为管道内径，R₁为探头检测组件2于弹性检测端213端部外缘的半径，R₂为探头检测组件2于过渡连接段212端部外缘的半径，R₂比R₁稍大，以此可使得弹性检测端213在管壁中受内壁挤压后，弹性检测端基本与管内壁平齐。

请参照图9所示，本申请实施例的一种管道内检测装置还包括连接于移动载体的里程检测部件3。该里程检测部件3用于获取里程数据，可以理解的是，里程检测部件可以采用通过分析探头检测组件的漏磁信号而获得里程数据，也可以通过轮支架33安装在移动载体1上且可与管壁接触的里程轮31以及在里程轮31上设置具有感应器的编码器32实现，由此可根据里程轮31的旋转圈数获得里程数据，从而实现在移动检测时能够获得的里程数据。

请参照图9所示，在本申请实施例的一种管道内检测装置中，移动载体1可包括筒形舱体11、防撞板4和密封皮碗5；每组探头检测组件沿筒形舱体11的轴心线依次设置于筒形舱体11的外侧；其中，筒形舱体11其外形为筒状结构，并在其内部设有容纳腔体，以便于安装相关的电子器件，以使得整体结构设置更为紧凑、合理。

请参照图1、图8和图9所示，在移动载体1的移动方向上，每组探头检测组件2的前侧均配置有一个密封皮碗5，且密封皮碗5的密封端朝向与探头检测组件2的弹性检测端213朝向一致并均背离移动载体1的移动方向，防撞板4设于筒形舱体11的最前端。密封皮碗5其结构类似于碗状，其可以起到推动筒形舱体11移动的作用；密封皮碗5的外径一般比管道内径大3-6％，形成一定的过盈量；而每组探头检测组件2均配置一个密封皮碗5，两个密封皮碗5的可以防止其中一个变形之后漏气而导致设备无法前进的风险；防撞板4由橡胶材料制成且安装在筒形舱体11的最前端，用于防止由于高速导致的设备在弯头处发生撞击，损伤筒形舱体。

请结合图1和图9所示，在一些具体的实施方式中，防撞板4、密封皮碗5、探头检测组件2为一组且通过法兰和螺栓8依次紧固安装于筒形舱体11的前端，另一组探头检测组件2安装于筒体组件的后端，与其相配置的密封皮碗5设置于该探头检测组件2的前侧，也通过法兰和螺栓8紧固安装在筒形舱体11上；当然的，为了在密封皮碗5的后侧为探头检测组件2提供一定的活动空间，探头检测组件2与相邻的密封皮碗5之间设有隔环9。

在一些其他的实施方式中，所述筒形舱体11内设有电池组件12和记录存储单元13，所述记录存储单元13分别与每组探头检测组件2连接，所述电池组件12分别为记录存储单元13和每组探头检测组件2供电。该记录存储单元13也与每组里程检测部件3的编码器连接，并且电池组件12也为每个编码器提供电源；通过将这些电子部件设于筒形仓体内11，可进一步避免整体长度过长影响通过性的问题。

如图9所示，为了使得本装置整体的耐压性和防水性更好，筒形仓体内各用电部件与检测探头214和编码器的连接均通过具有耐压连接头7的耐压连接线6连接，通过耐压连接线6实现检测探头214、编码器等与内部电路硬件的通信，并且可在高水压环境下正常工作，不会进水短路；而且，筒形舱体11的前后端盖分别配合有密封圈，实现筒体整体密封，以保护内部电池及电路部件。

本申请实施例的一种管道内检测装置具有以下优点：

1、探头组件整体封装效果好，在管道内部高压环境(3-20Mpa)下，可保证探头密封性能；

2、探头组件具备高的回弹性能，探头与管壁贴合效果好，不会疲劳断裂；

3、探头组件采用模具成型，探头在内部定位准确，探头制造一致性好；

4、探头组件封装完成为单个零件，无需其他连接或支撑零件；减小了探头组件在管道内运行时掉落零件；

5、探头距离上表面距离可通过模具控制，做到适合的尺寸，使探头距离待检表面的提离值达到最佳要求，可以优化探头信号；

6、电路结构与检测探头等集成为一节，减少整体长度，提高弯头通过性。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。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

1.一种管道内检测装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1的一种管道内检测装置，其特征在于：每个所述弹性检测端与管道内壁相抵的一侧均具有一检测接触面；

3.根据权利要求1的一种管道内检测装置，其特征在于：所述检测部件包括由弹性材料制成的第一支撑件，第一支撑件的两端分别配置为连接端和所述弹性检测端；第一支撑件通过连接端安装在移动载体上，弹性检测端内设有检测探头；弹性检测端可在其弹性作用下绕连接端作相对管道中心的径向运动。

4.根据权利要求3的一种管道内检测装置，其特征在于：所述第一支撑件在其连接端与弹性检测端之间还设有过渡连接段，连接端与移动载体垂直连接。

5.根据权利要求1的一种管道内检测装置，其特征在于：所述探头检测组件包括由弹性材料一体制成的第二支撑件，第二支撑件具有环状连接部和间隔分布于环状连接部外周缘的多个支撑部，第二支撑件通过环状连接部套接在移动载体的外侧，每个支撑部配置为弹性检测端，在弹性检测端内设置检测探头。

6.根据权利要求1的一种管道内检测装置，其特征在于：所述管道内检测装置还包括连接于移动载体的里程检测部件。

7.根据权利要求1-6任一项的一种管道内检测装置，其特征在于：所述移动载体包括筒形舱体、防撞板和密封皮碗；每组探头检测组件沿筒形舱体的轴心线依次设置于筒形舱体的外侧；

8.根据权利要求7的一种管道内检测装置，其特征在于：所述筒形舱体内设有电池组件和记录存储单元，所述记录存储单元分别与每组探头检测组件连接，所述电池组件分别为记录存储单元和每组探头检测组件供电。