ES2321778B1 - Sonda de inspeccion de tuberia. - Google Patents
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- F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
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Abstract
Sonda de inspección de tubería.
Una sonda (100) para inspeccionar una tubería
que incluye un alojamiento (101) dimensionado para su inserción
dentro de la tubería y una pluralidad de patillas (112)
estabilizadoras que tienen un primer extremo (106) fijado al
alojamiento (101) y un segundo extremo (108) que se puede extender
desde el alojamiento (101). Las patillas (112) estabilizadoras
están configuradas para entrar en contacto con la superficie
interna de la tubería. Una pluralidad de brazos (116) sensores que
se pueden extender desde el alojamiento (101) y que pueden girar
respecto de las patillas (112) estabilizadoras. Un motor (111)
proporciona la rotación de los brazos (116) sensores respecto de
las patillas (112) estabilizadoras.
Description
Sonda de inspección de tubería.
La presente invención se refiere a un aparato
para inspeccionar el interior de una tubería y más específicamente
se refiere a una sonda para inspeccionar el interior de una
tubería.
Las tuberías, tales como tubos o equipos de
forma cilíndrica, están a menudo construidos a partir de segmentos
soldados que están sometidos a tensión o desgaste. Por lo tanto, a
menudo se necesita inspeccionar la superficie interior de la
tubería durante los procedimientos de mantenimiento buscando grietas
y la integridad de una unión de soldadura. Por ejemplo, un
recipiente a presión de reactor (RPV) de un reactor de agua
hirviendo (BWR) típicamente tiene tuberías sumergidas que tienen
soldaduras interiores que necesitan ser inspeccionadas durante
mantenimientos rutinarios. Las bombas de chorro tubulares huecas
que tienen tuberías internas están dispuestas dentro de una corona
para proporcionar el flujo de agua requerido del núcleo del reactor.
Las bombas de chorro incluyen una parte superior conocida como el
mezclador de entrada, y una parte inferior, conocida como el
difusor. El mezclador de entrada y el difusor, debido a su gran
tamaño, se forman soldando juntas una pluralidad de secciones
cilíndricas y cónicas. Específicamente, los extremos respectivos de
las secciones cilíndricas adyacentes están unidos por una soldadura
circunferencial. Durante el funcionamiento del reactor, los cordones
de soldadura circunferenciales pueden experimentar agrietamiento
por corrosión bajo tensiones (IGSCC) y agrietamiento intergranular
por corrosión bajo tensiones asistidas por irradiación (IASCC) en
zonas afectadas por el calor de soldadura que puede reducir la
integridad estructural de la bomba de chorro.
Es importante examinar periódicamente las
soldaduras del mezclador de entrada y del difusor de la bomba de
chorro para determinar si se ha producido cualquier agrietamiento.
Aunque se pueden llevar a cabo los exámenes en la corona o región
entre un carenado y una pared de un recipiente de presión, es
probable que estos exámenes sean sólo inspecciones parciales debido
a las limitaciones de acceso en la región anular del reactor. Por
lo tanto, el examen de las soldaduras de la bomba de chorro es
realizado por una herramienta de inspección dispuesta en el
interior del mezclador de entrada de la bomba de chorro y dentro
del difusor de la bomba de chorro. Tal herramienta de inspección
lleva a cabo exámenes ultrasónicos y/o de corriente de Foucault de
las soldaduras de bomba de chorro desde el interior del mezclador de
entrada y el difusor de la bomba de chorro en un reactor
nuclear.
Típicamente, el personal operacional situado en
un puente de aprovisionamiento de combustible por encima de la
superficie de la piscina manipula un sistema de distribución de
herramienta que está conectado a una entrada de bomba de chorro
para la inserción de una sonda de inspección. La larga sonda de
inspección cilíndrica se inserta a través de la estrecha abertura
de la entrada de bomba de chorro y está fijada y posicionada en
vertical dentro de la bomba de chorro por un cable guía. Una vez en
el interior, la sonda de inspección se activa de manera que los
brazos que contienen sensores se extienden a partir del cuerpo
cilíndrico largo de la sonda de inspección. Los brazos de detección
de la sonda de inspección son girados por un motor sobre la sonda
de inspección para proporcionar una exploración radial de las
superficies interiores de la bomba de chorro. La sonda de inspección
incluye a menudo una masa de estabilización en un esfuerzo para
estabilizar la sonda en la tubería.
Como se reconoce por los inventores de la
presente invención, las sondas actuales no previenen la rotación de
las partes no-detectoras del cuerpo de sonda y por
lo tanto, la posición giratoria de los sensores no puede ser seguida
o determinada. Igualmente, tales sondas se pueden usar típicamente
en una tubería sustancialmente vertical donde los propios brazos
sensores centran la sonda dentro de la tubería entrando en contacto
con la superficie interna de la tubería cuando giran. Esto es en
parte debido al acoplamiento suspendido de la sonda de inspección
en la tubería vertical de la bomba de chorro y la incapacidad de
limitar el movimiento o de establecer una posición de referencia
radial dentro de la tubería. Los inventores de la presente invención
han desarrollado con éxito una sonda de inspección mejorada para su
inserción y la inspección del interior de una tubería que puede ser
o no una tubería dispuesta en vertical. Estabilizando una parte de
la sonda dentro de la tubería, la presente invención puede también
proporcionar la determinación y el seguimiento de la posición de
rotación de los elementos de detección y por lo tanto las
mediciones de los sensores se pueden correlacionar con una posición
giratoria que permite la posición de cualquier defecto
identificado.
Según un aspecto de la invención, una sonda para
inspeccionar una tubería incluye un alojamiento dimensionado para
su inserción dentro de la tubería y una pluralidad de patillas
estabilizadoras que tienen un primer extremo fijado al alojamiento
y un segundo extremo que se puede extender a partir del
alojamiento. Las patillas estabilizadoras están configuradas para
entrar en contacto con la superficie interior de la tubería. Una
pluralidad de brazos sensores se puede extender a partir del
alojamiento y se puede girar respecto de las patillas
estabilizadoras. Un motor proporciona la rotación de los brazos
sensores respecto de las patillas estabilizadoras.
Según otro aspecto de la invención, una sonda de
inspección de tubería incluye un alojamiento dimensionado para su
inserción dentro de la tubería y que tiene una primera parte y una
segunda parte. La sonda incluye al menos una junta flexible que
acopla la primera parte y la segunda parte y un husillo para acoplar
giratoriamente la primera parte a la segunda parte. Una pluralidad
de patillas estabilizadoras tiene un primer extremo fijado a la
primera parte del alojamiento y un segundo extremo que se puede
extender a partir del alojamiento. Las patillas estabilizadoras
están configuradas para entrar en contacto con la superficie
interna de la tubería. Un elemento aplicador proporciona la
retención de las patillas estabilizadoras dentro del alojamiento y
un accionador de patillas estabilizadoras está configurado para
extender el segundo extremo de las patillas estabilizadoras a
partir de dicho alojamiento. La sonda incluye también una
pluralidad de brazos sensores, teniendo cada uno de los brazos
sensores un primer extremo fijado a la segunda parte y un segundo
extremo que se puede extender a partir de la segunda parte y que
tiene un sensor. Al menos un accionador de brazos proporciona la
extensión del segundo extremo de los brazos sensores a partir del
alojamiento a una posición extendida de detección.
Un motor proporciona la rotación de la segunda
parte respecto de la primera parte.
Según otro aspecto más de la invención, una
sonda para inspeccionar una superficie interna de una tubería,
incluye un alojamiento dimensionado para la inserción dentro de la
tubería y que tiene una primera parte y una segunda parte y al
menos una junta flexible que acopla la primera parte y la segunda
parte. Un husillo proporciona un acoplamiento giratorio de la
primera parte a la segunda parte. Una pluralidad de patillas
estabilizadoras incluye un primer extremo fijado a la primera parte
del alojamiento y un segundo extremo que se puede extender a partir
del alojamiento y cada uno está configurado para entrar en contacto
con la superficie interna de la tubería. La sonda incluye también un
accionador de patillas estabilizadoras configurado para extender el
segundo extremo de las patillas estabilizadoras a partir de dicho
alojamiento y una pluralidad de brazos sensores, teniendo cada uno
de los brazos sensores un primer extremo fijado a la segunda parte
y un segundo extremo que se puede extender a partir de la segunda
parte. Cada segundo extremo incluye también un sensor. La sonda
tiene al menos un accionador de brazos para extender el segundo
extremo de los brazos sensores a partir de dicho alojamiento a una
posición extendida de detección. Un motor proporciona la rotación de
la segunda parte respecto de la primera parte.
Según otro aspecto adicional de la invención,
una sonda para inspeccionar una superficie interna de una tubería
que incluye un alojamiento dimensionado para su inserción dentro de
la tubería, teniendo el alojamiento una primera parte y una segunda
parte. Una pluralidad de patillas estabilizadoras está configurada
para entrar en contacto con la superficie interior de la tubería.
Cada patilla estabilizadora tiene un primer extremo fijado al
alojamiento y un segundo extremo que se puede extender a partir del
alojamiento. La sonda incluye un medio para extender cada una de
las patillas estabilizadoras a partir de una posición dentro del
alojamiento hasta una posición en la cual el segundo extremo entra
en contacto con la superficie interna de la tubería. La sonda
incluye también una pluralidad de brazos sensores, teniendo cada uno
de dichos brazos sensores un primer extremo fijado a la segunda
parte y un segundo extremo que se puede extender a partir de la
segunda parte y que tiene un sensor. La sonda incluye, además, un
medio para extender cada uno de los brazos sensores a partir de una
posición dentro del alojamiento hasta una posición que posiciona el
sensor cerca de la superficie interna de la tubería y medios para
hacer girar los brazos sensores respecto de las patillas
estabilizadoras.
Otros aspectos de la presente invención serán en
parte evidentes y en parte indicados más adelante. Se ha de
entender que diversos aspectos de la invención pueden ser
realizados individualmente o en combinación con otro. Igualmente se
ha de entender que la descripción detallada y los dibujos, aunque
indican algunas realizaciones ejemplares de la invención, están
concebidos únicamente con carácter ilustrativo y no han de
interpretarse como que limitan el alcance de la invención.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
sonda de tubería en una posición colapsada según una realización
ejemplar de la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una
sonda de tubería en una posición de extensión radial según una
realización ejemplar de la invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un
conjunto de husillo para una sonda de tubería según una realización
ejemplar de la invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva del eje
del husillo para su uso en una sonda de tubería según otra
realización de la invención.
La figura 5 es una vista en perspectiva de un
brazo sensor que tiene una punta de sensor aplicada y con
suspensión cardan para su uso en una tubería según una realización
ejemplar de la invención.
La figura 6 es una vista lateral de un brazo
sensor que se acopla a un accionador de brazos sensores e incluye
un elemento pasivo de aplicación según una realización ejemplar de
la invención.
La figura 7 es una vista lateral de un segmento
sensor con un brazo sensor extendido que tiene un elemento pasivo
de aplicación según una realización ejemplar de la invención.
La figura 8 es una vista de un segmento sensor
que tiene tres brazos sensores y tres accionadores de brazos
sensores de cilindro neumático según una realización ejemplar de la
invención.
La figura 9 es una vista de una válvula de
distribución de aire para coordinar la actuación de los tres brazos
sensores de cilindro neumático según una realización ejemplar de la
invención.
Los símbolos de referencias iguales indican
elementos o características iguales en los dibujos.
La siguiente descripción es de naturaleza
meramente ejemplar y no pretende de modo alguno limitar la
invención, sus aplicaciones o sus usos. Como se ha indicado, los
símbolos o números de referencia iguales en las diversas figuras
indican elementos o características iguales a lo largo de los
dibujos. Por lo tanto, la descripción de los elementos,
características o partes comunes en las figuras previamente
presentadas no se repiten posteriormente.
En una realización de la invención, una sonda
para inspeccionar una parte interna de una tubería incluye un
alojamiento dimensionado para su inserción dentro de la tubería y
una pluralidad de patillas estabilizadoras que tiene un primer
extremo fijado al alojamiento y un segundo extremo que se puede
extender a partir del alojamiento. Las patillas estabilizadoras
están configuradas para entrar en contacto con la superficie
interna de la tubería. Una pluralidad de brazos sensores se puede
extender a partir del alojamiento y se puede girar respecto de las
patillas estabilizadoras.
Un ejemplo de tal sonda se ilustra en la figura
1. Como se muestra, la sonda (100) tiene el alojamiento (101) con
un primer segmento o parte (102) y un segundo segmento (104), y un
primer extremo (106) y un segundo extremo (108). Aunque la sonda
(100) y/o el alojamiento (101) pueden tener diversas formas y
dimensiones, la sonda (100) tiene en diversas realizaciones una
forma preferida alargada y cilíndrica con un diámetro exterior
inferior al diámetro interior de la tubería al cual se insertará y
operará la sonda. El primer segmento (102) incluye una o más
cámaras o cavidades (110) que están dimensionadas para capturar y
retener una pluralidad de patillas estabilizadoras (112). La figura
1 ilustra las patillas (112) estabilizadoras en una posición
colapsada dentro de las cavidades (110) de las patillas y la figura
2 ilustra las patillas (112) estabilizadoras en una posición radial
extendida. Como se muestra, cada patilla (112) estabilizadora, en
esta realización ejemplar, tiene un extremo fijado giratoriamente
al primer segmento (102) y un segundo extremo que se extiende
radialmente a partir de la parte de cuerpo del primer segmento
(102). Igualmente, el segundo segmento (104) incluye una o más
cámaras o cavidades (114) que están dimensionadas para capturar y
retener una pluralidad de brazos (116) sensores. La figura 1
ilustra los brazos (116) sensores en una posición colapsada dentro
de las cavidades (114) de brazos sensores y la figura 2 ilustra
brazos (116) sensores en una posición de extensión radial. Como se
muestra, cada brazo (116) sensor, en esta realización ejemplar,
tiene un extremo fijado giratoriamente al segundo segmento (104) y
un segundo extremo que está radialmente extendido a partir de la
parte cuerpo del segundo segmento (104). Aunque las figuras 1 y 2
ilustran el primer segmento (102) como un segmento superior y el
segundo segmento (104) como un segmento inferior, esta posición se
puede invertir en otras realizaciones de la invención.
El primer segmento (102) está acoplado
flexiblemente al segundo segmento (104) mediante una junta o
acoplador flexible (118) que proporciona flexibilidad entre los dos
segmentos y permite de este modo la inserción de la sonda (100)
dentro de una tubería que tiene acceso limitado. Adicionalmente, un
acoplador (120) giratorio proporciona la rotación del segundo
segmento (104) respecto del primer segmento (102). El acoplador
(120) giratorio incluye un motor (no mostrado) y puede incluir
otros componentes que incluyen, a título de ejemplo, un cojinete,
un engranaje, un husillo, y un eje (no mostrado).
Típicamente, la sonda (100) está soportada o
enganchada para su operación mediante un cable de soporte (no
mostrado) fijado al primer extremo (106). Adicionalmente, una o más
líneas (122) operacionales, como se mencionará con más detalle más
adelante, pueden entrar en la sonda a través de una cavidad (127) o
un orificio en el primer extremo (106).
Una vez que la sonda (100) está colocada dentro
de una tubería, las patillas (112) estabilizadoras se extienden
radialmente a partir de la cavidad (110) de patillas como se
muestra en la figura 2. La sonda (100) ejemplar puede tener cada
patilla (112) estabilizadora extendida radialmente por uno o más
soportes o guías (124) y puede tener un elemento (113) de fricción
sobre un extremo. Estas guías (124) pueden extender las patillas
(112) estabilizadoras por uno o más accionadores (no mostrados).
Los elementos (113) de fricción pueden estar configurados para
entrar en contacto y enganchar la superficie o pared interna de una
tubería con algunos grados de fricción. Los elementos (113) de
fricción pueden estar compuestos por cualquier tipo de material, tal
como goma, o pueden ser dentados u otra característica del extremo
de la patilla (112) estabilizadora que pueda incrementar el
contacto de fricción de la patilla (112) estabilizadora con la
superficie interna de la tubería.
Adicionalmente, una o más de las guías (124) o
los accionadores pueden estar aplicados por un elemento (115)
aplicador, tal como un resorte, para situar las patillas (112)
estabilizadoras en una posición normalmente abierta o normalmente
cerrada. En una realización preferida, uno o más resortes (no
mostrado) pueden estar configurados para aplicar las guías (124)
para colapsar normalmente las patillas (112) estabilizadoras dentro
de las cavidades (110) de patillas. Un accionador (125), tal como
un cilindro neumático o hidráulico, puede ejercer una fuerza
contraria a la aplicación normal del elemento (115) aplicador para
mover las guías (124) hacia arriba y poner en voladizo un extremo
de cada guía (124) hacia afuera. De tal manera, un extremo
no-fijado de cada patilla (112) estabilizadora, que
puede incluir el elemento (113) de fricción, se extiende
radialmente para entrar en contacto con la superficie interna de la
tubería circundante. La cantidad de la fuerza hacia fuera ejercida
por el accionador (125) sobre las patillas (112) estabilizadoras y
los elementos (113) de fricción se puede ajustar y vigilar para
proporcionar la estabilidad apropiada de las patillas (112)
estabilizadoras respecto de la tubería.
Algunas realizaciones pueden también
proporcionar una extensión sustancialmente similar o fuerza hacia
fuera sobre cada patilla (112) estabilizadora, que puede dar como
resultado la pluralidad de patillas (mostradas a título de ejemplo
como tres patillas) que centran la sonda (100) dentro de la
tubería. Adicionalmente, teniendo las patillas (112) estabilizadoras
aplicadas a una posición colapsada, la sonda (100) se puede extraer
más fácilmente de una tubería si se produce un fallo de la sonda
(100), tal como la pérdida o el corte de una señal o línea
operacional.
Los brazos (116) sensores se extienden también
radialmente a partir de la cavidad (114) de los brazos por uno o
más accionadores (126) de brazos. En la realización ejemplar de la
figura 2, cada brazo (116) sensor que tiene un sensor (117) sobre
un extremo puede también incluir un accionador (126) de brazos
asociado al brazo (116) sensor para disponer el brazo (116) sensor
en la posición deseada. Típicamente, los brazos (116) sensores
estarán (por defecto) en una posición colapsada dentro de las
cavidades (114) de brazos. Igualmente, uno o más elementos
aplicadores (no mostradores) se pueden usar para colapsar cada
brazo (116) sensor. Cada accionador (126) de brazo cuando recibe la
entrada o señal de actuación necesaria extiende al menos una
porción del brazo (116) sensor asociado a partir de la cavidad (114)
de brazos hacia fuera como se muestra en la figura 2. La cantidad
de extensión de los brazos (116) sensores se puede ajustar durante
el funcionamiento en base a los requisitos particulares. Por
ejemplo, los brazos (116) sensores se pueden extender para entrar
en contacto con la superficie interior de las paredes de la tubería
si el sensor (117) o la operación de detección requieren el
contacto. En caso contrario, los brazos (116) sensores se pueden
extender sólo parcialmente entre el cuerpo sensor y las paredes de
la tubería. El presente diseño permite esta colocación parcial, ya
que la sonda se puede centrar y estabilizar en la tubería mediante
las patillas (112) estabilizadoras que están separadas de los
brazos (116) sensores.
Como se muestra, un extremo del brazo (116)
sensor incluye un sensor (117). El sensor (117) puede ser cualquier
tipo de sensor y puede haber más de un sensor por brazo (116)
sensor. Adicionalmente, el sensor (117) puede estar fijado al
extremo del brazo (116) sensor mediante un cardan o una junta y
puede incluir un miembro aplicador. El cardan sensor puede
proporcionar la alineación del sensor (117) con una superficie
interna de la tubería. El elemento aplicador puede retener el
sensor (117) o la punta de detección en un plano con el brazo (116)
sensor, durante la operación normal, para permitir de este modo que
la punta de detección se colapse también dentro de la cavidad de
sensores (114). El cardan y el elemento aplicador también pueden
permitir que el sensor se ajuste o se alinee con la superficie de
detección de la tubería como se requiere cuando los brazos (116)
sensores están en la posición extendida.
Se puede proporcionar un motor (111) bien en el
primer segmento (102) o bien en el segundo segmento (104) y
proporcionar una fuerza giratoria para hacer girar los brazos (116)
sensores respecto de las patillas (112) estabilizadoras. Como se
muestra en la figura 2, a título de ejemplo, el motor (111) puede
estar incluido dentro de la parte inferior del primer segmento
(102) adyacente a y posiblemente dentro del acoplador (120)
giratorio. Sin embargo, los expertos en la técnica han de entender,
que otras posiciones y colocaciones de el motor (111) son posibles
y siguen estando dentro del ámbito de la invención.
La figura 2 ilustra también un acoplamiento
flexible (128) próximo al primer extremo (106) para proporcionar un
enlace flexible con un cable de soporte externo (no mostrado).
Igualmente las líneas (122) operacionales, tales como (130) (línea
de energía eléctrica), (132) (línea de accionadores) y (134) (línea
de sensores) proporcionan conectividad operacional a los sistemas
externos operacionales y de control (no mostrados). Estos pueden
incluir una línea (130) de energía eléctrica para uno o más
sistemas de sonda que incluyen la utilización del motor (111), una
línea (132) de accionadores para proporcionar aire u otro fluido
hidráulico para hacer funcionar uno o más accionadores (125) de
patillas y accionadores (126) de brazos, y una línea de sensores
(134) para la comunicación de una señal detectada o características
de sensores a partir de sensores sobre la sonda a un sistema
operacional externo. Adicionalmente, en algunas realizaciones, se
puede incluir un resolucionador (136) para seguir y determinar la
posición radial de los brazos (116) de detección respecto de las
patillas (112) estabilizadoras. El resolucionador (136) genera una
señal indicativa de la posición radial o las coordenadas radiales
de uno o ambos brazos (116) de detección y las patillas (112)
estabilizadoras o el segundo segmento (104) o el primer segmento
(102) al cual están respectivamente acopladas. En la realización
ejemplar de la figura 2, el resolucionador (136) está ilustrado,
posicionado en, o cerca de, la posición inferior del segundo
segmento (104). Sin embargo, los expertos en la técnica han de
entender que el resolucionador (136) puede estar posicionado en
otras posiciones sobre la sonda (100) y que también proporcionan la
determinación de la posición radial relativa. En una realización
adicional, la sonda (100) puede incluir uno o más dispositivos de
detección, tales como un sensor de vídeo o una cámara (no
mostrada). Por ejemplo, en algunas realizaciones, una cámara de
vídeo puede estar dispuesta sobre el segmento (102) superior para
exhibir el segmento (104) inferior, y/o para ver el despliegue de
las patillas estabilizadoras (112) o los brazos (116) de detección.
La señal de vídeo puede ser retransmitida a un sistema de soporte o
pantalla de visualización vista por un operador para permitir la
vigilancia de una o más operaciones de los brazos de detección, tal
como su rotación. En otras realizaciones, una cámara de vídeo puede
también estar dispuesta para exhibir un área detectada por sensores
(117).
Haciendo referencia ahora a la figura 3, se
ilustra un acoplador (120) giratorio para acoplar el primer
elemento (102) y el segundo segmento (104) según una realización
ejemplar. En este ejemplo, se muestra el acoplador (120) giratorio
asociado al primer segmento (102). Sin embargo, en otras
realizaciones, uno o más componentes del acoplador (120) giratorio
pueden estar asociados con el segundo segmento (104). En la
realización ejemplar de la figura 3, el primer segmento (102) está
terminado en un extremo con una placa (302) de husillo. El motor
(111) puede estar situado dentro del cuerpo del primer segmento
(102) y está operativamente acoplado a un accionamiento (304) por
motor que se extiende más allá de la placa (302) de husillo. Un
mando (306) de transferencia (306) recibe energía giratoria del
mando (304) por motor. La placa (302) de husillo puede también
incluir uno o más pasos (308) que pueden aceptar una o más líneas
operacionales (no mostradas) que se conectan entre el primer
segmento (102) y el segundo segmento (104).
Un eje del husillo (no mostrado) puede estar
dispuesto sobre la placa de husillo y proporcionar la conectividad
giratoria entre los dos segmentos (102) y (104).
En la realización ilustrada de la figura 3, el
eje del husillo (310) incluye también una paso (308) en su base
para aceptar esta o más líneas (122). Sin embargo, como el
acoplador (120) giratorio proporciona una rotación entre el primer
segmento (102) y el segundo segmento (104), el eje del husillo (310)
incluye un paso central (312) para el paso continuo de las líneas
(122) operacionales. De esta manera, las líneas operacionales (122)
no se retuercen durante el funcionamiento giratorio del acoplador
(120) giratorio. Una corona dentada (314) es accionada por un mando
(302) de transferencia para accionar la rotación del segundo
segmento (104). Se puede incluir un cojinete (316) para
proporcionar una rotación mejorada del acoplador (120) giratorio. Un
acoplador de husillo (no mostrado) se puede colocar sobre los otros
componentes del acoplador giratorio (120). El acoplador de husillo
puede incluir sobre su superficie interna (no mostrada) un
mecanismo de rueda conjugada para recibir energía giratoria de la
corona dentada (314). El acoplador de husillo puede incluir una o
más características de conjugación que proporciona el acoplamiento
del acoplador (120) giratorio a otro componente, tal como el
acoplador (118) flexible.
La figura 4 proporciona una vista en perspectiva
detallada del eje del husillo (310) según una realización ejemplar
de la invención. Como se muestra, el eje del husillo (310) puede
incluir un reborde (402), un eje (404), un extremo (406) de eje y
un extremo (408) de acoplamiento. Adicionalmente, el reborde (402)
puede incluir uno o más dispositivos de fijación o medios de
fijación, tales como, a título de ejemplo, unos agujeros de
montaje.
Como se ha indicado anteriormente, uno o más
brazos (116) sensores pueden estar configurados para incluir uno o
más sensores (117). La figura 5 ilustra una realización ejemplar de
un extremo o punta de detección de un brazo (116) sensor. En este
ejemplo, el brazo (116) sensor incluye un extremo (502) de
suspensión cardan, que está fijado al brazo (116) sensor con una
articulación (504) o dispositivo flexible similar. Un sensor (117)
está fijado al extremo (502) de suspensión cardan y está situado
para detectar óptimamente una característica de la tubería que se
va a inspeccionar. Adicionalmente, un resorte (no mostrado en la
figura 5) puede proporcionar una aplicación hacia el extremo (502)
de suspensión cardan de manera que el extremo (502) de suspensión
cardan está normalmente situado en el mismo plano que el brazo
(116) sensor. De esta manera, el extremo (502) de suspensión cardan
está dispuesto para quedar encerrado por el cuerpo del segundo
segmento (104) cuando el brazo (115) sensor esté colapsado dentro
de la cavidad (114) de brazo. Sin embargo, cuando los brazos (116)
sensores están extendidos y entran en contacto con una superficie
interna de la tubería, el extremo (502) de suspensión cardan gira
alrededor de la articulación (504), de manera que el sensor (117)
se alinea óptimamente con el plano de la superficie interna de la
tubería.
En referencia ahora a la figura 6, un brazo
(116) sensor está acoplado al accionador (126) de brazo mediante
una articulación (602) o una junta flexible similar. En algunas
realizaciones, cada brazo (116) sensor puede también incluir un
elemento (604) de aplicación pasiva. El elemento (604) de aplicación
pasiva puede incluir, a título de ejemplo, una cuña, rampa o
superficie curvada. El elemento (604) de aplicación pasiva del
brazo (116) sensor puede funcionar conjuntamente con una o más
características del cuerpo del segundo segmento (104) para
proporcionar una aplicación inicial hacia el exterior del brazo
(116) sensor cuando el accionador (126) del brazo sensor empieza a
moverse desde la posición colapsada a la posición extendida. Como se
muestra en la figura 7, un segundo elemento (702) de aplicación
pasiva también puede ser una cuña, rampa, superficie curvada o
reborde, que cuando se coloca en contacto con un elemento (604) de
aplicación pasiva en movimiento ascendente, proporciona una presión
hacia afuera al brazo (116) sensor para forzar, al menos una parte,
del brazo sensor a extenderse radialmente desde una cavidad (114)
de brazo. En una realización, ambos elementos (604) y (702) de
aplicación pasiva son cuñas. A medida que los brazos (116) sensores
se extienden radialmente, los accionadores (126) de brazo giran
hacia fuera y proporcionan la extensión radial requerida a los
brazos (116) sensores. Como se muestra en la figura 7, un segundo
extremo (802) de cada uno de los accionadores (126) de brazo está
acoplado al cuerpo del segundo segmento (104) por una articulación,
eje o elemento flexible o giratorio similar. Como se ha indicado
anteriormente, cada accionador (126) de brazo puede ser cualquier
tipo de accionador que incluya un cilindro hidráulico, una
disposición de motor y engranaje de tornillo sinfín, o un conjunto
de accionamiento similar.
También, como se muestra en la figura 8, cada
accionador (126) de brazo es un cilindro neumático montado sobre un
acoplamiento (804) giratorio e incluye un orificio (806) de
admisión de aire para el control accionable del accionador (126) de
brazo. Aunque puede haber menos de uno o más de un accionador (126)
de brazo asociado a cada brazo (116) sensor, en una realización
preferida hay tres brazos (116) sensores, cada uno con un accionador
(126) de brazo de cilindro neumático asociado. Para permitir
igualar la extensión de cada brazo sensor (116) y la cantidad de
presión aplicada por el brazo (116) sensor a la superficie interna
de la tubería, se puede proporcionar un dispositivo de
coordinación, tal como una válvula (902) de distribución de aire,
como se muestra en la figura 9. La válvula de distribución de aire
(902) puede tener una pluralidad de orificios de admisión de aire y
orificios (904) de salida para proporcionar el suministro de aire
coordinado a los diversos accionadores (126) de brazo. Por ejemplo,
cuando la sonda (100) incluye tres brazos (116) sensores y tres
accionadores (126) de brazo, la válvula (902) de distribución de
aire puede incluir un único agujero de admisión (904) y tres
agujeros (904) de salida. Una realización de la válvula (902) de
distribución de aire incluiría una cámara de aire externa (no
mostrada) que recibe el aire de accionamiento desde el único
agujero (904) de admisión y proporciona una distribución idéntica a
cada uno de los tres agujeros (904) de salida. De esta manera, cada
accionador (126) de brazo recibe una cantidad sustancialmente igual
de aire de accionamiento. Adicionalmente, esto puede reducir el
número de líneas (122) operacionales requeridas para extender los
brazos (116) sensores.
Las diversas realizaciones ejemplares de la
sonda (100) de inspección descrita en la presente memoria
descriptiva pueden proporcionar la inspección mejorada de una
tubería interior. Las patillas (112) estabilizadoras pueden centrar
y estabilizar la sonda dentro de la tubería, proporcionando de este
modo a los brazos sensores la capacidad de situarse óptimamente en
el interior de la tubería para realizar una operación de inspección
o detección. Adicionalmente, la estabilización radial del primer
segmento (102) de la sonda (100) puede proporcionar la
determinación o el seguimiento mejorado de la posición giratoria de
cada sensor (117) dentro de la tubería. Por lo tanto, las
características detectadas por el sensor (117) se pueden asociar más
precisamente a una posición circunferencial particular dentro de la
tubería, mejorando de este modo la capacidad del personal operativo
en la identificación y la corrección de los defectos detectados.
Algunas de las mejoras y ventajas, además de otras, son
proporcionadas por las diversas realizaciones de la invención.
Cuando se describen los elementos o
características de la presente invención o las realizaciones de la
misma, los artículos "un" "una", "el","la" y
"dicho", "dicha" están concebidos para significar que hay
uno o más de los elementos o características. Los términos
"comprende", "incluye", y "tiene" están concebidos
para ser inclusivos y significan que puede haber elementos o
características adicionales además de los específicamente
descritos.
Los expertos en la técnica reconocerán que se
pueden hacer diversos cambios en las realizaciones ejemplares e
implementaciones descritas anteriormente sin salirse del ámbito de
la invención. En consecuencia, todo lo contenido en la descripción
anterior o lo mostrado en los dibujos anexos debería interpretarse
con carácter ilustrativo y no limitativo.
Además, se ha de entender que las etapas
descritas en la presente memoria descriptiva no deben interpretarse
como que requieren necesariamente su realización en el orden
particular mencionado o ilustrado. Se ha de entender igualmente que
se pueden emplear etapas adicionales o alternativas
\vskip1.000000\baselineskip
- 100
- Sonda
- 101
- Alojamiento
- 102
- Primera parte o segmento
- 104
- Segundo segmento
- 106
- Primer extremo
- 108
- Segundo extremo
- 110
- Cavidades
- 111
- Motor
- 112
- Patillas estabilizadoras
- 113
- Elemento de fricción
- 114
- Cavidad de brazos sensores
- 115
- Elemento de aplicación
- 116
- Brazo sensor
- 117
- Sensor
- 118
- Junta o acopiador flexible
- 120
- Acoplador giratorio
- 122
- Líneas operacionales
- 124
- Soportes o guías
- 125
- Accionadores
- 126
- Accionador de brazo
- 127
- Cavidad
- 128
- Acoplamiento flexible
- 130
- Línea de energía eléctrica
- 132
- Línea de accionador
- 134
- Línea de sensores
- 136
- Resolucionador
\vskip1.000000\baselineskip
- 302
- Placa de husillo
- 304
- Accionamiento por motor
- 306
- Mando de transferencia
- 308
- Pasos
- 310
- Eje del husillo
- 312
- Paso
- 314
- Corona dentada
- 316
- Cojinete
\vskip1.000000\baselineskip
- 402
- Reborde
- 404
- Eje
- 406
- Extremo de eje
- 408
- Extremo de acoplamiento
\vskip1.000000\baselineskip
- 502
- Extremo de suspensión cardan
- 504
- Articulación
- 506
- Resorte
\vskip1.000000\baselineskip
- 602
- Articulación
- 604
- Elemento de aplicación pasiva
\vskip1.000000\baselineskip
- 702
- Elemento de aplicación pasiva
- 704
- Segundo elemento de aplicación pasiva
\vskip1.000000\baselineskip
- 802
- Segundo extremo del brazo
- 804
- Acoplamiento giratorio
- 806
- Admisión de aire
\vskip1.000000\baselineskip
- 902
- Válvula de distribución de aire
- 904
- Orificios de entrada/salida
Claims (10)
1. Sonda (100) de inspección de tubería,
caracterizada porque comprende: un alojamiento (101)
dimensionado para su inserción dentro de la tubería;
una pluralidad de patillas (112) estabilizadoras
que tienen un primer extremo (106) fijado al alojamiento (101) y un
segundo extremo (108) que se puede extender desde el alojamiento
(101) y configuradas para entrar en contacto con la superficie
interna de la tubería;
una pluralidad de brazos (116) sensores que se
pueden extender desde el alojamiento (101) y que pueden girar
respecto de las patillas (112) estabilizadoras; y
un motor (111) para la rotación de los brazos
(116) sensores respecto de las patillas (112) estabilizadoras.
2. La sonda (100) según la reivindicación 1
caracterizada porque dicho alojamiento (101) tiene una
primera parte (102) y una segunda parte (104), estando dichas
patillas (112) estabilizadoras acopladas ala primera parte (102) y
estando dichos brazos (116) sensores acoplados a la segunda parte
(104), incluyendo dicho motor (111) que gira dicha segunda parte
(104) brazos (116) sensores respecto de la primera parte (102).
3. La sonda (100) según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende, además, un elemento (115) de
aplicación para retener las patillas (112) de estabilización dentro
del alojamiento (101) y un accionador (125) de patillas
estabilizadoras configurado para extender el segundo extremo (108)
de las patillas (112) estabilizadoras desde la posición retenida
dentro del alojamiento (101) a una posición extendida que entra en
contacto con la superficie interna de la tubería.
4. La sonda (100) según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende, además, una pluralidad de
accionadores (126) de brazos sensores configurados para extender
los brazos (116) sensores desde una posición dentro del alojamiento
(101) a una posición de detección extendida en la cual un extremo
sensor del brazo (116) sensor está situado cerca de la superficie
interna de la tubería, teniendo cada brazo (116) sensor un
accionador (126) de brazo sensor asociado.
5. La sonda (100) según la reivindicación 4,
caracterizada porque comprende, además, un dispositivo de
accionamiento de brazo sensor configurado para coordinar el control
de los accionadores (126) sensores de brazo, en la cual el
dispositivo de accionamiento de brazo sensor incluye una válvula
(902) de distribución de aire y cada accionador (126) de brazo
sensor es un cilindro neumático, estando dicha válvula (902) de
distribución de aire configurada para recibir una entrada de aire y
proporcionar aire de accionamiento a cada cilindro (126) neumático
de brazo sensor.
6. La sonda (100) según la reivindicación 4,
caracterizada porque comprende, además, uno o más elementos
(702) de aplicación pasiva asociados a cada brazo (116) sensor,
estando dichos elementos (702) de aplicación pasiva dimensionados y
dispuestos para ayudar a la extensión radial de los brazos (116)
sensores a partir de la posición dentro del alojamiento. (101).
7. La sonda (100) según la reivindicación 1
caracterizada porque cada brazo (116) sensor incluye un
sensor (117) configurado para detectar una característica de la
superficie interna de la tubería y en la cual cada brazo (116)
sensor incluye un primer extremo (106) fijado al alojamiento (101) y
un segundo extremo (108) que se puede extender desde el alojamiento
(101) y configurado para entrar en contacto con la superficie
interna de la tubería, y en la cual cada sensor (117) está fijado
cerca del segundo extremo (108).
8. La sonda (100) según la reivindicación 7,
caracterizada porque cada brazo (116) sensor incluye una
parte (502) cardan sobre el segundo extremo (108) aplicada para
estar normalmente dispuesta a lo largo de un plano del brazo (116)
sensor, y pudiendo girar respecto de un plano de la superficie
interna de la tubería cuando entra en contacto con la superficie
interna.
9. La sonda (100) según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende, además,
un resolucionador (136) para proporcionar una
señal indicativa de la posición radial de los brazos (116) sensores
respecto de las patillas (112) estabilizadoras; y
un sensor de vídeo fijado en relación con las
patillas (112) estabilizadoras y configurado para ver al menos un
brazo (116) sensor,
en la cual cada segundo extremo (108) de cada
patilla (112) estabilizadora incluye un elemento (113) de fricción
para entrar en contacto de fricción con la superficie interna de la
tubería.
10. La sonda (100) de la reivindicación 1,
caracterizada porque el motor (111) está configurado para
hacer rotar los brazos sensores (116) en dirección horaria en
aproximadamente 360 grados y posteriormente hacer rotar los brazos
sensores (116) en dirección antihoraria en aproximadamente 360
grados.
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