FR2494402A1

FR2494402A1 - Out-of-round detector for pipeline - uses tractor with skirts driven by fluid flow to drive measuring wheel with sensors providing signals for recorder

Info

Publication number: FR2494402A1
Application number: FR8024188A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Halouchery; Edouard Ramaut
Original assignee: PIPELINE SERVICE
Current assignee: PIPELINE SERVICE
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-05-21

Abstract

The device has a tractor (A) in a pipe (1) fitted with skirts (5) of a polyurethane material and contains the power supply accumulators (6). The tractor is driven by the fluid in the pipe and is coupled to an inspection carriage (B) to which a measuring wheel (C) is attached. The carriage rotates to press inclined wheels (7,8) strongly against the wall of the pipe. The information is stored using a tape recorder (9) with a large number of tracks. A fixed pinion (10) connected through a toothed belt (13) to a rotating shaft (12) rotates a shaft (4) to drive the measuring wheel. This wheel comprises a hollow disc (14) with two small wheels (15) which maintain contact with the pipe. Differential transformer sensors provide linear displacement data for the recordings.

Description

La présente invention a trait au domaine du contrôle de malformations de tubes assemblés en pipe-lines pour transport de gaz ou autres fluides tels que produits pétroliers ou autres. Elle concerne plus particulierement un dispositif destiné a détecter les tubes défecavant ou tueux, notamment par effet dit "de toit",/pendant l'exploitation d'un pipe-line déjà installé. The present invention relates to the field of the control of malformations of pipes assembled in pipelines for transporting gas or other fluids such as petroleum products or other. It relates more particularly to a device for detecting defective tubes or killer, including the so-called "roof effect", / during the operation of a pipeline already installed.

Les tubes utilisés dans la construction des pipelines sont souvent réalisés 9 l'aide de tôles roulées dont les bords ainsi rapprochés sont soudés longitudinalement. Dans le cas où le roulage des tôles n'est pas exécuté convenablement au voisinage du bord de la tôle, on observe, une fois la virole terminée, une partie plate de part et d'autre de la soudure longitudinale du tube ayant la forme d'une toiture d'où le nom "d'effet de toit". La section droite du tube n'est donc pas parfaitement cylindrique. Lors de la mise en pression de la ligne, la section du tube comportant ce défaut de construction a tendance a prendre la forme d'un cercle parfait ce qui a pour résultat une flexion dans la zone soudée.A chaque mise en pression le phénomène se répète et aboutit a une fatigue du métal a tel point qu'une rupture peut se produire. The tubes used in the construction of the pipelines are often made using rolled sheets whose edges so close are welded longitudinally. In the case where the rolling of the sheets is not performed properly near the edge of the sheet, it is observed, once the ferrule is completed, a flat portion on either side of the longitudinal weld of the tube having the shape of a roof from where the name "roof effect". The cross section of the tube is not perfectly cylindrical. During the pressurization of the line, the section of the tube with this defect of construction tends to take the form of a perfect circle which results in a bending in the welded zone. At each pressurization the phenomenon becomes repeats and results in metal fatigue to such an extent that a break can occur.

L'invention a pour but de résoudre ce problème de détection de malformation dans un tube afin que ltélément défectueux puisse être remplacer sans pour autant enlever (par exemple déterrer) toute la canalisation pour vérification. Elle propose è cet effet un appareil spécialement adapté a partir d'organes ou éléments connus en soi de façon è pouvoir déceler des effets de toit tout le long d'une installation de pipe-lines en exploitation. L'appareil est en effet conçu pour etre lance d'une station ou gare standard d'exploitation de pipe-lines et pour circuler à faible vitesse au sein des canalisations contrôler. The invention aims to solve this problem of detecting malformation in a tube so that the defective element can be replaced without removing (for example) digging the entire pipe for verification. To this end, it proposes a device specially adapted from organs or elements known per se so as to be able to detect roof effects all along an operating pipeline installation. The device is indeed designed to be launched from a station or standard station operating pipelines and to circulate at low speed within the control channels.

Le nouveau dispositif de détection d'effet de toit est essentiellement constitué par la combinaison de : a) un racleur de traction de type connu en soi, muni de coupelles etde batterie d'alimentation;b) un racleur de mesure relié par cardans au racleur de traction et constitué par un fut équipé è l'extérieur de roues inclinées et comprenant l'intérieur un magnétophone pour stockage des informations de mesure ainsi qu'un système de transmission de mouvement vers : c) une roue de contrôle ou mesure munie d'une série de capteurs ou palpeurs a transformateur differentiels de type connu. en soi, chaque palpeur étant relié a deux roulettes auto-orientables qui explorent la paroi interne du pipe-line ; le décalage desdites roulettes par effet de toit étant enregistré dans le magnétophone dont la bande de mémorisation est reportée sur papier pour interprétation des mesures. The novel roof effect detection device essentially consists of the combination of: a) a traction scraper of a known type, provided with cups and a feed battery, b) a measuring scraper connected by gimbals to the scraper of traction and constituted by a was equipped outside inclined wheels and comprising inside a tape recorder for storing measurement information and a system of transmission of movement to: c) a control wheel or measure provided with a series of sensors or probes with a differential transformer of known type. per se, each sensor being connected to two self-orienting wheels which explore the inner wall of the pipeline; the offset of said wheels by roof effect being recorded in the tape recorder whose storage band is carried on paper for interpretation of the measurements.

En pratique, le racleur de traction est propulsé dans la canalisation à explorer à l'aide du fluide de la ligne de transport (par exemplepétrole). Le racleur de mesure, relié par cardans au précédent, est tiré puis mis en rotation sur lui-même grâce aux roues extérieures qui, inclinées, appuyent fortement sur la paroi du tube qui sert de chemin de roulement. La roue de mesure est ellelaême entraînée à vitesse surmultipliée par rapport au tracteur ou chariot de contrôle grâce à un ensemble pignons-2rbres-courroies crantées, prévu sur ce chariot. In practice, the traction scraper is propelled into the pipe to be explored using the fluid of the transport line (for example oil). The measuring scraper, connected by gimbals to the previous one, is pulled and then rotated on itself thanks to the outer wheels which, inclined, strongly press on the wall of the tube which serves as a raceway. The measuring wheel is itself driven at overdrive speed with respect to the tractor or control trolley by means of a set of pinions-two-shafts-toothed belts, provided on this trolley.

D'autres détails et caractéristiques de l'appareil selon 1 invention apparaîtront dans la description qui suit, relative à un mode de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés qui représentent schématiquement
Figure I : une vue en coupe, de profil, d'un dispositif de détection d'effet de toit selon l'invention, avec ses trois éléments essentiels ;
Figure 2 : une vue partielle detaillée de la roue de mesure, illustrant le principe d'un fonctionnement d'un capteur et des roulettes associées.Other details and characteristics of the apparatus according to the invention will appear in the description which follows, relating to a non-limiting embodiment illustrated by the appended drawings which show schematically
Figure I: a sectional view, in profile, of a roof effect detection device according to the invention, with its three essential elements;
Figure 2: a partial detailed view of the measuring wheel, illustrating the principle of operation of a sensor and associated rollers.

Tel que représenté sur'la figure I, l'ensemble de mesure selon l'invention comprend essentiellement : un racleur tracteur
A, un racleur ou chariot de contrôle B et une roue de mesure C. Les éléments sont solidaires entre eux en vue d'un déplacement à l'intérieur d'une canalisation I selon la flèche 2, grâce à une liaison d'une part par cardans 3 entre les chariots A et B et, d'autre part, par un arbre 4 de système de transmission entre le chariot B et la roue de mesure C.As shown in FIG. 1, the measuring assembly according to the invention essentially comprises: a tractor scraper
A, a wiper or control carriage B and a measuring wheel C. The elements are secured to each other for movement within a pipe I according to the arrow 2, thanks to a connection on the one hand by gimbals 3 between the carriages A and B and, on the other hand, by a transmission system shaft 4 between the carriage B and the measuring wheel C.

Le tracteur A est un racleur de type connu en soi, muni de ses coupelles 5 (par exemple au nombre de quatre) en matériau convenable du type polyuréthanne ou similaire et comprenant à l'intérieur une batterie d'accumulateurs 6. Ce tracteur est propulsé dans le sens de la flèche 2 par le fluide de la canalisation à contrôler - par exemple pétrole brut - à une vitesse prédéterminée, par exemple de l'ordre de I à 1,5 mètre par seconde. The tractor A is a type of scraper known per se, provided with its cups (for example four in number) of suitable material of the polyurethane type or the like and comprising inside a storage battery 6. This tractor is powered in the direction of the arrow 2 by the fluid of the pipe to be tested - for example crude oil - at a predetermined speed, for example of the order of I to 1.5 meters per second.

Le chariot B tiré grâce à la liaison 3 par le racleur
A est entraîne en rotation sur lui-même au moyen des séries de petites roues inclinées 7,8 qui appuyent fortement sur la paroi I de la canalisation. Ce chariot B est muni à l'intérieur d'un système de stockage d'informations, par exemple un magnétophone 9 à grand nombre de pistes.

The carriage B pulled by connection 3 by the scraper
A is rotated on itself by means of the series of small inclined wheels 7.8 which strongly press on the wall I of the pipe. This carriage B is provided inside an information storage system, for example a tape recorder 9 with a large number of tracks.

<tb> I1 <SEP> comprend <SEP> en <SEP> outre <SEP> un <SEP> ensemble <SEP> de <SEP> transmission <SEP> de <SEP> mouvement <SEP> vers <SEP> la
<tb> roue <SEP> de <SEP> mesure <SEP> C <SEP> et <SEP> qui <SEP> inclut <SEP> notamment <SEP> :<SEP> un <SEP> pignon <SEP> fixe <SEP> 10 <SEP> relié <SEP> par
<tb> courroie-poulie <SEP> 11 <SEP> à <SEP> un <SEP> arbre <SEP> rotatif <SEP> 12 <SEP> qui, <SEP> par <SEP> nouvel <SEP> ensemble <SEP> de
<tb> poulie <SEP> et <SEP> courroie <SEP> crantée <SEP> 13, <SEP> transmet <SEP> son <SEP> mouvement <SEP> à <SEP> l'arbre <SEP> 4 <SEP> qui
<tb> entraîne <SEP> la <SEP> rotation <SEP> de <SEP> la <SEP> roue <SEP> de <SEP> mesure <SEP> C. <SEP> Grâce <SEP> à <SEP> une <SEP> telle <SEP> trans
<tb> mission, <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> la <SEP> roue <SEP> est <SEP> .Rermatt <SEP> ee <SEP> ; <SEP> par
<tb> le chariot B accomplit une révolution sur luimeme, la roue C effectue trois tours environ.<tb> I1 <SEP> includes <SEP> in <SEP> besides <SEP> a <SEP> set <SEP> of <SEP><SEP> transmission of <SEP> move <SEP> to <SEP> la
<tb> wheel <SEP> of <SEP> measure <SEP> C <SEP> and <SEP> which <SEP> includes <SEP> in particular <SEP>: <SEP> a <SEP> fixed <SEP> gear <SEP > 10 <SEP> connected <SEP> by
<tb> belt-pulley <SEP> 11 <SEP> to <SEP> a <SEP> rotating <SEP> tree <SEP> 12 <SEP> which, <SEP> by <SEP> new <SEP> set <SEP> of
<tb> pulley <SEP> and <SEP> belt <SEP> notched <SEP> 13, <SEP> transmits <SEP> its <SEP> motion <SEP> to <SEP> the <SEP> 4 <SEP> tree who
<tb> causes <SEP> the <SEP> rotation <SEP> of <SEP> the <SEP> wheel <SEP> of <SEP> metric <SEP> C. <SEP> Thanks <SEP> to <SEP> a <SEP> such <SEP> trans
<tb> mission, <SEP> the <SEP> speed <SEP> of <SEP> the <SEP> wheel <SEP> is <SEP> .Rermatt <SEP> ee <SEP>;<SEP> by
<tb> the carriage B performs a revolution on itself, the wheel C performs about three turns.

La roue de mesure C, schématiquement représentée sur la figure 1, est constituée par un disque creux 14 sur la périphérie duquel sont installées des séries d'ensembles de deux roulettes 15 qui, autoorientables, sont en contact permanent, pendant la rotation, avec la paroi interne 1 du pipe-line. Le disque comprend plusieurs capteurs de déplacement linéaire (par exemple douze) qui sont du type connu : transformateur différentiel. Le schéma détaillé de la figure 2 illustre le principe de fonctionnement de l'un de ces capteurs 16. Ce dernier comprend une bobine primaire 17 alimentée en courant alternatif et entourée de deux bobines secondaires 18 non alimentées.Le noyau 19 du capteur est relié par tige 20 aux deux roulettes associées 15', 15" installées en montage différentiel avec interposition de ressorts 21 pour forcer les roulettes à un appui permanent sur la paroi I de la canalisation. The measuring wheel C, diagrammatically shown in FIG. 1, is constituted by a hollow disk 14 on the periphery of which series of sets of two wheels 15 are installed which, self-locking, are in permanent contact during rotation with the internal wall 1 of the pipeline. The disk comprises several linear displacement sensors (for example twelve) which are of the known type: differential transformer. The detailed diagram of FIG. 2 illustrates the operating principle of one of these sensors 16. The latter comprises a primary coil 17 fed with alternating current and surrounded by two secondary coils 18 which are not powered. The core 19 of the sensor is connected by rod 20 with two associated casters 15 ', 15 "installed in differential assembly with the interposition of springs 21 to force the casters to a permanent support on the wall I of the pipe.

En fonctionnement, pendant la rotation de la roue de mesure C et du chariot B, les roulettes 15', 15" (ainsi que toutes celles associées aux autres capteurs ou palpeurs) explorent en permanence la paroi interne du tube à contrôler. Lorsque, pour un capteur donné, l'une des roulettes 15' 15" change de niveau - du fait précisément de l'effet de toit du tube etiou d'une légère ovalisation de ce dernier la valeur du décalage est enregistrée par signal sur une piste du magnétophone 9. Après exploration d'une longueur donnée de canalisation, on lit la bande magnétique et l'on peut par exemple reporter les résultats sur papier de manière à faciliter l'interprétation des mesures. In operation, during the rotation of the measuring wheel C and the carriage B, the rollers 15 ', 15 "(and all those associated with the other sensors or feelers) continuously explore the inner wall of the tube to be checked. a given sensor, one of the wheels 15 '15 "changes level - precisely because of the roof effect of the tube andi or a slight ovality of the latter the value of the offset is recorded by signal on a track of the tape recorder 9. After exploration of a given length of pipe, the magnetic tape is read and the results can be reported on paper, for example, to facilitate interpretation of the measurements.

Ainsi, par exemple, en adoptant un dispositif tel que celui décrit, de diamètre environ 100 cm et dont la vitesse de déplacement linéaire du racleur de traction est fixée à 1,5 m/s, on peut e detecter des effets de toit supérieurs à 4 mm en effectuant, par la roue de mesure, une exploration des soudures longitudinales de tubes d'un pipe-line à des distances de 20 en 20 cm . Thus, for example, by adopting a device such as that described, with a diameter of about 100 cm and whose linear displacement speed of the traction scraper is set at 1.5 m / s, it is possible to detect roof effects greater than 4 mm by carrying out, by the measuring wheel, an exploration of the longitudinal welds of tubes of a pipeline at distances of 20 cm.

Claims

claims

1. Device for detecting defective tubes in a pi

pe-line in operation, in particular with a view to detecting "the roof effect,

characterized in that it is constituted by the combination of: a) a ra

traction wheel (A) of known type, provided with cups (5) and battery (6); b) a measuring scraper (B) connected by bus

in (3) to the traction scraper and constituted by one was equipped with the inte-

of inclined wheels (7,8) and including inside a magneto

phone (9) for storage of measurement information and a system

motion transmission to: c) a control wheel or measure (C)

equipped with a series of sensors or probes with a differential transformer,

of known type per se, each probe (16) being connected to two wheels

self-steerable (15 ', 15 ") that explore the inner wall (1) of the pipe

line; the offset of said wheels by roof effect being recorded

in the tape recorder (9) whose memory band is transferred to

paper for interpretation of measurements.

2. Device according to claim 1, characterized in that

the measuring scraper (B) pulled and rotated by the scraper

traction device (A), itself propelled by the fluid of the pipeline,

rotation of said measuring wheel (C) by the transmission system

staggered by a set: pinions (10) - shafts (4,12) - timing belts

(11,13) providing an overdrive speed to the measuring wheel (C)

3. Device according to any one of claims 1

or 2, characterized in that the probe connection (16) - casters (15'15 ")

is made by means of rods (20) provided with springs (21) at the level of

casters and integral, on one end, the core (19) which moves

between the coils (17, 18) of the differential transformer probe.