IT202100023972A1 - Apparato per l'ispezione interna di tubazioni - Google Patents

Apparato per l'ispezione interna di tubazioni Download PDF

Info

Publication number
IT202100023972A1
IT202100023972A1 IT102021000023972A IT202100023972A IT202100023972A1 IT 202100023972 A1 IT202100023972 A1 IT 202100023972A1 IT 102021000023972 A IT102021000023972 A IT 102021000023972A IT 202100023972 A IT202100023972 A IT 202100023972A IT 202100023972 A1 IT202100023972 A1 IT 202100023972A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
movable arms
longitudinal axis
pipes
wheels
movable
Prior art date
Application number
IT102021000023972A
Other languages
English (en)
Inventor
Davide Riguccio
Marzio Nero
Mattia Passucci
Original Assignee
Wefuture S R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wefuture S R L filed Critical Wefuture S R L
Priority to IT102021000023972A priority Critical patent/IT202100023972A1/it
Publication of IT202100023972A1 publication Critical patent/IT202100023972A1/it

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28—Constructional aspects
    • F16L55/30—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/32—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables being self-contained
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un apparato per l?ispezione interna di tubazioni (Pipeline) che possa operare con le tubazioni sia in esercizio che non, contenenti fluidi, gas o vuoti in accordo con il preambolo della rivendicazione 1.
Per semplicit? di esposizione, la presente descrizione ? fatta in modo non limitativo con particolare riferimento ad un apparato, dotato di autonomia di movimento, per l?ispezione interna di tubazioni che si differenzia dal cosiddetto PIG (Pipeline Inspection Gauge) che deve essere veicolato nelle condotte tramite un flusso (liquido, gassoso o altro).
Nell?ambito delle ispezioni di tubazioni attraversate da fluidi , si rende necessario utilizzare apparati (PIG) per effettuare una ispezione interna ed eventualmente una pulizia al fine di appurare lo stato di usura, di ammaloramento, di corrosione o di occlusione interna della tubazione stessa. Tale procedura ? anche condizione necessaria (richiesta annualmente dagli enti preposti) per decretarne l?idoneit? all?uso tramite certificazione.
All?interno delle tubazioni i fluidi trasportati posso trovarsi in pressione allo stato liquido, gassoso o multifase, intendendosi per multifase un fluido con pi? di una fase presente.
Giova inoltre evidenziare che all?interno delle tubazioni possono trovarsi miscele idrocarburiche o miscele di gas cos? come in futuro, vista la transizione energetica in atto, potranno trovarsi miscele di gas ricche di idrogeno e CO2 (fino al 100% di composizione).
All? interno del fluido trasportato nelle tubazioni possono essere contenute particelle solide, eventualmente dovute alla presenza di particolati, fini, detriti e/o residui di corrosione.
Quanto sopra per illustrare le condizioni molto eterogenee delle tubazioni per le quali occorre procedere all?ispezione con opportuni strumenti.
Gli apparati per l?ispezione interna delle tubazioni in esercizio che attualmente vengono utilizzati, i cosiddetti PIG, presentano una serie di limitazioni , fra le quali si evidenziano:
- necessit? di poter avanzare nella tubazione con fluidi di spinta (fluido di esercizio o gas di trasporto tipo Azoto) che hanno un notevole impatto economico sia per l?approvvigionamento che come perdite di produzione associate;
- necessit? di effettuare l?ispezione solo dopo avere effettuato una preventiva pulizia delle tubazioni da ispezionare con numerosi passaggi di PIG;
- difficolt? di superamento di ostacoli, occlusioni parziali, curve, tratti verticali, diramazioni o innesti di tubazioni;
- necessit? di disporre di trappole di lancio e ricezione del PIG che spesso devono essere costruite ad Hoc e/o
- possibilit? di bloccaggio (stuck) del PIG in tubazione con il rischio di rendere non pi? operabile la stessa
In considerazione di quanto sopra esposto ? evidente come sia molto sentita l?esigenza di poter disporre di un apparato per l?ispezione interna di lunghezze importanti di tubazioni il quale consenta di ovviare alle suddette limitazioni, risultando di immediato utilizzo in tutte le condizioni nelle quale le tubazioni possano trovarsi sia prima, durante e dopo un prolungato utilizzo.
Il problema alla base della presente invenzione ? quello di escogitare un apparato per l?ispezione interna di tubazioni in esercizio (con all?interno pressioni e temperature elevate) il quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali, quali ad esempio movimento autonomo e intelligenza artificiale (AI), tali da soddisfare la suddetta esigenza, ovviando nel contempo agli inconvenienti di cui si detto con riferimento alla tecnica nota.
Tale problema ? risolto da un apparato per l?ispezione interna di tubazioni in accordo con le caratteristiche della rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:
- la figura 1 rappresenta una vista prospettica semplificata di un apparato secondo l?invenzione per l?ispezione interna di tubazioni;
- la figura 2 rappresenta una vista laterale dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni di figura 1;
- la figura 3 rappresenta una vista laterale dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni di figura 1;
- la figura 4 rappresenta una vista frontale dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni di figura 1;
- la figura 5 rappresenta una vista prospettica dell?apparato di figura 1 inserito in una tubazione raffigurata in parziale spaccato;
- la figura 6 rappresenta una vista prospettica di due apparati di figura 1 inseriti in accodamento fra loro in una tubazione raffigurata in parziale spaccato ed avente una variazione di sezione interna;
- la figura 7 illustra una vista in sezione piana dell?apparato di figura 1 inserito nel tratto di una tubazione e
- la figura 8 illustra una vista in sezione piana dell?apparato di figura 7 inserito mentre impegna il tratto curvo di una tubazione.
Con riferimento alle annesse figure, con 1 ? globalmente indicato un apparato secondo l?invenzione per l?ispezione interna di tubazioni 100.
Come esemplificativamente illustrato nella figura 5, l?apparato 1 secondo l?invenzione ? destinato ad essere inserito all?interno di una tubazione 100 di prefissato diametro per muoversi all?interno e ispezionare, verificare e geo-referenziare lo stato interno delle pareti della tubazione suddetta e alla presenza di eventuali ostacoli o occlusioni totali o parziali riscontrate.
Il suddetto apparato 1 per l?ispezione interna di tubazioni comprende:
- un corpo 2 esteso lungo un asse longitudinale X-X fra un?estremit? frontale ed una estremit? posteriore;
- mezzi di appoggio 3 destinati a contattare la parete interna delle tubazioni, nel quale detto apparato ? destinato ad essere inserito, per consentire di posizionare e movimentare detto apparato 1 all?interno delle tubazioni,
- mezzi 4 per il rilevamento, il controllo e/o la misurazione di caratteristiche fisico/chimiche dell?ambiente circostante a detto apparato 1, in particolare all?interno delle tubazioni quando l?apparto 1 ? in uso;
- batterie o accumulatori elettrici per alimentare dei componenti elettrici o elettronici, ivi inclusi sensori mezzi di azionamento e simili, portati a bordo dell?apparato;
- mezzi motori elettrici montati a bordo cos? da rendere l?apparato 1 un apparato semovente in grado di avanzare verso detta estremit? frontale o verso detta estremit? posteriore
- mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato cos? da risultare georeferenziato e
- un?unit? di controllo dotata di software per ricevere ed analizzare i dati rilevati da detti mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato e consentire a detto apparato 1 di muoversi in autonomia all?interno di una tubazione in esercizio, anche di notevole lunghezza, e in presenza di fluidi e non.
Giova evidenziare che, in accordo con l?invenzione, l?apparato 1 ? un apparato semovente non filoguidato, nel senso che non necessita di essere controllato e comandato da una unit? o postazione di controllo collegata all?apparato attraverso un cavo/filo con conduttori elettrici.
Infatti, al contrario degli apparti della tecnica nota di tipo filoguidati, l?apparato 1 secondo l?invenzione prevede la presenza a bordo non solo dei mezzi motori e degli attuatori necessari alla sua movimentazione, ma altres? dell?unit? di controllo e del software di controllo che implementano un sistema ad intelligenza artificiale (AI) in grado di far muovere l?apparato all?interno di tubazioni 100, anche di notevole lunghezza, in esercizio con presenza all?interno di fluidi e non. Infatti, come meglio risulter? dal seguito della presente descrizione, sensori e apparecchiature di vario tipo montati a bordo dell?apparato 1 consentono all?apparato stesso di muoversi e percorrere tubazioni di notevole lunghezza in modo autonomo e geo-referenziato, attuando gli opportuni accorgimenti per far fronte a ostacoli, diramazioni, curve e simili che possono presentarsi lungo i tratti di tubazioni ispezionate.
Preferibilmente, i suddetti mezzi 4 per il rilevamento, il controllo e/o la misurazione di caratteristiche fisico/chimiche dell?ambiente sono asserviti alla suddetta unit? di controllo e, secondo un elenco esemplificativo e non esaustivo, comprendono uno o pi? dei seguenti mezzi:
- un sensore di temperatura, pi? preferibilmente un sensore di temperatura con range di misurazione tra -20 ?C e 80 ?C;
- un sensore di pressione, pi? preferibilmente un sensore di pressione avente un range di misurazione fino a 150 Bar;
- un misuratore di Ph;
- un timer interno;
- un odometro;
- una videocamera, per il rilevamento visivo della geometria delle tubazioni e/o di ostacoli o depositi presenti nelle tubazioni;
- una videocamera ad infrarossi;
- una termocamera;
- un ecoscandaglio per il rilevamento tridimensionale dell?ambiente circostante all?apparato 1, anche in presenza di fase liquida, per rilevare e misurare ostacoli ed anomalie, per misurare lo stato interno delle tubazioni e/o eventuali variazioni di diametro dovuto a corrosione e/o riduzione di spessore delle tubazioni e
- mezzi di telerilevamento ad impulso laser LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) per determinare la distanza di oggetti o superfici dall?apparto 1 e/o per determinare la concentrazione di specie chimiche nell?ambiente circostante all?apparato 1.
Preferibilmente, detti mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato 1 sono asserviti a detta unit? di controllo e, secondo un elenco esemplificativo e non esaustivo, comprendono:
- accelerometri, preferibilmente accelerometri con sensore IMU (Inertial Measurement Unit) a tre assi e
- giroscopi, preferibilmente giroscopi con sensore IMU (Inertial Measurement Unit) a tre assi.
Preferibilmente, i suddetti mezzi di appoggio 3 comprendono ruote 7 che sono supportate in rotazione rispetto al corpo 2 dell?apparato 1, dette ruote 7 essendo idonee a contattare pareti interne delle tubazioni 100 per assicurare appoggio e avanzamento con rotolamento di detto apparato 1 in dette tubazioni 100.
Preferibilmente, la superficie esterna delle suddette ruote 7 ? realizzata con, o rivestita da, un materiale ad alto coefficiente di attrito, quale ad esempio una gomma sintetica.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, i suddetti mezzi motori elettrici sono direttamente integrati nella struttura di dette ruote 7, cos? da rendere tali ruote 7 delle ruote motrici.
Preferibilmente, i mezzi motori elettrici sono direttamente alloggiati nella struttura di ciascuna di dette ruote 7, cos? da non richiedere la presenza di mezzi di trasmissione cinematica dal motore alla rispettiva ruota. Ad esempio ci? pu? essere realizzato utilizzando motori brushless a carcassa rotante in cui tale carcassa rotante ? associata alla struttura volvente della ruota.
Preferibilmente, le suddette ruote 7 comprendono mezzi magnetici per assicurare una forza di attrazione magnetica fra ciascuna delle ruote 7 e le pareti delle tubazioni 100.
Ad esempio, ciascuna ruota 7 pu? prevedere nella sua struttura la presenza di una struttura magnetica ad anello disposta coassialmente alla ruota stessa.
Preferibilmente, le suddette ruote 7 sono supportate da rispettivi bracci mobili 8 collegati al corpo 2 dell?apparato 1, pi? preferibilmente i bracci mobili 8 sono collegati al corpo 2 mediante un collegamento a cerniera.
Ciascuno dei suddetti bracci mobili 8 ? asservito a rispettivi mezzi di azionamento idonei a consentire di:
- inclinare e posizionare selettivamente ciascun braccio mobile 8 rispetto al corpo 2 e
- regolare individualmente e in modo indipendente la distanza di ciascuna di dette ruote 7 dal suddetto asse longitudinale X-X,
cos? da consentire di poter variare ed adattare l?ingombro radiale dell?apparato 1 per adattarlo alla dimensione di tubazioni aventi diametri differenti, tratti curvi e/o parzialmente occlusi da ostacoli. In accordo con la forma di realizzazione illustrata, ciascuno dei suddetti bracci mobili 8 comprende:
- una estremit? prossimale collegata in modo articolato, preferibilmente mediante una cerniera articolata, a detto corpo 2 e
- una estremit? distale in prossimit? o corrispondenza della quale ? supportata in rotazione una rispettiva ruota 7.
In accordo con una forma di realizzazione non illustrata, i suddetti bracci mobili possono essere telescopici o ripiegabili sul corpo dell?apparato, cos? da consentire di ridurre al minimo l?ingombro assiale dell?apparato stesso quando non necessario, ad esempio quando si decida di far avanzare l?apparto in una tubazione per effetto della spinta e dell?effetto di trascinamento di un fluido in una tubazione, come avviene per i PIG di cui si ? riferito. Ovviamente, si tratta di una configurazione che l?apparato secondo l?invenzione pu? assumere se richiesto e allo scopo i suddetti bracci mobili sono comandati da specifici mezzi di azionamento.
In accordo con una forma preferita di realizzazione, l?apparato 1 ? dotato di:
- una prima pluralit? di detti bracci mobili 8 aggettanti da una prima estremit? (nell?esempio l?estremit? anteriore) di detto corpo 2 nella direzione dell?asse longitudinale X-X, ciascun braccio mobile 8 di detta prima pluralit? di detti bracci mobili 8 supportando una rispettiva ruota 7 e - una seconda pluralit? di detti bracci mobili 8 aggettanti da una contrapposta seconda estremit? (nell?esempio l?estremit? posteriore) di detto corpo 2 nella direzione dell?asse longitudinale X-X, ciascun braccio mobile 8 di detta seconda pluralit? di detti bracci mobili 8 supportando una rispettiva ruota 7,
cosicch?, lungo il suddetto asse longitudinale X-X, il corpo 2 dell?apparato 1 risulta essere sostanzialmente interposto fra le ruote 7 di detta prima pluralit? di detti bracci mobili 8 e le ruote 7 di detta seconda pluralit? di detti bracci mobili 8.
Preferibilmente, la suddetta prima pluralit? di detti bracci mobili 8 e la suddetta seconda pluralit? di detti bracci mobili 8 comprendono ciascuna almeno una prima coppia di bracci mobili 8:
- disposti in modo da risultare contrapposti rispetto al suddetto asse longitudinale X-X dell?apparato 1 e
- aventi un?estremit? incernierata al corpo 2 attorno a rispettivi assi di cerniera paralleli fra loro e trasversali, preferibilmente perpendicolari, a detto asse longitudinale X-X,
i bracci mobili di detta prima coppia di bracci mobili 8 risultando indipendentemente avvicinabili o allontanabili rispetto a detto asse longitudinale X-X in un primo piano di movimentazione passante per detto asse longitudinale X-X.
Pi? preferibilmente, la suddetta prima pluralit? di detti bracci mobili 8 e la suddetta seconda pluralit? di detti bracci mobili 8 comprendono ciascuna almeno una seconda coppia di bracci mobili 8:
- disposti in modo da risultare contrapposti rispetto al suddetto asse longitudinale X-X dell?apparato 1 e
- aventi un?estremit? incernierata al corpo 2 attorno a rispettivi assi di cerniera paralleli fra loro e trasversali, preferibilmente perpendicolari, a detto asse longitudinale X-X,
i bracci mobili di detta seconda coppia di bracci mobili 8 risultando indipendentemente avvicinabili o allontanabili rispetto a detto asse longitudinale X-X in un secondo piano di movimentazione passante per detto asse longitudinale X-X, in cui detto primo piano di movimentazione e detto secondo piano di movimentazione sono incidenti fra loro in corrispondenza di detto asse longitudinale X-X.
Preferibilmente detto primo piano di movimentazione e detto secondo piano di movimentazione sono perpendicolari fra loro.
Giova evidenziare che la presenza della prima pluralit? di detti bracci mobili 8 e della seconda pluralit? di detti bracci mobili 8 consentono all?apparato 1 di interagire ed adattarsi con la parete interna delle tubazioni all?interno delle quali l?apparato ? inserito, per assicurare un movimento di avanzamento sia verso l?estremit? frontale che verso l?estremit? posteriore dell?apparato con mezzi di movimentazione che agiscono in trascinamento o in spinta rispetto al corpo 2.
Oltretutto, come esemplificativamente mostrato nelle figure da 6 a 8, la suddetta disposizione dei bracci mobili 8 consente di poter cambiare l?ingombro radiale dell?apparato 1, anche in modo differente e non simmetrico, per ciascun punto della tubazione a seconda delle differenti sezioni di passaggio che l?apparato deve attraversare, consentendo cos? un agevole avanzamento dell?apparato 1 anche in presenza di tratti curvi, a gomito, o parzialmente occlusi delle tubazioni, cos? come in presenza di innesti o diramazioni, il tutto sia in tratti di tubazioni orizzontali che inclinati o anche verticale. Ci? ? consentito anche grazie alla possibilit? dei bracci mobili 8 di mantenere ciascuna ruota 7 contro una porzione di parete interna della tubazione ispezionata con una prefissata pressione di contatto, nonch? grazie al fatto che le suddette ruote:
- sono motrici,
- consentono di realizzare una buona aderenza con la parte interna delle tubazioni ispezionate e - sono in grado di esercitare una forza di attrazione magnetica sulle pareti metalliche di tubazioni.
Le figure da 6 a 8 mostrano l?apparato 1 all?interno di tubazioni, ad esempio da 8 inch e da 10 inch, e come si pu? rilevare i suddetti bracci mobili 8 aggettano con una loro estremit? distale sopravanzando longitudinalmente il corpo 2 da entrambe le estremit? dell?apparato 1.
La figura 6 mostra due apparato secondo l?invenzione in una sezione di tubazione 100 ove ? prevista una variazione del diametro interno e, come si osserva dalla figura, i due apparati presentano un ingombro radiale differente, ottenuto in conseguenza di un differente distanziamento dei bracci mobili 8 dall?asse longitudinale X-X per fare fronte a due tratti della tubazione 100 aventi diametri differenti fra loro. In questo caso, il corpo 2 risulta essere preferibilmente allineato longitudinalmente con l?asse del condotto 100, anche se ci? non ? obbligatorio.
La figura 7, mostra un apparato 1 inserito nel tratto rettilineo di una tubazione 100 appena prima di approcciare un tratto con una curva a 90? (o se si vuole dopo avere percorso il suddetto tratto curvo), mentre la figura 8 illustra lo stesso apparato mentre approccia il suddetto tratto curvo della tubazione 100. Come si evince dalla figura 8, in questo caso i bracci mobili dell?apparato sono distanziati in modo differente fra loro per tenere contro della differente geometria della parete che si incontra all?intradosso della curva o all?estradosso. Analoghe variazioni di disposizione dei bracci possono essere attuate per superare eventuali ostacoli, detriti e simili.
In relazione all?apparato 1, giova evidenziare che esso ? in grado di acquisire in maniera autonoma, informazioni sullo stato interno delle tubazioni nelle quali viene inserito, siano le tubazioni piene, vuote o in presenza di fluido multifase, potendo effettuare ispezioni visive, rilievi e misurazioni fisiche, anche senza eseguire preventivamente operazioni di pulizia delle tubazioni ispezionate.
Sulla base dei dati acquisiti dall?apparato 1 secondo l?invenzione quando utilizzato all?interno delle tubazioni ? dunque possibile valutare lo stato e l'integrit? delle tubazioni, individuando problemi dovuti a:
? riduzioni parziali e/o totali delle sezioni di passaggio dovuti a depositi ed occlusioni di vario tipo, ad esempio dovuti ad asfalteni, sabbia, acqua e prodotti di corrosione dovuti a fluidi precedentemente utilizzati nelle stesse tubazioni;
? deformazioni delle strutture;
? eventuali cedimenti strutturali;
? cricche e/o
? variazioni del diametro delle tubazioni ispezionate
al fine di stabilire:
? la specifica tipologia di interventi di pulizia interna da effettuare;
? lo sviluppo di adeguati programmi di manutenzione predittiva nell?utilizzo delle tubazioni e
? la necessit? di effettuare interventi di riparazione o sostituzione di parti di tubazioni ammalorate.
Come pi? sopra descritto, l?unit? di controllo ed il software ivi implementato formano un sistema ad intelligenza artificiale (AI):
- per il controllo autonomo della guida dell?apparato 1 all?interno delle tubazioni e
- per le rilevazioni dei parametri fisici e chimici dell?interno delle tubazioni ispezionate.
In particolare l?unit? di controllo ed il software ivi implementato consentono di analizzare e registrare i dati provenienti dai sistemi e dai sensori di rilievo e controllo di cui l?apparato 1 ? dotato, al fine di elaborarli ed effettuare scelte per varie operazioni da far compiere all?apparato 1.
In particolare il suddetto sistema di sistema ad intelligenza artificiale (AI) di cui l?apparato 1 ? dotato prevede
- firmware di gestione con relativo software per PC;
- software per settaggio/visualizzazione di tutti i parametri di acquisizione del dispositivo quali risoluzione, range di misura, frequenza, batteria residua, ecc.;
- software ed hardware di intelligenza artificiale per la gestione interna dell?apparato 1, controllo del movimento, gestione della batteria, gestione dei sensori etc.
L?apparato 1 comprende altres?:
- mezzi di ricarica degli accumulatori di energia quando connesso ad una rete elettrica di alimentazione;
- un sistema centrale di controllo interno e - un sistema di comunicazione wireless per lo scambio di dati di funzionamento e dati rilevati con eventuali sistemi di comunicazione esterni alle tubazioni.
Il suddetto sistema LIDAR, utilizzato per il rilevamento tridimensionale dell?ambiente circostante all?apparato 1 consente di:
- rilevare e misurare ostacoli e anomalie lungo il percorso, necessario per il sistema guida; -rilevare e misurare lo stato interno delle condutture e la variazione di diametro;
- rilevare e misurare la composizione del fluido presente all?interno delle tubazioni ispezionate.
Il suddetto ecoscandaglio costituisce un sistema di rilevamento tridimensionale dell?ambiente circostante all?apparato 1 che, soprattutto in presenza di fase liquida, consente di
- rilevare e misurare ostacoli ed anomalie lungo il percorso, risultando tale rilevazione utile anche per il sistema di guida e movimentazione dell?apparato;
- rilevare e misurare lo stato interno delle tubazioni ispezionate ed eventuali variazione di diametro.
L?apparato 1 pu? vantaggiosamente essere utilizzato:
- prima delle operazioni di pulizia delle tubazioni, ad esempio qualora occorra eseguire la certificazione delle tubazioni stesse;
- al verificarsi di problematiche improvvise all?interno delle tubazioni e
- prima di effettuare operazioni di pulizia necessarie per successive manutenzioni ordinarie o straordinarie.
Le caratteristiche dell?apparato 1 come pi? sopra descritte consentono di effettuare ispezioni di tubazioni in esercizio con fluido multifase presente ma anche in tubazioni vuote prima della pulizia interna.
Come si pu? apprezzare da quanto descritto, l?apparato per l?ispezione interna di tubazioni secondo la presente invenzione consente di soddisfare la suddetta esigenza e di superare nel contempo gli inconvenienti di cui si ? riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota. Infatti, tale apparato consente di essere inserito all?interno di una tubazione e di procedere poi in piena autonomia ad effettuare le rilevazioni necessarie, anche qualora non si disponga preventivamente di una mappa delle tubazioni da ispezionare.
Un altro vantaggio dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni secondo la presente invenzione risiede nella possibilit? di poter adattare la propria struttura per superare eventuali ostacoli e occlusioni parziali o punti di tubazioni con curve, anche a gomito, diramazioni, innesti e simili, anche verticali.
Un ulteriore vantaggio dell?apparato per l?ispezione interna di tubazioni secondo la presente invenzione risiede nella possibilit? di abbinare e collegare due o pi? apparati (come esemplificativamente mostrato in figura 6) per aumentare e facilitare la possibilit? di avanzamento in tubazioni di difficile conformazione, molto occlusi o aventi una notevole estensione/lunghezza. In questo caso ? altres? possibile inserire fra i due apparati un elemento di trasporto con accumulatori supplementari, cos? da aumentare l?autonomia temporale di ispezione delle tubazioni.
Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potr? apportare numerose modifiche e varianti all?apparato per l?ispezione interna di tubazioni sopra descritto, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI
1. Apparato (1) per l?ispezione interna di tubazioni (100), anche di differenti diametri, comprendente:
- un corpo (2) esteso lungo un asse longitudinale (X-X) fra un?estremit? frontale ed una estremit? posteriore;
- mezzi di appoggio (3) destinati a contattare la parete interna di una tubazione (100) per consentire di posizionare, supportare e movimentare detto apparato all?interno di tubazioni (100);
- mezzi (4) per il rilevamento, il controllo e/o la misurazione di caratteristiche fisico/chimiche dell?ambiente circostante a detto apparato (1) e
- batterie o accumulatori elettrici per alimentare componenti elettrici o elettronici portati a bordo di detto apparato,
caratterizzato dal fatto:
- di comprendere mezzi motori elettrici montati a bordo cos? da rendere detto apparato semovente con avanzamento verso detta estremit? frontale o verso detta estremit? posteriore;
- di non essere filoguidato;
- di comprendere mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato cos? da risultare georeferenziato e
- di comprendere un?unit? di controllo dotata di software di controllo per ricevere ed analizzare i dati rilevati da detti mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato e consentire a detto apparato (1) di muoversi in autonomia all?interno di una tubazione.
2. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detti mezzi (4) per il rilevamento, il controllo e/o la misurazione di caratteristiche fisico/chimiche di fluido presente nella tubazione in esercizio sono asserviti a detta unit? di controllo e comprendono uno o pi? dei seguenti mezzi:
- un sensore di temperatura, preferibilmente con range di misurazione tra -20 ?C e 80 ?C;
- un sensore di pressione, preferibilmente un sensore di pressione avente un range di misurazione fino a 150 Bar;
- un misuratore di Ph;
- un timer interno;
- un odometro;
- una videocamera per il rilevamento visivo della geometria di condotti e/o di ostacoli o depositi presenti in un condotto;
- una videocamera ad infrarossi;
- una termocamera;
- un ecoscandaglio per il rilevamento tridimensionale dell?ambiente circostante, anche in presenza di liquidi, per rilevare e misurare ostacoli ed anomalie, per misurare lo stato interno di tubazioni ed eventuali variazioni di diametro di dette tubazioni (100) e
- mezzi di telerilevamento ad impulso laser LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) per determinare la distanza di oggetti o superfici da detto apparato (1) e/o per determinare la concentrazione di specie chimiche nell?ambiente circostante a detto apparato(1).
3. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi sensori per il controllo e la misurazione di caratteristiche fisiche relative al movimento di detto apparato (1) sono asserviti a detta unit? di controllo e comprendono:
- accelerometri, preferibilmente accelerometri con sensore IMU (Inertial Measurement Unit) a tre assi e
- giroscopi, preferibilmente giroscopi con sensore IMU (Inertial Measurement Unit) a tre assi.
4. Apparato (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detti mezzi di appoggio (3) comprendono ruote (7) supportate in rotazione rispetto a detto corpo (2), dette ruote essendo idonee a contattare pareti interne di tubazioni per assicurare appoggio e avanzamento di detto apparato (1).
5. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 4, in cui dette ruote (7) comprendono una superficie esterna realizzata con, o rivestita da, un materiale ad alto coefficiente di attrito.
6. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 4 o 5, in cui detti mezzi motori elettrici sono direttamente integrati nella struttura di dette ruote (7), cos? da essere ruote motrici, preferibilmente sono direttamente alloggiati nella struttura di ciascuna di dette ruote (7).
7. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 4, 5 o 6, in cui dette ruote (7) comprendono mezzi magnetici, preferibilmente comprendono una struttura magnetica ad anello disposta coassialmente alla ruota stessa, per assicurare in uso una forza di attrazione magnetica fra dette ruote (7) e pareti metalliche di una tubazione.
8. Apparato (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui dette ruote (7) sono supportate da rispettivi bracci mobili (8) collegati a detto corpo (2) in modo da poter articolare, preferibilmente collegati mediante un collegamento a cerniera, a ciascun braccio mobile essendo associati rispettivi mezzi di azionamento al fine di:
- inclinare e posizionare selettivamente ciascun braccio mobile (8) rispetto a detto corpo(2) e
- regolare individualmente e in modo indipendente la distanza di ciascuna di dette ruote (7) da detto asse longitudinale (X-X) di detto corpo (2), cos? da poter variare l?ingombro radiale di detto apparato (1) per adattarlo alla dimensione di tubazioni aventi diametri differenti e a tratti curvi e/o parzialmente occlusi da ostacoli.
9. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 8, in cui detti bracci mobili (8) comprendono un?estremit? prossimale collegata in modo articolato, preferibilmente mediante mezzi di articolazione a cerniera, a detto corpo (2) e un?estremit? distale in corrispondenza o in prossimit? della quale ? supportata in rotazione una rispettiva ruota (7).
10. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 9, in cui:
- detti bracci mobili (8) comprendono una struttura telescopica e/o ripiegabile per portarsi in una configurazione ripiegata nella quale detta estremit? distale di detti bracci ? ripiegata su, o pi? prossima a, detto corpo per ridurre al minimo l?ingombro di detto apparato lungo detto asse longitudinale (X-X) e
- a ciascun braccio mobile sono associati mezzi di azionamento per muovere reversibilmente detti bracci mobili verso e da detta configurazione ripiegata.
11. Apparato (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 7 a 10, comprendente:
- una prima pluralit? di detti bracci mobili (8) aggettanti da una prima estremit? di detto corpo (2) in detta direzione di detto asse longitudinale (X-X), ciascun braccio mobile (8) di detta prima pluralit? di detti bracci mobili (8) supportando una rispettiva ruota (7), e
- una seconda pluralit? di detti bracci mobili (8) aggettanti da una contrapposta seconda estremit? di detto corpo (2) in detta direzione di detto asse longitudinale (X-X), ciascun braccio mobile (8) di detta seconda pluralit? di detti bracci mobili (8) supportando una rispettiva ruota (7),
cosicch?, lungo detto asse longitudinale (X-X), detto corpo (2) risulta essere sostanzialmente interposto fra le ruote (7) di detta prima pluralit? di detti bracci mobili (8) e le ruote (7) di detta seconda pluralit? di detti bracci mobili (8).
12. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 11, in cui detta prima pluralit? di detti bracci mobili (8) e detta seconda pluralit? di detti bracci mobili (8) comprendono ciascuna almeno una prima coppia di bracci mobili (8):
- disposti in modo da risultare contrapposti rispetto a detto asse longitudinale (X-X) e
- aventi un?estremit? incernierata a detto corpo (2) attorno a rispettivi assi di cerniera paralleli fra loro e trasversali, preferibilmente perpendicolari, a detto asse longitudinale (X-X), i bracci mobili di detta prima coppia di bracci mobili (8) risultando indipendentemente avvicinabili o allontanabili rispetto a detto asse longitudinale (X-X) in un primo piano di movimentazione passante per detto asse longitudinale (X-X).
13. Apparato (1) in accordo con la rivendicazione 12, in cui detta prima pluralit? di detti bracci mobili (8) e detta seconda pluralit? di detti bracci mobili (8) comprendono ciascuna almeno una seconda coppia di bracci mobili (8):
- disposti in modo da risultare contrapposti rispetto a detto asse longitudinale (X-X) e
- aventi un?estremit? incernierata a detto corpo (2) attorno a rispettivi assi di cerniera paralleli fra loro e trasversali, preferibilmente perpendicolari, a detto asse longitudinale (X-X), i bracci mobili di detta seconda coppia di bracci mobili (8) risultando indipendentemente avvicinabili o allontanabili rispetto a detto asse longitudinale (X-X), in un secondo piano di movimentazione passante per detto asse longitudinale (X-X),
detto primo piano di movimentazione e detto secondo piano di movimentazione essendo incidenti fra loro in corrispondenza di detto asse longitudinale (X-X), preferibilmente detto primo piano di movimentazione e detto secondo piano di movimentazione essendo perpendicolari fra loro.
IT102021000023972A 2021-09-17 2021-09-17 Apparato per l'ispezione interna di tubazioni IT202100023972A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000023972A IT202100023972A1 (it) 2021-09-17 2021-09-17 Apparato per l'ispezione interna di tubazioni

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000023972A IT202100023972A1 (it) 2021-09-17 2021-09-17 Apparato per l'ispezione interna di tubazioni

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100023972A1 true IT202100023972A1 (it) 2023-03-17

Family

ID=79018462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000023972A IT202100023972A1 (it) 2021-09-17 2021-09-17 Apparato per l'ispezione interna di tubazioni

Country Status (1)

Country Link
IT (1) IT202100023972A1 (it)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1373783A2 (en) * 2001-03-07 2004-01-02 Carnegie-Mellon University Gas main robotic inspection system
CN107218473B (zh) * 2017-05-31 2018-05-15 清远初曲智能科技有限公司 一种用于电力工程的轮式磁性自适应管道探查牵引机器人
CN110513566B (zh) * 2019-01-25 2021-02-23 四川大学 一种油气管道检测机器人
CN113090862A (zh) * 2021-03-23 2021-07-09 河海大学常州校区 一种货轮管道自适应探测机器人

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1373783A2 (en) * 2001-03-07 2004-01-02 Carnegie-Mellon University Gas main robotic inspection system
CN107218473B (zh) * 2017-05-31 2018-05-15 清远初曲智能科技有限公司 一种用于电力工程的轮式磁性自适应管道探查牵引机器人
CN110513566B (zh) * 2019-01-25 2021-02-23 四川大学 一种油气管道检测机器人
CN113090862A (zh) * 2021-03-23 2021-07-09 河海大学常州校区 一种货轮管道自适应探测机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9863919B2 (en) Modular mobile inspection vehicle
EP2922667B1 (en) Outer surface inspecting robot with flipping over flange mechanism
EP3377799B1 (en) Pipeline inspection robot
Dertien et al. Development of an inspection robot for small diameter gas distribution mains
EP2170565B1 (en) Robotic arm with a plurality of articulated segments
US4770105A (en) Piping travelling apparatus
US20080148876A1 (en) System and method for accessing ferrous surfaces normally accessible only with special effort
US11826916B2 (en) Pipe traversing apparatus, sensing, and controls
Park et al. Development of the untethered in-pipe inspection robot for natural gas pipelines
Saenz et al. Robotic systems for cleaning and inspection of large concrete pipes
US11579586B2 (en) Robot dispatch and remediation of localized metal loss following estimation across piping structures
KR102277025B1 (ko) 배관 검사 로봇 및 이를 이용한 배관 검사 방법
WO2020149797A1 (en) Pipeline analysis systems
Baballe et al. Pipeline inspection robot monitoring system
US20160107013A1 (en) A robotic supply system
Ogai et al. Pipe inspection robots for gas and oil pipelines
IT202100023972A1 (it) Apparato per l'ispezione interna di tubazioni
Elankavi et al. Design and motion planning of a wheeled type pipeline inspection robot
CN219367143U (zh) 一种轮式变径水下管道内巡检机器人
JP2007263578A (ja) 管内検査装置
KR102069740B1 (ko) 지중관로의 위치정보 측정 시스템
JPH07239230A (ja) 管内自走ロボット及びそれを用いた管軸測量装置並びに管軸測量方法
RU2780829C1 (ru) Автономный робототехнический комплекс для диагностики трубопроводов
KR20240038452A (ko) 지중전선 관로 점검 로봇 및 이의 회수 방법