JP2004333149A - Method for measuring and evaluating shape of pipeline - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプライン中を走行して管内の検査を行う管内検査装置（以下、検査ピグと呼ぶ）を用いてパイプラインの敷設形状を計測し、その計測結果に基づいてパイプラインの敷設状態を評価するパイプラインの形状計測評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
長距離パイプラインにおいては、施工後の地理、環境状況等の変化に伴い、初期の施工時の位置から微妙な変化が生じる場合がある。これらは、短期間でのパイプラインの破損劣化に結びつくものではないが、長期的には、パイプラインを構成する各要素に不要な応力等が印加されることになるため、パイプラインの線形状（パイプラインを構成する配管の中心の軌跡の形状）を計測し、その線形状の計測結果に基づいて敷設状態を評価することは、パイプラインの維持管理において非常に重要である。また、地震等の災害が生じた場合には、パイプラインの線形状が大きく変化する可能性があり、この点からもパイプライン線形状計測及ぶ評価は重要である。
【０００３】
パイプラインでも地表に露出しているもの等は比較的簡易に線形状の計測を行うことが可能であるが、地下、海底に埋設されているパイプラインに関しては、地表から正確な線形状を計測することは不可能であり、従来、管内検査ピグを利用した線形計測技術の開発が行われている。
【０００４】
管内検査ピグによるパイプライン線形状計測においては、パイプラインを走行する際のピグの絶対位置又は、相対位置の変化を計測することにより線形計測を行うが、ピグ本体はパイプライン配管（金属管）内部に配置されるため、外部からの信号（地磁気や外部からの電磁気、電磁波信号等）を検出して、計測を行うことは困難であり、自律位置計測システムが必要となる。そこで、ピグ本体内部にジャイロユニットを配置することにより走行時の地球座標に対するジャイロ（ピグ本体）の姿勢を計測し、ピグ本体の走行による移動距離とジャイロの姿勢から地球座標に対する位置を算出する方法が開発されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
その際、従来のジャイロを用いた線形計測では、ピグ本体はパイプラインに対して常に一定の姿勢である、すなわちピグ本体の方向とパイプラインの中心軸とが常に平行であると考え、ジャイロの計測姿勢から求められる地球座標に対するピグ本体の方向とパイプライン内面に接触させたローラ式距離計等により計測されるピグ本体の移動距離からパイプラインの線形を求めている。
【０００６】
なお、［発明が解決しようとする課題］の欄において、本出願人の未公開先行出願について説明するが、その出願番号をここに記載しておく。すなわち、特願２００３−０７５９０１号（未公開出願１）である。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８５１６５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際のパイプライン内のピグ走行においては、ピグ本体のパイプライン配管に対する姿勢が変化しており、特に、ベンド部を通過する際には一時的に大きく姿勢が変化するので、算出線形に誤差を生じる。ピグ本体の姿勢変化による計測誤差は、その後の算出線形の方向のズレとなり、累積し、特に長距離の計測では、累積誤差は非常に大きくなる。
【０００９】
これに対して、ジャイロ（ピグ本体）のパイプライン配管内での姿勢を計測し補正を行う方法が考えられている。例えば、ピグ本体外周に光波距離計や超音波距離計あるいは渦流方式の距離計を設置し、管内面までの距離を計測することにより管内でのピグ本体の姿勢を計測し、補正を行う方法である。
【００１０】
また、出願人は、前記非公開文献１において、管内でのピグ本体の姿勢を確実に安定して計測するために、ピグ本体と管内面との距離を計測する距離計測手段として、ピグ本体の円周方向に等間隔に３つ以上複数配置されたセンサを１組としたものを、ピグ本体の走行方向に所定間隔を開けて２組以上配置したセンサユニットを有し、パイプラインの内面と常に接触を維持する機構を備えた接触式距離計測装置を用いる方法を提案している。
【００１１】
しかしながら、このようにしてジャイロ（ピグ本体）のパイプライン配管内での姿勢を計測し補正を行うことにより、パイプラインの線形状を精度良く計測したとしても、その計測結果からパイプラインの敷設状態を評価した際に、適切でない評価を行った場合が時々あった。例えば、配管の敷設状態に異常がなくとも異常があると評価してしまう場合である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パイプライン配管内を走行する検査ピグを用いてパイプラインの形状を計測し、その計測結果に基づいてパイプラインの敷設状態を適切に評価することができるパイプラインの形状計測評価方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
発明者は、パイプラインの敷設状態を適切に評価することができない場合があることについて種々検討した結果、以下のような知見を得た。
【００１４】
すなわち、実際のパイプラインの施工においては、事前に準備、加工された既知の形状、長さの配管を組合せ、予定された敷設経路に配管を敷設する。この時、配管同士は溶接あるいはフランジにより接合されるが、実際の現場施工においては、接合部において配管同士の中心軸を完全に一致させることは不可能であり、接合部において中心軸方向のズレ、すなわち曲がりが発生することになる。この曲がりは接合部における不整合であり、配管自体に変形、応力が発生しているものではないが、これまでのジャイロピグを用いた線形計測では、計測された線形状を評価する際に、接合部における不整合については考慮していないため、配管の敷設状態に異常がなくとも異常があると評価してしまうことがあるということである。
【００１５】
そこで、本発明は、上記の知見に基づいて、前記課題を解決するために以下の特徴を有するものである。
【００１６】
［１］パイプライン配管内を走行する検査ピグを用いて当該パイプラインの線形状を計測し、その計測結果に基づいて当該パイプラインの敷設状態を評価するパイプラインの形状計測評価方法であって、パイプラインを構成する配管間の接合部を検出する配管接合部検出手段を備えた検査ピグを用いて、パイプラインを構成する配管毎について線形状を計測し、その配管毎の線形状の計測結果に基づいて当該パイプラインの敷設状態を評価することを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００１７】
［２］前記［１］に記載のパイプラインの形状計測評価方法において、配管毎の線形状の計測結果から各配管の曲率を算出して当該パイプラインの敷設状態を評価することを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００１８】
［３］前記［１］又は［２］に記載のパイプラインの形状計測評価方法において、各配管の両端部での配管中心軸の方向を算出することにより、各配管の振れ角（両端部の中心軸線のなす角度）又は／及び隣接する配管同士の切り合せ角度（配管接合部における隣接する配管同士の中心軸のなす角度）を算出して当該パイプラインの敷設状態を評価することを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００１９】
［４］前記［１］から［３］のうちのいずれかに記載のパイプラインの形状計測評価方法において、パイプラインを構成する配管毎の線形状の計測を任意の期間をおいて複数回行い、複数回の計測結果の変化から各配管に掛かる応力を推定して当該パイプラインの敷設状態を評価することを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００２０】
［５］前記［１］から［４］のうちのいずれかに記載のパイプラインの形状計測評価方法において、検査ピグは、ピグ本体内部に固定された３軸ジャイロセンサユニットと、ピグ本体のパイプライン配管内での走行距離を計測する走行距離計測手段と、ピグ本体のパイプライン配管に対する姿勢を計測する姿勢計測手段とを備えていることを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００２１】
［６］前記［５］に記載のパイプラインの形状計測評価方法において、前記姿勢計測手段は、ピグ本体とパイプラインの内面との距離を計測する距離計測手段であって、ピグ本体の円周方向に等間隔に３つ以上複数配置されたセンサを１組としたものを、ピグ本体の走行方向に所定間隔を開けて２組以上配置したセンサユニットを有し、パイプラインの内面と常に接触を維持する機構を備えた接触式距離計測装置であることを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００２２】
［７］前記［６］に記載のパイプラインの形状計測評価方法において、前記接触式距離計測装置は、一端がピグ本体の外面に設置された回転軸に接続されたロッド（アーム）と、ロッド（アーム）の他端が常にピグ本体の半径方向（パイプライン内面に向かう方向）に広がるように、当該ロッド（アーム）に力を印加する機構と、当該ロッド（アーム）の前記回転軸周りの回転角を計測する機構を有することを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００２３】
［８］前記［６］又は［７］に記載のパイプラインの形状計測評価方法において、前記配管接合部検出手段は、前記接触式距離計測装置の出力に基づいてパイプラインの配管継ぎ目を検出する機能を有していることを特徴とするパイプラインの形状計測評価方法。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態において用いるパイプラインの検査ピグの概要を示す図である。
【００２５】
ピグ本体１の外周部にはシールカップ３が配置されており、ピグ本体１が配管内に挿入されると、シールカップの３外周は配管内面と密着し、シールカップ３前後の配管内の差圧によりピグ本体１に駆動力が発生し、配管内を走行する。シールカップはピグ本体１の前後２ヶ所に設置されているが、これはシールカップが１ヶ所では走行時のシールカップ３の変形等により配管内面との間に空隙が生じ、走行に支障が出る可能性があるので、これを防止するためである。
【００２６】
ピグ本体１の外部には、走行距離計測手段１７，１８が配置されている。走行距離計測手段１７，１８は本体外面に回転軸を有し、他端に車輪を有するロッドであり、ロッド先端の車輪が常に配管内面と接触する機構を有している。先端部の車輪は配管内の走行に伴って回転するので、車輪の回転数を計測すれば、車輪の外周長からピグ本体１の走行距離を算出できる。
【００２７】
この実施の形態においては、走行距離計測手段１７，１８は対向する位置に２個設置しているが、これは、パイプラインのベンド部の通過時には車輪の配管円周方向の接触位置により（配管ベンドの外側か内側かにより）計測される距離が異なるので、異なる走行距離を平均化し、ピグ本体の走行距離を算出するためである。より精度を向上させるためには走行距離計測手段の数を増やすことも可能である。走行距離計測手段の計測値はケーブル２２を介して本体２内に設置される信号処理・記録装置１９に伝送され、記録される。
【００２８】
ピグ本体１内のバッテリ２０は、走行距離計測手段１７，１７への電源を供給するとともに、ケーブル２２を介して、ピグ本体２に設置される機器への電源を供給する。
【００２９】
ピグ本体２は連結部２１を介して本体１と接続されており、本体１が駆動されると連動して配管内を走行する。ここで、本体１と２は分離されているが、これはパイプラインのベンド部の通過性を確保する（本体筐体の配管内面への接触を避ける）ためであり、配管の内径とベンドの曲率から決まる条件が許せば、ピグ本体を１つとすることも可能である。
【００３０】
ピグ本体２内には３軸ジャイロセンサユニット４が、ジャイロユニットの計測軸の１軸とピグ本体の中心軸とが平行となるように配置され、走行時にジャイロユニットとピグ本体２との相対位置関係がずれない様に固定されている。ピグ本体２の外周には、前後方向（走行方向）２ヶ所にそれぞれ、円周方向に等分された方向に６方向距離計測手段５〜１０、１１〜１６が設置されている。
【００３１】
図２に、ピグ本体のパイプライン配管に対する姿勢を計測する姿勢計測手段として用いるための距離計測手段の詳細を示す。図２において、３０はロッド、３１は接触用車輪、３２は電磁誘導式スリーブセンサ、３３はセンサとロッドを接続するリンケージ、３４はロッドの回転軸を示す。
【００３２】
図２（ａ）は、距離測定手段５〜１０を前方から見た概要図である。図に示されるように、距離測定手段５〜１０は、ピグ本体２の円周方向に６０°おきに配設されており、そのロッド３０の先端に設けられた接触用車輪３１が、パイプライン内周面に接触するようになっている。
【００３３】
図２（ｂ）に、個々の距離測定手段の機構部の概要を示す。距離計測手段はロッド３０先端に、配管内面と接触させるための接触用車輪３１を有し、ピグ本体側の回転軸３４を中心に回転するようになっている。また、ロッド３０の一端にはリンケージ３３が接続され、ロッド３０の回転は、リンケージ３３を介して電磁誘導式スリーブセンサ３２のセンサロッド３２ａに接続されている。
【００３４】
パイプライン内面との距離が変化し、ロッド３０が回転軸３４を中心に回転すると、リンケージ３３により回転運動が直線運動に変換され、センサロッド３２ａが電磁誘導式スリーブセンサ３２のセンサスリーブ内を移動する。この結果距離の変化（ロッド角度の変化）に応じて電磁誘導式スリーブセンサ３２の出力が変化し、電磁誘導式スリーブセンサ３２の出力値からロッド３０の回転角度を算出することが可能となる。
【００３５】
図示を省略しているが、ロッド３０にはスプリング等により常にパイプライン内周面方向に広がるように力が印加されており、この印加される力は、パイプライン内で本体２の位置を保持するためにも使用されている。
【００３６】
そして、パイプラインを構成する配管間の接合部（溶接部）には内面ビードが形成されているので、距離計測手段がパイプライン内面との距離を測定する時に、内面ビード通過時に測定距離に急激な変化が検出される。特に同じ位置に設けられた距離計測手段の計測結果が同時に１〜２ｍｍのオーダで減少した場合には、配管の溶接部における内面の凸部（ビード部）を通過したと判断することが可能である。よって、この変化を検出することにより、配管間の接合部を検出することができる。図５に、距離計側手段による距離測定値の変化を示す。図中、パルス状に変化しているのが溶接線（ビード部）に相当する部分であり、これにより容易に溶接線を検知することができる。
【００３７】
３軸ジャイロセンサユニット４、走行距離計測手段１７，１８、距離計測手段５〜１６の各計測データは信号処理・記録装置１９に入力される。この実施の形態においては、信号処理・記録装置１９に、データを一定周期で記録保存し、ピグ本体の走行終了後に保存データを読み出し、保存データからパイプラインの線形算出を行っているが、信号処理装置によりリアルタイムに線形の算出を行って、記録装置に線形のデータを記録することも可能である。
【００３８】
以下、上記の検査ピグを用いてパイプラインの線形計測を行う際の原理を、図３、図４を用いて説明する。図３に示す例では、ピグ本体進行方向の間隔Ｌの位置Ａ点及びＢ点のそれぞれにおいて、円周方向の直交する４方向に計８つの距離計測手段を備えているものとし、ジャイロ本体（ピグ本体）の進行方向中心軸をＺ軸、進行方向と直交する断面方向内の距離計測手段の計測方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とする。
【００３９】
そして、各距離計測手段により得られる配管内面までの計測距離を、それぞれＸＡ１、ＸＡ２、ＹＡ１、ＹＡ２、ＸＢ１、ＸＢ２、ＹＢ１、ＹＢ２とする。また、各距離計測手段はピグ本体のＺ軸（中心軸）から等距離には位置されているものとする。ここで、配管の長手方向（中心軸）をｚ軸、配管断面の垂直方向をｙ軸、水平方向をｘ軸とする。そして、簡単のためにＸ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸の方向は一致しているものとする（一致していない場合は、配管についてＸ軸方向にｘ軸を、Ｙ軸方向にｙ軸をとればよい）。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、走行中に計測される距離計測手段の距離計測結果がすべて等しい計測値となる場合（ＸＡ１＝ＸＡ２＝ＹＡ１＝ＹＡ２＝ＸＢ１＝ＸＢ２＝ＹＢ１＝ＹＢ２）には、ピグ本体のＺ軸と配管ｚ軸とが一致し、ピグ本体が配管の中央を走行している場合であると判断することができる。
【００４１】
また、各断面（Ａ断面及びＢ断面）における４つの距離計測結果が異なる場合には、Ａ点断面あるいはＢ点断面のピグ本体のＺ軸と配管のｚ軸とはずれていると判断できるが、図３（ｂ）に示すように、Ａ点及びＢ点の同一方向距離計測手段の距離計測結果が等しい（ＸＡ１＝ＸＡ２、ＹＡ１＝ＹＡ２、ＸＢ１＝ＸＢ２、ＹＢ１＝ＹＢ２）場合には、ピグ本体のＺ軸とｚ軸は平行であり、ピグ全体が配管内で偏芯していると判断することができる。
【００４２】
図３（ｃ）に示すように、対向するＸ軸方向の距離計測結果が等しく（ＸＡ１＝ＸＡ１、ＸＢ１＝ＸＢ２）、Ｙ軸方向の距離計測結果が異なる場合（ＹＡ１≠ＹＡ２、ＹＢ１≠ＹＢ２、ＹＡ１≠ＹＢ１、ＹＡ２≠ＹＢ２）には、ピグ本体のＸ軸周りにピグ本体が回転した状態であると判断でき、その際の回転角度αｘ（Ｚ軸とｚ軸との角度）は以下の式で表される。
【００４３】
αｘ＝ｔａｎ−１（（Ａ、Ｂ点におけるピグ中心の配管中心からのずれ）／（Ａ−Ｂ点間隔））＝ｔａｎ−１（（ＹＡ１−ＹＢ１）／Ｌ）＝ｔａｎ−１（（ＹＡ２−ＹＢ２）／Ｌ）
この時、ピグ本体はピグ本体の中心軸（Ｚ軸）と配管の中心軸（ｚ軸）がＸ軸を中心に角度αｘの角度で傾斜（回転）した姿勢で配管内を走行していることになる。ピグ本体の走行を配管の座標（ｘｙｚ軸座標）から見るとピグ本体はｚ軸に沿って移動しているが、ピグ本体（３軸ジャイロセンサユニット）の座標（ＸＹＺ軸座標）から見るとＺ軸のみではなく、Ｙ軸方向にも移動していることになる。
【００４４】
この時のピグ本体のＺＹ座標における移動距離は、ｚ軸（管）に沿ったピグ本体の移動距離から算出することができる。また、ピグ本体のジャイロは絶対座標系（地球座標）に対する自分の座標系の方向を計測できるので、ジャイロの計測結果と、ピグ本体の姿勢（傾斜）の計測結果と組み合わせると、ピグ本体（ジャイロ）が地球座標に対してその方向に移動したかが分かり、移動距離と組み合わせることによって、地球座標におけるピグ本体の移動軌跡、すなわちパイプライン線形を算出することができる。
【００４５】
また、対向するＹ軸方向の距離計測結果が等しく（ＹＡ１＝ＹＡ２、ＹＢ１＝ＹＢ２）、Ｘ軸方向の距離計測結果が異なる場合（ＸＡ１≠ＸＡ２、ＸＢ１≠ＸＢ２、ＸＡ１≠ＸＢ１、ＸＡ２≠ＸＢ２）には、ピグ本体のＹ軸周りにピグ本体が回転した状態であると判断でき、その際の回転角度αｙ（Ｚ軸とｚ軸との角度）は以下の式で表される。
【００４６】
αｙ＝ｔａｎ−１（（Ａ、Ｂ点におけるピグ中心の配管中心からのずれ）／（Ａ−Ｂ点間隔））＝ｔａｎ−１（（ＸＡ１−ＸＢ１）／Ｌ）＝ｔａｎ−１（（ＸＡ２−ＸＢ２）／Ｌ）
実際のピグの走行においては、ピグ本体の中心軸（Ｚ軸）と配管の中心軸（ｚ軸）とは、ＸＹ平面の任意の軸を中心に傾斜（回転）する可能性がある。その場合、Ｘ軸、Ｙ軸方向の対になる距離計測結果がすべて異なることになる。そして、この計測結果からＸ軸及びＹ軸周りの傾斜αｘ、αｙを求めることにより、ピグ本体の傾斜を求めることができる。また、この時のＺ軸とｚ軸とのなす角α自体は、以下の式で表される。
【００４７】
α＝ｔａｎ−１（（Ａ、Ｂ点におけるピグ中心の配管中心からのずれ）／（Ａ−Ｂ点間隔））＝ｔａｎ−１（（（ＹＡ１−ＹＢ１） ２ ＋（ＸＡ１−ＸＢ１）２）−１／２／Ｌ）
この実施の形態においては、ピグ本体２の円周上に配置された６個×２組の距離計測手段を用いているが、この場合には、Ａ点又はＢ点における直交座標系（ＸＹＺ座標系）を定め、６点の計測結果からピグ中心とパイプライン中心との位置関係を求めてやればよい。
【００４８】
図２では、配管内面までの距離計測手段はピグ本体の外周に直交する４方向に設置しているが、円周方向に等間隔に３つ以上配置すればピグ本体中心軸の配管中心軸に対する角度を算出することができる。
【００４９】
図２に示されるような距離計測手段により、ピグ本体の中心線とパイプラインの中心線の角度のずれを計測する方法を図４に示す。
【００５０】
第１のロッドの長さをＬ１、第２のロッドの長さをＬ２、第１のロッドと第２のロッドのピグ本体側回転軸間距離をＬ０とし、ピグ本体（中心軸）に対するそれぞれのロッドの角度をθ１、θ２とする。この時第１のロッド及び第２のロッドの先端の車輪がそれぞれ配管内面に接触しているとすると、２つの車輪の中心軸を結ぶ直線は配管の内面に平行となり、ピグ本体に対する各車輪の位置が分かればピグ本体に対する配管の角度を知ることができる。
【００５１】
ピグ本体中心軸と配管内面の角度（ピグ本体の配管中心軸に対する回転角度）θ３は以下の式で表される。
θ３＝ｔａｎ−１（ｈ３／Ｌ３）
Ｌ３＝Ｌ０−Ｌ１ｃｏｓ（θ１）＋Ｌ２ｃｏｓ（θ２）
ｈ３＝Ｌ２ｓｉｎ（θ２）−Ｌ１ｓｉｎ（θ１）
同様に、第３のロッド、第４のロッドに関しても、ピグ本体の配管中心軸に対する回転角度を算出することができる。
【００５２】
ここでは、ピグ本体の回転面と配管内面までの距離計測手段とは同一平面にあるものとしているが、距離計測手段を円周方向に等間隔に３つ以上配置することによりピグ本体の配管に対する姿勢を算出することができる。
【００５３】
上記のようにして、ピグ本体の配管に対する姿勢を算出し、それに基づいて補正を行うことにより、パイプラインの線形状を精度よく測定することができる。
【００５４】
そして、同時に配管間の接合部を検出することにより、パイプラインを構成する配管毎の線形状を計測することができる。
【００５５】
上記の方法により計測したパイプライン線形の例を図６に示す。実際のパイプラインの線形形状は直交３軸の座標で与えられるが、図は簡易的に走行距離（水平面内の変位距離）と深度の関係を示したものである。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部を拡大した図である。
【００５６】
図に示したものは、パイプライン敷設上では一定深度に敷設された直線とされる部分であるが、実際に計測された形状では、深度方向の変位が発生した複雑な曲線となっている。図６では走行距離と深度との関係を示したが、水平面内の形状を見た場合も、同様に直線からの変位が発生している。
【００５７】
図６中のマークで示した部分が、検出された溶接線を示し、溶接線により区切られる部分がパイプラインを構成する１本１本の配管を示す。
【００５８】
図中に示すように、配管同士の溶接部において線形状の屈曲が生じていることが判別できる。これは実施工時に、配管の軸線同士を完全に一致させることができないために生じた屈曲である。また、溶接線で区切られる配管１本に関しても、配管毎に異なる湾曲を有していることが判別できる。
【００５９】
実際のパイプラインの形状は図に示したように接合部での屈曲と配管自体の湾曲の連続となっている。その敷設状態を評価する際に、全体の曲率を求めたのでは、接合部の屈曲の影響を含めたものとなるが、接合部での屈曲自体は施工により発生したものであり、配管に対して直接応力を発生させるものではないため、過剰な曲率の評価となる。そこで、このような接合部の屈曲を考慮して、配管１本毎の曲率を算出して評価することにより、パイプラインの敷設状態を適切に評価することが可能となる。
【００６０】
図７に、図６に示した直線部分の線形状に基づいて配管毎の曲率を算出した結果を示す。曲率の算出は、計測された配管の３次元線形座標データ列から細かく（配管の部分部分毎に）算出することも可能であるが、ここでは、図８に示すように配管１本の３次元座標データ列から近似曲線を求め、その近似曲線の曲率を求めている。実際の配管においては、配管１本の中で曲率や湾曲方向が複雑に変化することはほとんど無いので、近似曲線により、配管１本毎の曲率を求めることで十分評価はできると考えられる。
【００６１】
この例では、曲率から求められる各配管の曲率半径は１ｋｍ以上であり、各配管の敷設状態の評価としては、ほぼ直線であり異常の無いものと判断できる。
【００６２】
なお、ここでは３次元的な湾曲形状をしている配管の曲率を求めているが、水平面内、及び鉛直面内（配管の始点と終点を含む鉛直面）での配管形状から水平方向及び鉛直方向の曲率を別々に求め、評価することも可能であり、この場合、水平方向及び鉛直方向の曲率から施工状態における配管の変形方向を判別し、変形の原因（地盤沈下等）を推定することも可能となる。
【００６３】
また、配管両端部の軸線の３次元座標内での方向を求めれば、接合部における屈曲に関して、配管同士のなす角度を算出することが可能である。配管端部の軸線方向は、配管端部の任意幅の３次元座標列データを直線で近似することにより容易に求めることが可能である。
【００６４】
また、ベンド部に関して、上記の直線部の場合と同様に線形状を計測し、その線形状からベンド部の曲率を求めることが可能である。
【００６５】
特にベンド部に関しては、ベンド入口部及び出口部の配管の軸線方向を求めることにより、ベンドの振れ角を算出し、配管加工時の、あるいは施工時のベンド振れ角からのズレを算出し、ベンド部に変形や応力集中が生じていないかを簡易に判断することが可能となる。
【００６６】
図９に、水平ベンド部の水平面内での形状計測結果の例を示す。図に示した計測形状から求められるベンドの振れ角は４４°である。このベンド部は、施工上は４５°の振れ角を有するベンドであり約１°の誤差があるが、これはベンドの加工上は許容範囲（±２°）内であり、ベンド部分が大きく変形していないことが確認できる。
【００６７】
そして、上記のような線形状の計測と曲率の算出を、一定期間（例えば３〜４年）毎に行い、それを比較することにより、パイプライン埋設部の地盤沈下、変位に伴うパイプライン線形の変化を検出し、発生している応力を推定することも可能となる。
【００６８】
なお、距離計測手段として上記の実施の形態のように接触式距離計測装置を用いるのが好適であるが、光波距離計や超音波距離計あるいは渦流方式の距離計を用いることでもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、パイプラインを構成する配管毎について線形状を計測しているので、パイプラインの配管間の接合部における不整合がある場合でも、パイプラインの敷設状態を適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態において用いる検査ピグの概要を示す図である。
【図２】距離計測手段の詳細を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるパイプラインの線形計測の原理を示す図である。
【図４】検査ピグの中心軸とパイプラインの中心軸軸のずれを算出する方法を示す図である。
【図５】配管と配管の溶接部の検出方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態において、直線部で計測した配管毎の線形状の例を示す図である。
【図７】図６の配管毎の線形状から配管毎の曲率を算出した図である。
【図８】配管毎の線形状から配管毎の曲率を算出する際に、線形状を曲線で近似する方法の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態において、水平ベンド部での形状計測結果の例を示す図である。
【符号の説明】
１、２…ピグ本体（筐体）、３…シールカップ、４…３軸ジャイロセンサユニット、５〜１６…距離計測手段、１７、１８…走行距離計測手段、１９…信号処理・記録装置、２０…バッテリ、２１…連結部、２２…ケーブル、３０…ロッド、３１…接触用車輪、３２…電磁誘導式スリーブセンサ、３３…リンケージ、３４…ロッドの回転軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention measures the laying shape of a pipeline by using an in-pipe inspection device (hereinafter, referred to as an inspection pig) that inspects the inside of a pipe by traveling in the pipeline, and based on the measurement result, the laying state of the pipeline. And a method for measuring and evaluating the shape of a pipeline.
[0002]
[Prior art]
In a long-distance pipeline, subtle changes may occur from the initial construction position due to changes in geography, environmental conditions, and the like after construction. These do not lead to damage and deterioration of the pipeline in a short period of time, but in the long term, unnecessary stress etc. will be applied to each element that composes the pipeline. It is very important in pipeline maintenance to measure (the shape of the trajectory at the center of the pipe constituting the pipeline) and evaluate the laying state based on the measurement result of the line shape. In addition, when a disaster such as an earthquake occurs, the line shape of the pipeline may change significantly. From this point, measurement and evaluation of the pipeline line shape are important.
[0003]
For pipelines that are exposed on the ground surface, etc., it is possible to measure the line shape relatively easily, but for pipelines buried underground or on the sea floor, accurate line shapes can be measured from the ground surface. It is impossible to perform the measurement, and a linear measurement technique using an in-tube inspection pig has been conventionally developed.
[0004]
In pipe line shape measurement using an in-pipe inspection pig, linear measurement is performed by measuring changes in the absolute position or relative position of the pig when traveling through the pipeline, but the pig body is a pipeline pipe (metal pipe). Since it is arranged inside, it is difficult to detect and measure a signal from outside (such as geomagnetism, external electromagnetic or electromagnetic wave signal), and an autonomous position measurement system is required. Therefore, a method of measuring the attitude of the gyro (pig body) with respect to the earth coordinates at the time of traveling by arranging the gyro unit inside the pig body, and calculating the position with respect to the earth coordinates from the travel distance of the pig body and the gyro attitude. Has been developed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
At that time, in the linear measurement using the conventional gyro, the pig body is always in a fixed posture with respect to the pipeline, that is, the direction of the pig body and the central axis of the pipeline are always parallel, and the gyro The linearity of the pipeline is obtained from the direction of the pig body with respect to the earth coordinates obtained from the measurement attitude and the movement distance of the pig body measured by a roller type distance meter or the like brought into contact with the inner surface of the pipeline.
[0006]
In the column of [Problems to be Solved by the Invention], the applicant's unpublished prior application will be described, and its application number is described here. That is, Japanese Patent Application No. 2003-075901 (unpublished application 1).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2851657
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, during pig travel in an actual pipeline, the attitude of the pig body relative to the pipeline piping changes, and especially, when the pig passes through a bend, the attitude temporarily changes greatly. An error occurs. The measurement error due to the change in the posture of the pig body becomes a deviation in the subsequent calculated linear direction and accumulates. In particular, in the measurement of a long distance, the accumulated error becomes very large.
[0009]
On the other hand, a method has been considered in which the attitude of a gyro (pig body) in a pipeline pipe is measured and corrected. For example, by installing a light wave range finder, ultrasonic range finder or eddy current range finder on the outer periphery of the pig body, measuring the distance to the inner surface of the tube, measuring the posture of the pig body in the tube, and correcting it. is there.
[0010]
Further, in the above-mentioned
[0011]
However, by measuring and correcting the attitude of the gyro (pig body) inside the pipeline in this way, even if the line shape of the pipeline is accurately measured, the laying state of the pipeline is determined from the measurement results. In some cases, inappropriate evaluations were made when evaluating. For example, there is a case where it is evaluated that there is an abnormality even if there is no abnormality in the laying state of the pipe.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and measures the shape of the pipeline using an inspection pig traveling in the pipeline, and appropriately determines the laying state of the pipeline based on the measurement result. It is an object of the present invention to provide a pipeline shape measurement and evaluation method that can be evaluated.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has made various investigations on the case where the laying state of the pipeline may not be able to be appropriately evaluated, and has obtained the following knowledge.
[0014]
That is, in actual construction of a pipeline, piping of a known shape and length prepared and processed in advance is combined, and the piping is laid on a planned laying route. At this time, the pipes are welded or joined by a flange. However, in actual actual construction, it is impossible to completely match the center axes of the pipes at the joint, and the joint is displaced in the central axis direction. That is, bending occurs. This bend is an inconsistency at the joint, and it does not cause deformation or stress in the pipe itself.However, in the conventional linear measurement using a gyro pig, when evaluating the measured line shape, Since the inconsistency in the parts is not taken into account, it may be evaluated that there is an abnormality even if there is no abnormality in the laying state of the pipe.
[0015]
Thus, the present invention has the following features based on the above findings to solve the above-mentioned problems.
[0016]
[1] A pipeline shape measurement and evaluation method for measuring a linear shape of the pipeline using an inspection pig traveling in the pipeline, and evaluating a laid state of the pipeline based on the measurement result. Using an inspection pig provided with a pipe joint detecting means for detecting a joint between pipes constituting a pipeline, measuring a line shape for each pipe constituting the pipeline and measuring a line shape for each pipe A pipeline shape measurement / evaluation method characterized by evaluating a laid state of the pipeline based on a result.
[0017]
[2] The method for measuring and evaluating the shape of a pipeline according to the above [1], wherein the laying state of the pipeline is evaluated by calculating the curvature of each pipe from the measurement result of the line shape of each pipe. Pipeline shape measurement and evaluation method.
[0018]
[3] In the pipeline shape measurement and evaluation method according to the above [1] or [2], by calculating the direction of the pipe center axis at both ends of each pipe, the deflection angle of each pipe (at both ends) is calculated. Calculating the angle formed by the central axis) and / or the cutting angle between adjacent pipes (the angle formed by the central axes of adjacent pipes at the pipe joint) to evaluate the laid state of the pipeline. To measure and evaluate the shape of pipelines.
[0019]
[4] In the pipeline shape measurement / evaluation method according to any one of [1] to [3], the measurement of the line shape of each pipe constituting the pipeline is performed a plurality of times at arbitrary intervals. A method of estimating the shape of a pipeline, comprising estimating a stress applied to each pipe from a plurality of changes in measurement results and evaluating a laid state of the pipeline.
[0020]
[5] In the pipeline shape measurement / evaluation method according to any one of [1] to [4], the inspection pig includes a three-axis gyro sensor unit fixed inside the pig body, and a pipe of the pig body. A pipeline shape measurement / evaluation method, comprising: a traveling distance measuring means for measuring a traveling distance in a line pipe; and a posture measuring means for measuring a posture of the pig body with respect to the pipeline pipe.
[0021]
[6] In the pipeline shape measurement / evaluation method according to the above [5], the posture measuring means is a distance measuring means for measuring a distance between a pig body and an inner surface of the pipeline, and the circumference of the pig body is measured. A sensor unit in which two or more sets of three or more sensors arranged at equal intervals in the direction are arranged at predetermined intervals in the running direction of the pig body, and are always in contact with the inner surface of the pipeline. A method for measuring and evaluating the shape of a pipeline, which is a contact-type distance measuring device provided with a mechanism for maintaining the shape.
[0022]
[7] In the method for measuring and evaluating the shape of a pipeline according to the above [6], the contact-type distance measuring device comprises: a rod (arm) having one end connected to a rotating shaft installed on an outer surface of a pig body; A mechanism for applying a force to the rod (arm) such that the other end of the (arm) always expands in the radial direction of the pig body (a direction toward the inner surface of the pipeline); A pipeline shape measurement and evaluation method comprising a mechanism for measuring a rotation angle.
[0023]
[8] In the pipeline shape measurement / evaluation method according to the above [6] or [7], the pipe joint detection means detects a pipe joint of the pipeline based on an output of the contact distance measuring device. A pipeline shape measurement and evaluation method characterized by having a function.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an inspection pig of a pipeline used in an embodiment of the present invention.
[0025]
A
[0026]
Outside the
[0027]
In this embodiment, two traveling distance measuring means 17 and 18 are provided at opposing positions, but this is determined by the contact position of the wheels in the circumferential direction of the pipe when passing through the bend portion of the pipeline. Since the measured distance is different depending on whether the bend is outside or inside, the different running distances are averaged to calculate the running distance of the pig body. To further improve the accuracy, it is possible to increase the number of traveling distance measuring means. The measured value of the traveling distance measuring means is transmitted to a signal processing /
[0028]
The
[0029]
The pig
[0030]
In the
[0031]
FIG. 2 shows details of a distance measuring means used as an attitude measuring means for measuring the attitude of the pig body with respect to the pipeline piping. In FIG. 2, 30 is a rod, 31 is a contact wheel, 32 is an electromagnetic induction type sleeve sensor, 33 is a linkage connecting the sensor and the rod, and 34 is a rotating shaft of the rod.
[0032]
FIG. 2A is a schematic view of the distance measuring means 5 to 10 as viewed from the front. As shown in the figure, the distance measuring means 5 to 10 are arranged at intervals of 60 ° in the circumferential direction of the
[0033]
FIG. 2B shows the outline of the mechanism of each distance measuring means. The distance measuring means has a
[0034]
When the distance from the inner surface of the pipeline changes and the
[0035]
Although not shown, a force is applied to the
[0036]
Since the inner bead is formed at the joint (weld) between the pipes constituting the pipeline, when the distance measuring means measures the distance to the inner surface of the pipeline, the measured distance suddenly increases when passing through the inner bead. Significant change is detected. In particular, when the measurement results of the distance measuring means provided at the same position are simultaneously reduced on the order of 1 to 2 mm, it can be determined that the pipe has passed the convex portion (bead portion) on the inner surface of the welded portion of the pipe. is there. Therefore, by detecting this change, the joint between the pipes can be detected. FIG. 5 shows a change in the distance measurement value by the range finder-side means. In the figure, a portion corresponding to a welding line (bead portion) that changes in a pulse shape is provided, so that the welding line can be easily detected.
[0037]
The measurement data of the three-axis gyro sensor unit 4, the traveling
[0038]
Hereinafter, the principle of performing the linear measurement of the pipeline using the inspection pig will be described with reference to FIGS. In the example shown in FIG. 3, it is assumed that a total of eight distance measuring means are provided in four directions orthogonal to the circumferential direction at each of the points A and B of the interval L in the pig body traveling direction, and the gyro body ( The central axis in the traveling direction of the pig body) is the Z axis, and the measuring directions of the distance measuring means in a cross-sectional direction orthogonal to the traveling direction are the X axis and the Y axis, respectively.
[0039]
The measured distances to the inner surface of the pipe obtained by the respective distance measuring means are defined as XA1, XA2, YA1, YA2, XB1, XB2, YB1, and YB2, respectively. It is assumed that each distance measuring means is positioned equidistant from the Z axis (center axis) of the pig body. Here, the longitudinal direction (center axis) of the pipe is defined as the z-axis, the vertical direction of the pipe section is defined as the y-axis, and the horizontal direction is defined as the x-axis. For the sake of simplicity, it is assumed that the directions of the X axis and the x axis, and the directions of the Y axis and the y axis are the same. Axis).
[0040]
As shown in FIG. 3A, when the distance measurement results of the distance measuring means measured during traveling are all equal measurement values (XA1 = XA2 = YA1 = YA2 = XB1 = XB2 = YB1 = YB2). , The Z axis of the pig body coincides with the z axis of the pipe, and it can be determined that the pig body is traveling in the center of the pipe.
[0041]
When the four distance measurement results in each section (A section and B section) are different, it can be determined that the Z axis of the pig body at the A point section or the B point section is displaced from the z axis of the pipe. As shown in FIG. 3B, when the distance measurement results of the same direction distance measuring means at point A and point B are equal (XA1 = XA2, YA1 = YA2, XB1 = XB2, YB1 = YB2), the pig body Are parallel to each other, and it can be determined that the entire pig is eccentric in the pipe.
[0042]
As shown in FIG. 3C, when the distance measurement results in the opposite X-axis direction are equal (XA1 = XA1, XB1 = XB2) and the distance measurement results in the Y-axis direction are different (YA1 ≠ YA2, YB1 ≠ YB2, YA1 ≠ YB1, YA2 ≠ YB2), it can be determined that the pig body is in a state of rotation around the X axis of the pig body, and the rotation angle αx (the angle between the Z axis and the z axis) at that time is expressed by the following equation. Is represented by
[0043]
αx = tan -1 ((Displacement of pig center from pipe center at points A and B) / (A-B point interval)) = tan -1 ((YA1-YB1) / L) = tan -1 ((YA2-YB2) / L)
At this time, the pig body is running in the pipe in a posture in which the center axis (Z axis) of the pig body and the center axis (z axis) of the pipe are inclined (rotated) at an angle αx about the X axis. become. The pig body moves along the z-axis when viewing the running of the pig body from the pipe coordinates (xyz-axis coordinates). However, when viewed from the pig body (3-axis gyro sensor unit) coordinates (XYZ-axis coordinates), it is Z. This means that it is moving not only in the axis but also in the Y-axis direction.
[0044]
The movement distance of the pig body in the ZY coordinates at this time can be calculated from the movement distance of the pig body along the z-axis (tube). In addition, since the gyro of the pig body can measure the direction of its own coordinate system with respect to the absolute coordinate system (earth coordinates), when the measurement result of the gyro is combined with the measurement result of the attitude (inclination) of the pig body, the pig body (gyro) ) Has moved in that direction with respect to the earth coordinates, and by combining this with the movement distance, the movement trajectory of the pig body in the earth coordinates, that is, the pipeline alignment can be calculated.
[0045]
When the distance measurement results in the opposite Y-axis direction are equal (YA1 = YA2, YB1 = YB2), and the distance measurement results in the X-axis direction are different (XA1 ≠ XA2, XB1 ≠ XB2, XA1 ≠ XB1, XA2 ≠ XB2). , It can be determined that the pig body is rotated around the Y axis of the pig body, and the rotation angle αy (the angle between the Z axis and the z axis) at that time is represented by the following equation.
[0046]
αy = tan -1 ((Displacement of pig center from pipe center at points A and B) / (A-B point interval)) = tan -1 ((XA1-XB1) / L) = tan -1 ((XA2-XB2) / L)
In the actual running of the pig, the central axis (Z axis) of the pig body and the central axis (z axis) of the pipe may be inclined (rotated) about an arbitrary axis on the XY plane. In this case, the paired distance measurement results in the X-axis and Y-axis directions are all different. Then, by obtaining the inclinations αx and αy around the X-axis and the Y-axis from the measurement results, the inclination of the pig body can be obtained. At this time, the angle α itself between the Z axis and the z axis is expressed by the following equation.
[0047]
α = tan -1 ((Displacement of pig center from pipe center at points A and B) / (A-B point interval)) = tan -1 (((YA1-YB1) 2 + (XA1-XB1) 2 ) -1/2 / L)
In this embodiment, 6 × 2 sets of distance measuring means arranged on the circumference of the
[0048]
In FIG. 2, the distance measuring means to the inner surface of the pipe is installed in four directions orthogonal to the outer circumference of the pig main body. However, if three or more are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the center axis of the pig main body with respect to the pipe central axis is arranged. The angle can be calculated.
[0049]
FIG. 4 shows a method of measuring the deviation of the angle between the center line of the pig body and the center line of the pipeline by the distance measuring means as shown in FIG.
[0050]
L1 is the length of the first rod, L2 is the length of the second rod, L0 is the distance between the first rod and the second rod on the pig body side, and L0 is the distance to the pig body (center axis). Assume that the rod angles are θ1 and θ2. At this time, assuming that the wheels at the tip ends of the first rod and the second rod are in contact with the inner surface of the pipe, a straight line connecting the center axes of the two wheels is parallel to the inner surface of the pipe. If the position is known, the angle of the pipe with respect to the pig body can be known.
[0051]
The angle θ3 between the pig body center axis and the pipe inner surface (the rotation angle of the pig body with respect to the pipe center axis) is expressed by the following equation.
θ3 = tan -1 (H3 / L3)
L3 = L0−L1cos (θ1) + L2cos (θ2)
h3 = L2 sin (θ2) −L1 sin (θ1)
Similarly, for the third rod and the fourth rod, the rotation angle of the pig body with respect to the pipe center axis can be calculated.
[0052]
Here, it is assumed that the distance measuring means between the rotating surface of the pig body and the inner surface of the pipe is on the same plane. However, by arranging three or more distance measuring means at equal intervals in the circumferential direction, the distance to the pipe of the pig body can be reduced. The posture can be calculated.
[0053]
As described above, the posture of the pig body with respect to the pipe is calculated, and the correction is performed based on the calculated posture, whereby the linear shape of the pipeline can be measured with high accuracy.
[0054]
At the same time, by detecting the joint between the pipes, it is possible to measure the line shape of each pipe constituting the pipeline.
[0055]
FIG. 6 shows an example of a pipeline alignment measured by the above method. The actual linear shape of the pipeline is given by the coordinates of three orthogonal axes, but the figure simply shows the relationship between travel distance (displacement distance in a horizontal plane) and depth. FIG. 6B is an enlarged view of a part of FIG.
[0056]
Although what is shown in the figure is a portion that is a straight line laid at a constant depth on the pipeline laying, the actually measured shape is a complicated curve with displacement in the depth direction. FIG. 6 shows the relationship between the traveling distance and the depth. However, when looking at the shape in the horizontal plane, the displacement from the straight line similarly occurs.
[0057]
The portions indicated by the marks in FIG. 6 indicate the detected welding lines, and the portions separated by the welding lines indicate the individual pipes constituting the pipeline.
[0058]
As shown in the figure, it can be determined that a linear bend occurs at the welded portion between the pipes. This is a bend caused by the inability to perfectly match the axes of the pipes at the time of implementation. In addition, it can be determined that one pipe separated by a welding line has a different curvature for each pipe.
[0059]
As shown in the figure, the actual shape of the pipeline is a continuation of bending at the joint and bending of the pipe itself. When evaluating the laying state, calculating the overall curvature includes the effect of bending of the joint, but the bending itself at the joint is caused by construction, and However, since it does not directly generate a stress, an excessive curvature is evaluated. Therefore, the curvature of each pipe is calculated and evaluated in consideration of such bending of the joint, so that the laid state of the pipeline can be appropriately evaluated.
[0060]
FIG. 7 shows the result of calculating the curvature for each pipe based on the linear shape of the straight line portion shown in FIG. The curvature can be finely calculated (for each part of the pipe) from the measured three-dimensional linear coordinate data sequence of the pipe, but here, as shown in FIG. An approximate curve is determined from the coordinate data sequence, and the curvature of the approximate curve is determined. In an actual pipe, since the curvature and the bending direction hardly change in a single pipe in a complicated manner, it is considered that the evaluation can be sufficiently performed by obtaining the curvature of each pipe using an approximate curve.
[0061]
In this example, the radius of curvature of each pipe determined from the curvature is 1 km or more, and it can be determined that the evaluation of the laid state of each pipe is almost a straight line and no abnormality.
[0062]
Here, the curvature of the pipe having a three-dimensional curved shape is obtained. However, the horizontal and vertical directions are determined from the pipe shape in the horizontal plane and the vertical plane (the vertical plane including the starting point and the end point of the pipe). It is also possible to separately calculate and evaluate the curvature in the direction, in this case, determine the deformation direction of the pipe in the construction state from the curvature in the horizontal direction and the vertical direction, and estimate the cause of the deformation (such as land subsidence) Is also possible.
[0063]
Further, if the directions in the three-dimensional coordinates of the axes at both ends of the pipe are determined, it is possible to calculate the angle between the pipes with respect to the bending at the joint. The axial direction of the pipe end can be easily obtained by approximating the three-dimensional coordinate sequence data of an arbitrary width at the pipe end with a straight line.
[0064]
Further, with respect to the bend portion, it is possible to measure the line shape in the same manner as in the case of the above-described straight line portion, and obtain the curvature of the bend portion from the line shape.
[0065]
In particular, regarding the bend part, the deflection angle of the bend is calculated by calculating the axial direction of the pipe at the bend inlet and outlet, and the deviation from the bend deflection angle at the time of piping processing or construction is calculated. It is possible to easily determine whether deformation or stress concentration has occurred in the portion.
[0066]
FIG. 9 shows an example of a shape measurement result in the horizontal plane of the horizontal bend. The deflection angle of the bend determined from the measured shape shown in the figure is 44 °. This bend has a deflection angle of 45 ° in construction and has an error of about 1 °. However, this is within the allowable range (± 2 °) in the processing of the bend, and the bend is largely deformed. It can be confirmed that it has not been done.
[0067]
Then, the measurement of the linear shape and the calculation of the curvature as described above are performed at regular intervals (for example, 3 to 4 years), and by comparing the results, the subsidence and displacement of the pipeline buried portion of the pipeline are reduced. It is also possible to detect the change in and estimate the generated stress.
[0068]
It is preferable to use a contact type distance measuring device as in the above embodiment as the distance measuring means, but it is also possible to use a light wave distance meter, an ultrasonic distance meter, or an eddy current type distance meter.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the line shape is measured for each pipe constituting the pipeline, it is possible to appropriately evaluate the laid state of the pipeline even when there is a mismatch at the joint between the pipeline pipes. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an inspection pig used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of a distance measuring unit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a principle of linear measurement of a pipeline in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of calculating a deviation between a central axis of an inspection pig and a central axis of a pipeline.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of detecting a weld between pipes.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a line shape for each pipe measured at a straight line portion in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram in which the curvature of each pipe is calculated from the linear shape of each pipe in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method of approximating a linear shape with a curve when calculating a curvature for each pipe from a linear shape for each pipe.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a shape measurement result at a horizontal bend in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2: Pig body (housing), 3: Seal cup, 4: 3-axis gyro sensor unit, 5 to 16: Distance measuring means, 17, 18: Travel distance measuring means, 19: Signal processing / recording device, 20 ... Battery, 21 ... Connecting part, 22 ... Cable, 30 ... Rod, 31 ... Contact wheel, 32 ... Electromagnetic induction sleeve sensor, 33 ... Linkage, 34 ... Rotating shaft
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009179997A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Road information managing device |
| JP2010101897A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Seung-Mock Lee | Apparatus for measuring ground displacement |
| JP2010210576A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | Shape recognition device |
| JP2010210577A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | Shape recognition device |
| JP2012036921A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Haruta Kensetsu:Kk | Device and method for repairing buried pipe |
| CN110608708A (en) * | 2019-10-28 | 2019-12-24 | 西安石油大学 | Deep hole straightness measuring device and measuring method thereof |
| CN111579593A (en) * | 2020-04-01 | 2020-08-25 | 武汉船用机械有限责任公司 | Pipeline inner wall detection device |
| KR20220105078A (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
| KR20220105079A (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107112A (en) * | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Pig for measuring subsidence shape of pipeline |
| JPH02226009A (en) * | 1988-12-30 | 1990-09-07 | Pulsearch Consolidated Technol Ltd | Pipeline monitoring apparatus |
| JP2003121142A (en) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Nkk Corp | Method and instrument for measuring profile of tubular body, method of measuring stress of tubular body, and cross-sectional form measuring instrument for tubular body |
| JP3855951B2 (en) * | 2002-05-17 | 2006-12-13 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Pipeline shape measuring apparatus and method |
-
2003
- 2003-04-30 JP JP2003125126A patent/JP4013820B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107112A (en) * | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Pig for measuring subsidence shape of pipeline |
| JPH02226009A (en) * | 1988-12-30 | 1990-09-07 | Pulsearch Consolidated Technol Ltd | Pipeline monitoring apparatus |
| JP2003121142A (en) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Nkk Corp | Method and instrument for measuring profile of tubular body, method of measuring stress of tubular body, and cross-sectional form measuring instrument for tubular body |
| JP3855951B2 (en) * | 2002-05-17 | 2006-12-13 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Pipeline shape measuring apparatus and method |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009179997A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Road information managing device |
| JP2010101897A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Seung-Mock Lee | Apparatus for measuring ground displacement |
| JP2010210576A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | Shape recognition device |
| JP2010210577A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | Shape recognition device |
| JP2012036921A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Haruta Kensetsu:Kk | Device and method for repairing buried pipe |
| CN110608708A (en) * | 2019-10-28 | 2019-12-24 | 西安石油大学 | Deep hole straightness measuring device and measuring method thereof |
| CN111579593A (en) * | 2020-04-01 | 2020-08-25 | 武汉船用机械有限责任公司 | Pipeline inner wall detection device |
| KR20220105078A (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
| KR20220105079A (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
| KR102536981B1 (en) * | 2021-01-19 | 2023-05-26 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
| KR102539393B1 (en) * | 2021-01-19 | 2023-06-02 | 한국가스공사 | System for measuring moving distance |
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