NO315341B1

NO315341B1 - Apparatus for detecting a change in the peripheral distance between two point pairs of a cylindrical object, and method for the same

Info

Publication number: NO315341B1
Application number: NO19944313A
Authority: NO
Inventors: Leonard Mervyn Rogers
Original assignee: Subsea Offshore Ltd
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 2003-08-18
Also published as: GB2285510A; GB9422768D0; NO944313L; NO944313D0; GB2285510B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat og en fremgangsmåte for å detektere en endring i den perifere avstand mellom to punkter på en sylinderformet gjenstand, ifølge kravinnledningene. The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a change in the peripheral distance between two points on a cylindrical object, according to the claim introductions.

Endringer i dimensjonene til gjenstander, så som rørledninger, i en retning som er parallell med rørledningens sentrale lengdeakse, blir konvensjonelt detektert ved bruk av apparater som er festet på overflaten av rørledningen og som omfatter to magneter plassert på hver ende av apparatet, og en strekkføleranordning plassert mellom magnetene slik at endringer i atskillelsen av magnetene blir representert ved endringer i utgangen fra strekkmåleanordningen. Denne type apparat er kjent som en aksial strekkmåler fordi den detekterer strekk i aksial retning. Apparatet festes på overflaten av rørledningen ved hjelp av magneter, og også et klebemiddel, som hindrer glidning av magnetene over overflaten av rørledningen under endringer i rørledningens dimensjoner. Changes in the dimensions of objects, such as pipelines, in a direction parallel to the central longitudinal axis of the pipeline, are conventionally detected using devices attached to the surface of the pipeline and comprising two magnets located at either end of the device, and a strain-sensing device placed between the magnets so that changes in the separation of the magnets are represented by changes in the output from the strain gauge. This type of device is known as an axial strain gauge because it detects strain in the axial direction. The device is attached to the surface of the pipeline by means of magnets, and also an adhesive, which prevents sliding of the magnets over the surface of the pipeline during changes in the dimensions of the pipeline.

Selv om dette konvensjonelle apparat er tilfredsstillende for å detektere longitudinale (eller aksiale) dimensjonsendringer i rørledninger, har det tii dato ikke vært mulig å utvikle apparater som pålitelig og nøyaktig kan detektere endringer i radiale og perifere dimensjoner av rørledninger eller andre rørformede gjenstander, unntatt ved for eksempel å feste strekkmåleanordning direkte på røret. Although this conventional apparatus is satisfactory for detecting longitudinal (or axial) dimensional changes in pipelines, to date it has not been possible to develop apparatus that can reliably and accurately detect changes in radial and peripheral dimensions of pipelines or other tubular objects, except by for example attaching a strain gauge directly to the pipe.

Med apparatet og fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, slik de er definert med de i kravene anførte trekk, unngås de foran nevnte ulemper. With the apparatus and method according to the present invention, as they are defined with the features listed in the claims, the disadvantages mentioned above are avoided.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det et deteksjonsapparat for å detektere en endring i den perifere atskillelse av to punkter på en sylinderformet gjenstand, omfattende en første festedel, en andre festedel, og en mellomliggende del som forbinder den første og den andre festedel, en bevegelsesføleranordning som er koplet til den mellomliggende del, According to the present invention, there is a detection apparatus for detecting a change in the peripheral separation of two points on a cylindrical object, comprising a first attachment part, a second attachment part, and an intermediate part connecting the first and the second attachment part, a motion sensor device which is connected to the intermediate part,

og første og andre koplingsanordninger innrettet til å komme i kontakt med den sylinderformede gjenstand, ved perifert atskilte steder, for å kople hhv. første og andre festedel til den ytre overflate av den sylinderformede gjenstand, hvor hver koplingsanordning har en akse definert med et kontaktpunkt på koplingsanordningen ved den sylinderformede gjenstand og et kontaktpunkt på koplingsanordningen med den respektive festedel, slik at koplingskreftene mellom hver koplingsanordning og den sylinderformede gjenstand er i en retning som er i det vesentlige parallell med aksen til den respektive koplingsanordning. and first and second coupling devices arranged to come into contact with the cylindrical object, at peripherally spaced locations, to connect respectively. first and second fastening parts to the outer surface of the cylindrical object, where each coupling device has an axis defined by a contact point on the coupling device at the cylindrical object and a contact point on the coupling device with the respective fastening part, so that the coupling forces between each coupling device and the cylindrical object are in a direction which is essentially parallel to the axis of the respective coupling device.

En fordel med oppfinnelsen er at en endring i den perifere atskillelse av to punkter An advantage of the invention is that a change in the peripheral separation of two points

på en sylinderformet gjenstand er et mål for periferispenningen i materialet mellom de to punkter. on a cylindrical object is a measure of the circumferential stress in the material between the two points.

Aksene til den første og den andre koplingsenhet er i hovedsak koaksiale med radiene til den sylinderformede gjenstand. The axes of the first and second coupling units are substantially coaxial with the radii of the cylindrical object.

Fortrinnsvis, hvor den sylinderformede gjenstand omfatter et magnetisk materiale, omfatter den første og andre koplingsanordning hver en magnetisert del som er typisk festet på den respektive festedel, og hver magnetisert del er typisk i kontakt med den ytre overflate på den sylinderformede del under bruk, for å kople apparatet til den sylinderformede del ved den magnetiske kraft mellom de magnetiserte deler og den sylinderformede gjenstand. Den sylinderformede del består typisk av et ferromagnetisk eller ferritisk materiale. Preferably, where the cylindrical object comprises a magnetic material, the first and second coupling devices each comprise a magnetized part which is typically attached to the respective attachment part, and each magnetized part is typically in contact with the outer surface of the cylindrical part during use, for to connect the device to the cylindrical part by the magnetic force between the magnetized parts and the cylindrical object. The cylindrical part typically consists of a ferromagnetic or ferritic material.

Overflaten på hver magnetisert del som er i kontakt med overflaten på den sylinderformede gjenstand omfatter fortrinnsvis et plan som er i tilnærmet rett vinkel med en radius av den sylinderformede gjenstand nær kontaktpunktet mellom den magnetiserte del og den sylinderformede gjenstand. The surface of each magnetized part which is in contact with the surface of the cylindrical object preferably comprises a plane which is at an approximately right angle with a radius of the cylindrical object near the point of contact between the magnetized part and the cylindrical object.

Den magnetiserte del kan omfatte høyenergimagneter (sjeldne jordarter) og/eller elektromagneter. The magnetized part may comprise high energy magnets (rare earths) and/or electromagnets.

Alternativt, eller i tillegg, når den sylinderformede gjenstand er ikke-magnetisk, kan den første og andre koplingsenhet omfatte kontaktputer som er forspent i til kontakt ved den sylinderformede del, typisk ved en forspenningskraft som kan anordnes ved bøying av mellomliggende del. Fortrinnsvis, i dette tilfelle vil den første og andre koplingsdel komme i kontakt med den sylinderformede gjenstand i hovedsak diametralt motsatt av hverandre. En forspenningskraft kan typisk brukes når magneter er utilstrekkelig. Alternatively, or in addition, when the cylindrical object is non-magnetic, the first and second coupling units may comprise contact pads that are biased in to contact at the cylindrical part, typically by a biasing force that can be arranged by bending the intermediate part. Preferably, in this case the first and second coupling parts will come into contact with the cylindrical object essentially diametrically opposite to each other. A biasing force can typically be used when magnets are insufficient.

Den mellomliggende del er typisk plassert mellom bevegelse-føleranordningen og overflaten på den sylinderformede gjenstand. The intermediate part is typically located between the motion sensor device and the surface of the cylindrical object.

Bevegelsesretning for bevegelse-føleranordningen er typisk tilnærmet parallell med den mellomliggende del som forbinder den første og andre festedel. Direction of movement for the movement sensor device is typically approximately parallel to the intermediate part connecting the first and second attachment parts.

Den mellomliggende del har fortrinnsvis en fleksibilitet som er større enn fleksibiliteten til den første og andre festedel. Dette har den fordel at relativ bevegelse av den første og andre festedel som følge av en endring i den perifere atskillelse av de punkter hvor koplingsanordningen er i kontakt med den sylinderformede del produserer bøying av den mellomliggende del med liten eller ingen bøyning av den første og den andre festedel. The intermediate part preferably has a flexibility that is greater than the flexibility of the first and second attachment parts. This has the advantage that relative movement of the first and second fastening parts as a result of a change in the peripheral separation of the points where the coupling device is in contact with the cylindrical part produces bending of the intermediate part with little or no bending of the first and the second attachment part.

Bøying av den mellomliggende del produserer typisk en endring i utgangssignalet fra bevegelse-føleranordningen. Bending of the intermediate portion typically produces a change in the output signal from the motion sensor device.

I et eksempel på oppfinnelsen, kan bevegelses-føleranordningen være festet direkte på den mellomliggende del, og bevegelses-føleranordningen kan omfatte en konvensjonell aksial strekkmåleranordning. In an example of the invention, the movement sensor device can be attached directly to the intermediate part, and the movement sensor device can comprise a conventional axial strain gauge device.

I et annet eksempel på oppfinnelsen, kan bevegelses-føleranordningen være koplet til den mellomliggende del ved at den er festet mellom festedelene, og bøyning av den mellomliggende del forårsaker en tilsvarende relativ bevegelse mellom festedelene. In another example of the invention, the movement sensor device can be connected to the intermediate part by being fixed between the fastening parts, and bending of the intermediate part causes a corresponding relative movement between the fastening parts.

Bevegelses-føleranordningen kan fortrinnsvis være en strekkmåler, så som en belastningscelle som benytter en eller flere strekkmålere i form av elektriske motstandsfolier, eller en strekkmåler av en type med vibrerende tråd. The movement sensor device can preferably be a strain gauge, such as a load cell that uses one or more strain gauges in the form of electrical resistance foils, or a strain gauge of a vibrating wire type.

Apparatet kan fortrinnsvis også omfatte en manipuleringsanordning for å tillate at apparatet installeres og fjernes fra overflaten av den sylinderformede gjenstand. Manipuleringsanordningen vil typisk tillate fjerning av anordningen uten å forårsake skade The apparatus may preferably also comprise a manipulation device to allow the apparatus to be installed and removed from the surface of the cylindrical object. The manipulation device will typically allow removal of the device without causing damage

på bevegelses-føleranordningen. Dette er fortrinnsvis oppnådd ved å rotere deteksjonsapparatet rundt en akse som er parallell med bevegelses-føleranordningen. Manipuleringsanordningen er fortrinnsvis konstruert til å tillate installasjon og fjerning av apparatet fra den sylinderformede gjenstand ved et fjernoperert kjøretøy (ROV). on the motion sensor device. This is preferably achieved by rotating the detection apparatus around an axis which is parallel to the motion sensor device. The manipulation device is preferably designed to allow installation and removal of the apparatus from the cylindrical object by a remotely operated vehicle (ROV).

Apparatet kan også omfatte en lyd- eller vibrasjonstransduser montert på den mellomliggende del, som kommer i kontakt med overflaten på den sylinderformede gjenstand. Denne lyd- eller vibrasjonstransduser er fortrinnsvis montert på den mellomliggende del slik at den ikke forstyrrer bøyningen av den mellomliggende del. The apparatus may also comprise a sound or vibration transducer mounted on the intermediate part, which comes into contact with the surface of the cylindrical object. This sound or vibration transducer is preferably mounted on the intermediate part so that it does not interfere with the bending of the intermediate part.

Den sylinderformede gjenstand er fortrinnsvis en rørformet gjenstand, så som et rør som danner en del av en rørledning. Den sylinderformede kan være plassert under vann. The cylindrical object is preferably a tubular object, such as a tube forming part of a pipeline. The cylindrical one can be placed under water.

Eksempler på deteksjonsapparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives under henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser et tverrsnitt gjennom en rørformet gjenstand med et første eksempel på deteksjonsapparatet montert på et stålrør, figur 2 er et sideriss som viser deteksjonsapparatet montert på stålrøret på figur 1, figur 3 er et tverrsnitt gjennom et stålrør med deteksjonsapparatet på figur 1 i bruk, figur 4 viser et annet eksempel på deteksjonsapparatet montert på et stålrør, figur 5 viser et tredje eksempel på deteksjonsapparatet montert på et stålrør, og figur 6 viser et fjerde eksempel på deteksjonsapparatet montert på et betongbelagt rør. Examples of the detection apparatus according to the present invention shall be described below with reference to the drawings, where Figure 1 shows a cross-section through a tubular object with a first example of the detection apparatus mounted on a steel pipe, Figure 2 is a side view showing the detection apparatus mounted on the steel pipe on figure 1, figure 3 is a cross-section through a steel pipe with the detection apparatus of figure 1 in use, figure 4 shows another example of the detection apparatus mounted on a steel pipe, figure 5 shows a third example of the detection apparatus mounted on a steel pipe, and figure 6 shows a fourth example of the detection device mounted on a concrete-coated pipe.

Figurene 1 og 2 viser en rørformet del i form av et stålrør 1. Røret 1 har en sylindrisk ytre overflate 2. Røret 1 kan danne en del av en rørledning plassert på sjøbunnen. Montert på den ytre overflate 2 av røret 1 er det et apparat 3 for å detektere endringer i de radiale dimensjoner av røret 1. Apparatet 3 omfatter to festedeler 4, 5 som er sammenkoplet ved en mellomliggende del eller membranplate 6 og et strekkfølerelement 7. Tykkelsen "U" Figures 1 and 2 show a tubular part in the form of a steel pipe 1. The pipe 1 has a cylindrical outer surface 2. The pipe 1 can form part of a pipeline placed on the seabed. Mounted on the outer surface 2 of the pipe 1 is a device 3 for detecting changes in the radial dimensions of the pipe 1. The device 3 comprises two fastening parts 4, 5 which are connected by an intermediate part or membrane plate 6 and a strain sensor element 7. The thickness "U"

av festedelene 4 og 5 er større enn tykkelsen "S" av membranplaten 6. of the fastening parts 4 and 5 is greater than the thickness "S" of the diaphragm plate 6.

Festedelene 4 og 5 har hver et toppområde hhv. 8 og 9 og bunnområde, hhv. 10 og The fastening parts 4 and 5 each have a top area, respectively. 8 and 9 and bottom area, respectively. 10 and

11. Strekkmålerelementet 7 er forbundet mellom toppområdene 8, 9 av delene 4, 5. Bunnområdene 10, 11 av delene 4, 5 har hver to magneter 12 som er festet ved hjelp av bolter 13, og festet til området 11, også ved hjelp av en boltene 13, er det et manipuleringshåndtak 14. Magnetene 12 er høyenergi (sjeldne jordarter) magneter, og lengdeaksen for magnetene 12 er anordnet slik at de er koaksiale med tenkte radiale linjer som strekker seg fra sentrum av rørledningen 1. Overflaten 15 av magnetene 12 definerer således en sirkel med omkrets som er tilnærmet lik omkretsen til den ytre overflate 2 av røret 1. 11. The strain gauge element 7 is connected between the top areas 8, 9 of the parts 4, 5. The bottom areas 10, 11 of the parts 4, 5 each have two magnets 12 which are attached by means of bolts 13, and attached to the area 11, also by means of a the bolts 13, there is a manipulation handle 14. The magnets 12 are high energy (rare earth) magnets, and the longitudinal axis of the magnets 12 is arranged so that they are coaxial with imaginary radial lines extending from the center of the pipeline 1. The surface 15 of the magnets 12 thus defines a circle with a circumference that is approximately equal to the circumference of the outer surface 2 of the pipe 1.

Endringer i de radiale dimensjoner av røret 1 blir således i det vesentlige koaksiale med den magnetiske tiltrekningskraft mellom magnetene 12 og røret 1. Dette reduserer eller eliminerer skjæringskrefiter på magnetene 12, og reduserer muligheten for glidning eller bevegelse av magnetene 12 i forhold til den ytre overflate under endringer i de radiale dimensjoner av røret 1. Changes in the radial dimensions of the tube 1 thus become substantially coaxial with the magnetic force of attraction between the magnets 12 and the tube 1. This reduces or eliminates shear stress on the magnets 12, and reduces the possibility of sliding or movement of the magnets 12 relative to the outer surface during changes in the radial dimensions of the pipe 1.

Apparatet 3 er typisk installert på røret 1 ved hjelp av et fjemoperert kjøretøy (ROV) som engasjerer håndtaket 14 og manipulerer apparatet 13 slik at magnetene 12 på en av delene 4 og 5 kommer i kontakt, først med overflaten på røret 2 fulgt av det andre sett av magneter 12, mens man sikrer at anordningens plan, som definert ved magnetene 12, membranplaten 6 og strekkføleranordningen 7, er perpendikulær ved den sentrale lengdeakse av røret 1. Det vil si, magnetene 12 ligger på samme omkrets. Signaler fra føleranordningen 7 vil typisk bli overført via en kabel til en display-anordning og/eller registreringsanordning, så som en kartplotter, for å overvåke endringer i signalene som sendes ut av strekkmåleranordningen 7. The apparatus 3 is typically installed on the pipe 1 by means of a remotely operated vehicle (ROV) which engages the handle 14 and manipulates the apparatus 13 so that the magnets 12 on one of the parts 4 and 5 come into contact, first with the surface of the pipe 2 followed by the other set of magnets 12, while ensuring that the plane of the device, as defined by the magnets 12, the membrane plate 6 and the strain sensor device 7, is perpendicular to the central longitudinal axis of the pipe 1. That is, the magnets 12 lie on the same circumference. Signals from the sensor device 7 will typically be transmitted via a cable to a display device and/or recording device, such as a chart plotter, to monitor changes in the signals sent out by the strain gauge device 7.

Figur 3 viser apparatet 3 i bruk, og for klarhets skyld er ikke håndtaket 14 vist på figur 3. Figure 3 shows the device 3 in use, and for the sake of clarity, the handle 14 is not shown in Figure 3.

Hvis trykket inne i røret 1 øker, vil det være en utvidelse av røret i retning av pilene Pl. Denne utvidelse forårsaker at områdene 10, 11 også beveger seg utover, i hovedsak i retning av pilene Pl. Bevegelsen av områdene 10, 11 utover forårsaker at områdene 8, 9 beveger seg innover i retning av pilene P2 og forårsaker en bøyning av membranplaten 6, som vist i brutte linjer på figur 3. Delene 4, 5 har derfor en tendens til å dreie seg rundt bøyepunktet for membranplaten 6. Bevegelsen av områdene 8, 9 i retning av pilene P2, forårsaker en endring i avlesningen fra strekkmålerelementet 7. Denne endring indikerer en endring i de radiale dimensjoner av røret 1. If the pressure inside the pipe 1 increases, there will be an expansion of the pipe in the direction of the arrows Pl. This expansion causes the regions 10, 11 to also move outwards, essentially in the direction of the arrows P1. The outward movement of the areas 10, 11 causes the areas 8, 9 to move inwards in the direction of the arrows P2 and causes a bending of the diaphragm plate 6, as shown in broken lines in Figure 3. The parts 4, 5 therefore tend to rotate around the bending point of the membrane plate 6. The movement of the areas 8, 9 in the direction of the arrows P2, causes a change in the reading from the strain gauge element 7. This change indicates a change in the radial dimensions of the pipe 1.

Som man kan se på figur 3, jo lengre borte fra membranplaten 6 strekkmålerelementet 7 befinner seg, jo større er bevegelsen av punktene ved hvilket føleranordningen 7 er forbundet med områdene 8 og 9, og jo større forskjell vil det være i avlesningene som oppnås fra føleranordningen 7. As can be seen in figure 3, the further away from the membrane plate 6 the strain gauge element 7 is located, the greater the movement of the points at which the sensor device 7 is connected to the areas 8 and 9, and the greater the difference will be in the readings obtained from the sensor device 7.

Figur 4 viser et annet eksempel på et apparat 15 for å detektere en radial dimensjonsendring i en sylinderformet gjenstand. Apparatet 15 likner apparatet 3, og de samme komponenter som i apparatet 3 har de samme henvisningstall. Som på figur 3, er manipuleringshåndtaket 14 utelatt fra tegningene for klarhets skyld. Figure 4 shows another example of an apparatus 15 for detecting a radial dimensional change in a cylindrical object. Device 15 is similar to device 3, and the same components as in device 3 have the same reference numbers. As in Figure 3, manipulation handle 14 is omitted from the drawings for clarity.

Forskjellen mellom apparatet 15 og apparatet 3 er at apparatet 15 har en lyd- eller vibrasjonssensor 16 montert på membranplaten 6, uten å forstyrre fleksibiliteten til membranplaten 6, og denne kan brukes til å utføre akkustiske målinger på røret 1. På liknende måte vil sensoren 16 bli koplet til et display og/eller registreringsanordning ved hjelp av en kabel (ikke vist). The difference between the device 15 and the device 3 is that the device 15 has a sound or vibration sensor 16 mounted on the membrane plate 6, without disturbing the flexibility of the membrane plate 6, and this can be used to perform acoustic measurements on the pipe 1. In a similar way, the sensor 16 be connected to a display and/or recording device by means of a cable (not shown).

Figur 5 viser et tredje eksempel på et deteksjonsapparat 22 montert på den ytre overflate 2 av røret 1. Apparatet 22 likner meget på apparatet 3 på figur 1.1 apparatet 22 er imidlertid ikke de øvre områder 8,9 på festedelene 4, 5 til stede. Istedenfor toppområdene 8, 9, er det en membranplate 20 som strekker seg over toppen på festedelene 4, 5 montert på membranplaten 20 er det en konvensjonell aksial strekkmåler som omfatter to monteringsposter 21 og et strekkfølerelement 7 montert mellom monteringspostene 21. Figure 5 shows a third example of a detection device 22 mounted on the outer surface 2 of the pipe 1. The device 22 is very similar to the device 3 in Figure 1. However, the device 22 does not have the upper areas 8, 9 of the attachment parts 4, 5 present. Instead of the top areas 8, 9, there is a membrane plate 20 which extends over the top of the attachment parts 4, 5 mounted on the membrane plate 20 is a conventional axial strain gauge comprising two mounting posts 21 and a strain sensor element 7 mounted between the mounting posts 21.

Monteringspostene 21 er typisk magnetisert eller omfatter magneter for å kople monteringspostene 21 til toppen av membranplaten 20 som vist på figur 5. I tillegg, om ønsket eller nødvendig, kan klebemidler brukes i tillegg til eller som et alternativ til magnetisering av delene 21 for å feste monteringspostene 21 på membranplaten 20. The mounting posts 21 are typically magnetized or include magnets to connect the mounting posts 21 to the top of the diaphragm plate 20 as shown in Figure 5. In addition, if desired or necessary, adhesives may be used in addition to or as an alternative to magnetizing the parts 21 to attach the mounting posts 21 on the diaphragm plate 20.

I apparatet 22 utfører postene 21 den samme funksjon som toppområdene 8 og 9, slik at bøyning av membranplaten 20 forårsaker en endring i atskillelsen av monteringspostene 21. Dermed får man en endring i avlesningen fra strekkfølerelementet 7. In the apparatus 22, the posts 21 perform the same function as the top areas 8 and 9, so that bending of the membrane plate 20 causes a change in the separation of the mounting posts 21. This results in a change in the reading from the strain sensor element 7.

Figur 6 viser et ytterligere eksempel på et apparat 35 som kan brukes til å detektere en endring i den perifere atskillelse av to punkter på et rør 1, som har et betongbelegg 30.1 dette eksempel er det ikke mulig å bruke magnetisk tiltrekning til å feste apparatet 34 på den ytre overflate 31 av betongbelegget 30, siden det på grunn av atskillelsen ved betongbelegget 30 ikke er tilstrekkelig tiltrekning mellom magnetene på den ytre overflate 31 og stålrøret 1 til å holde anordningen til den ytre overflate 31.1 tillegg har apparatet 35 den fordelen at det kan brukes med hvilket som helst form av rør, uansett konstruksj onsmateriale. Figure 6 shows a further example of a device 35 that can be used to detect a change in the peripheral separation of two points on a pipe 1, which has a concrete coating 30. In this example, it is not possible to use magnetic attraction to attach the device 34 on the outer surface 31 of the concrete coating 30, since due to the separation at the concrete coating 30 there is not sufficient attraction between the magnets on the outer surface 31 and the steel pipe 1 to hold the device to the outer surface 31.1 addition, the device 35 has the advantage that it can used with any form of pipe, regardless of construction material.

Apparatet 35 omfatter to kontaktputer 33 som er plassert diametralt motsatt hverandre på den ytre overflate 31 av betongbelegget 30. Kontaktputene 33 er koplet til membranplaten 20 ved armområdene 32, og membranplaten 20 er fleksibel i forhold til armområdene 32. En stopperdel 34 er plassert på undersiden av membranplaten 20, og er i kontakt med den øvre seksjon av den ytre overflate 31 på betongbelegget 30. Stopperdelen 34 hjelper til å plassere kontaktputene 33 i korrekt stilling på den ytre overflate 31. Stopperdelen 34 kan typisk være laget av myk gummi eller et elastomermateriale, og formen og materialet velges slik at bøyningskarakteristikkene til membranplaten 20 ikke blir uheldig påvirket av nærvær av stopperdelen 34 når apparatet 35 plasseres på den ytre overflate 31 av betongbelegget 30. The device 35 comprises two contact pads 33 which are placed diametrically opposite each other on the outer surface 31 of the concrete coating 30. The contact pads 33 are connected to the membrane plate 20 at the arm areas 32, and the membrane plate 20 is flexible in relation to the arm areas 32. A stopper part 34 is placed on the underside of the membrane plate 20, and is in contact with the upper section of the outer surface 31 of the concrete coating 30. The stopper part 34 helps to place the contact pads 33 in the correct position on the outer surface 31. The stopper part 34 can typically be made of soft rubber or an elastomeric material , and the shape and material are chosen so that the bending characteristics of the membrane plate 20 are not adversely affected by the presence of the stopper part 34 when the device 35 is placed on the outer surface 31 of the concrete coating 30.

På toppen av membranplaten 20 er det montert en konvensjonell aksial strekkføleranordning som omfatter monteringsposter 21 og et strekkfølerelement 7. Monteringspostene 21 og strekkfølerelementet 7 er imidlertid bare montert på toppen av membranplaten 20 etter at de andre seksjonene av apparatet 35 er montert på den ytre overflate 31 av betongbelegget 30. Grunnen til dette er, at for å sikre god tilpasning til den ytre overflate 31, er det nødvendig å bruke membranplaten 20 som en bladfjær slik at kontaktputene 33 beveger seg bort fra hverandre for å gi tilstrekkelig atskillelse til å tillate kontakt med den ytre overflate 31 over en diameter. Etter at apparatet 35 er plassert på plass på den ytre overflate 31, kan det konvensjonelle aksiale strekkfølerelement, omfattende monteringspostene 21 og strekkfølerelementet 7, monteres på toppen av membranplaten 20. Monteringen kan utføres ved bruk av et klebemiddel for å feste monteringspostene 21 til platen 20 og/eller kan omfatte magnetisering av monteringspostene 21 for å kople monteringspostene 21 til membranplaten 20. On top of the membrane plate 20 is mounted a conventional axial strain gauge device comprising mounting posts 21 and a strain gauge element 7. However, the mounting posts 21 and the strain gauge element 7 are only mounted on top of the membrane plate 20 after the other sections of the apparatus 35 have been mounted on the outer surface 31 of the concrete coating 30. The reason for this is that, in order to ensure good adaptation to the outer surface 31, it is necessary to use the membrane plate 20 as a leaf spring so that the contact pads 33 move away from each other to provide sufficient separation to allow contact with the outer surface 31 over a diameter. After the apparatus 35 is placed in place on the outer surface 31, the conventional axial strain sensing element, comprising the mounting posts 21 and the strain sensing element 7, can be mounted on top of the diaphragm plate 20. The mounting can be carried out using an adhesive to attach the mounting posts 21 to the plate 20 and/or may include magnetizing the mounting posts 21 to connect the mounting posts 21 to the diaphragm plate 20.

I bruk virker apparatet 35, med monteringspostene 21 og strekkfølerelementet 7 montert på membranplaten 20, på samme måte som apparatet vist på figur 5. Det vil si, relativ bevegelse av kontaktputene 33 som følge av en utvidelse eller sammentrekning av røret 1, resulterer i en bøyebevegelse av membranplaten 20, som omdannes til en bevegelse av monteringspostene 21 i forhold til hverandre. Dette forårsaker en endring i avlesningen fra strekkfølerelementet 7. In use, the apparatus 35, with the mounting posts 21 and strain sensing element 7 mounted on the diaphragm plate 20, operates in the same manner as the apparatus shown in Figure 5. That is, relative movement of the contact pads 33 as a result of an expansion or contraction of the pipe 1 results in a bending movement of the diaphragm plate 20, which is converted into a movement of the mounting posts 21 in relation to each other. This causes a change in the reading from the strain gauge element 7.

Fordelene med apparatet 3, 15, 22, 35 som beskrevet ovenfor på figurene 1 til 6, er at de har høy følsomhet for periferispenning. De vil for eksempel typisk detektere en trykkendring på 0,7 kg/cm<2> i et stålrør med 25 mm vegg. De tillater også rask montering, tilbakehenting og omplassering under vann med eller uten dykkere, og det er ikke noe behov for å rengjøre eller å feste anordningen til røret. The advantages of the apparatus 3, 15, 22, 35 as described above in figures 1 to 6 are that they have a high sensitivity to peripheral voltage. For example, they will typically detect a pressure change of 0.7 kg/cm<2> in a steel pipe with a 25 mm wall. They also allow quick assembly, retrieval and redeployment underwater with or without divers, and there is no need to clean or attach the device to the pipe.

I tillegg vil bruken av magnetiske deler, hvor det passer, tillate at anordningen opererer på rørformede eller sylinderformede gjenstander av magnetisk materiale gjennom et plastbelegg (epoksy) av normal tykkelse, brukt for korrosjonsbeskyttelse. Apparatet 35 på figur 6 kan dessuten brukes på en rørformet eller sylinderformet del av hvilket som helst materiale. In addition, the use of magnetic parts, where appropriate, will allow the device to operate on tubular or cylindrical objects of magnetic material through a plastic coating (epoxy) of normal thickness, used for corrosion protection. The apparatus 35 in Figure 6 can also be used on a tubular or cylindrical part of any material.

Anvendelse av anordningen omfatter lokalisering av blokkeringer eller alvorlige hindringer i rør eller rørledninger, for eksempel på grunn av voksing og fangede inspeksjonspigger, ved å bevege anordningen langs røret eller rørledningen og å merke hvordan responsen av anordningen på endringer i trykket inne i røret eller rørledningen endrer seg langs lengden av røret eller rørledningen. Anordningen kan også brukes til å detektere lekkasjer over en ventil når slik lekkasje produserer en endring i trykkforskjellen over en ventil eller isplugg, i forbindelse med ventilen eller en isplugg, og i forbindelse med en åpningsplate kan ved å overvåke trykkfallet over åpningsplaten, bestemme strømningsmengden inne i rørledningen. Application of the device includes locating blockages or severe obstructions in pipes or pipelines, for example due to waxing and trapped inspection spikes, by moving the device along the pipe or pipeline and noting how the response of the device to changes in pressure inside the pipe or pipeline changes along the length of the pipe or pipeline. The device can also be used to detect leaks across a valve when such leakage produces a change in the pressure difference across a valve or ice plug, in connection with the valve or an ice plug, and in connection with an orifice plate can, by monitoring the pressure drop across the orifice plate, determine the amount of flow inside in the pipeline.

I tillegg kan apparatet brukes til å bestemme hvorvidt prosessrørene og ventilene i ct brønnhode funksjonerer korrekt, til å frembringe et varsel om trykkpulser forbundet med for eksempel strømstøt inne i rørledninger, og kan brukes til å identifisere spesifikke rør i området hvor det er mange rør, og hvor innvendig inspeksjon for å bestemme hvilke rør fører hvilket materiale ville være vanskelig eller umulig. In addition, the device can be used to determine whether the process pipes and valves in the ct wellhead are functioning correctly, to produce a warning about pressure pulses associated with, for example, power surges inside pipelines, and can be used to identify specific pipes in the area where there are many pipes, and where internal inspection to determine which pipes lead to which material would be difficult or impossible.

I drift, for apparatene vist på figur 1-5, er det bare nødvendig å oppnå tilgang til en rimelig ren sektor av rør, for eksempel en kvart omkrets, eller for apparatet 35 på figur 6 til en halv omkrets. Apparatene 3, 5, 22 festes så på røret 1 med et par høyenergimagneter, og apparatene 3, 15, 22 kan fjernes ganske enkelt ved å rotere innretningen omkring 30° rundt en akse som er tilnærmet parallell med aksen til strekkfølerelementet 7. In operation, for the apparatus shown in Figures 1-5, it is only necessary to gain access to a reasonably clean sector of pipe, for example a quarter of a circumference, or for the apparatus 35 of Figure 6 to half a circumference. The devices 3, 5, 22 are then attached to the pipe 1 with a pair of high-energy magnets, and the devices 3, 15, 22 can be removed simply by rotating the device about 30° around an axis which is approximately parallel to the axis of the strain sensor element 7.

Etter montering av apparatet på røret 1, vil man typisk ventil i ti til femten minutter for at apparatet skal stabilisere seg før man tar målinger. After mounting the device on pipe 1, you typically want to ventilate for ten to fifteen minutes for the device to stabilize before taking measurements.

Etter en tidsperiode på ti til femten minutter, blir trykket ved en ende av røret 1 hevet, og strekket som føles av strekkfølerelementet 7 blir registrert. Trykk på opptil 20 bar inne i undervannsrørledning er normalt, og kan være enten langsom eller rask. Målinger fra strekkfølerelementet 7 blir også registrert når trykket fjernes fra røret 1. Når et rør er fritt for blokkeringen, kan en trykkrampe på bare 1 til 2 bar entydig detekteres. After a time period of ten to fifteen minutes, the pressure at one end of the pipe 1 is raised, and the stretch sensed by the strain sensor element 7 is recorded. Pressures of up to 20 bar inside underwater pipelines are normal, and can be either slow or fast. Measurements from the strain sensor element 7 are also recorded when the pressure is removed from the pipe 1. When a pipe is free of the blockage, a pressure ramp of only 1 to 2 bar can be unambiguously detected.

Bruk av denne fremgangsmåten kan en ende på en blokkering lokaliseres ved en rekke strekkmålinger fra for eksempel nedstrøms, og den andre enden av blokkeringen kan lokaliseres ved å gjenta målingsprosessen fra oppstrømsenden av røret 1. Using this method, one end of a blockage can be located by a series of strain measurements from, for example, downstream, and the other end of the blockage can be located by repeating the measurement process from the upstream end of pipe 1.

Oppfinnelsen er spesielt fordelaktig for å lokalisere konstruksjoner inne i en rørledning, siden radiale eller perifere endringer i dimensjonene til et rør som anordningen er plassert på kan korreleres med trykket inne i røret. Derfor, ved å ta avlesninger med apparatet langs lengden av en rørledning eller rørformet gjenstand mens man øker og reduserer trykket inne i rørledningen, kan stedet for en blokkering lokaliseres, siden trykk-karakteristikken i nærheten av blokkeringen vil være forskjellig fra trykkendringene i ikke-blokkerte seksjoner av rørledningen. The invention is particularly advantageous for locating structures inside a pipeline, since radial or circumferential changes in the dimensions of a pipe on which the device is located can be correlated with the pressure inside the pipe. Therefore, by taking readings with the instrument along the length of a pipeline or tubular object while increasing and decreasing the pressure inside the pipeline, the location of a blockage can be located, since the pressure characteristic in the vicinity of the blockage will be different from the pressure changes in non-blocked areas. sections of the pipeline.

En ytterligere fordel med apparatene 3, 15, 22 er at det ikke er nødvendig å bruke klebemiddel eller annen form for festeanordning, annet enn magnetene 12. I tilfellet med apparatet 35, blir en fjærkraft brukt til å holde apparatet 35 i kontakt med den ytre overflate. A further advantage of the devices 3, 15, 22 is that it is not necessary to use adhesive or any other form of fastening device, other than the magnets 12. In the case of the device 35, a spring force is used to keep the device 35 in contact with the outer surface.

I tillegg kan apparatet innrettes for bruk på rør av forskjellige diameter, ved å endre bøyningsvinklene i delene 4 og 5 og/eller ved bruk av vinklede skiver for å endre de relative vinkler for lengdeaksene til magnetene til 12. In addition, the apparatus can be adapted for use on pipes of different diameters, by changing the bending angles in parts 4 and 5 and/or by using angled discs to change the relative angles of the longitudinal axes of the magnets of 12.

Claims

1. Apparatus for detecting a change in the peripheral distance between two points on a cylindrical object (1), comprising a first attachment part (4), a second attachment part (5), an intermediate part (6) connecting the first and second attachment parts (4, 5), a movement sensor device which is connected to the intermediate part (6), and first and second coupling devices (12) arranged for contact with the cylindrical object (1) at peripherally separated locations, characterized in that first and second fastening parts (4, 5) are arranged to be connected to the outer surface of the cylindrical object (1) via first and second coupling devices (12), that each coupling device (12) has an axis defined by a contact point between the coupling device and the respective fastening part, so that coupling forces between each coupling device and the cylindrical object run essentially parallel to the respective coupling device's axis, that the fastening parts (4, 5) are rotatable in

relation to each other and/or to the intermediate part (6), and that the movement sensor device is an axial strain sensor device (7).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the fastening parts are arranged to rotate in relation to the intermediate part when the cylindrical object changes its radius.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the fastening parts rotate relative to the intermediate part in dependence on the peripheral tension in the cylindrical object.

4. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the axes of the first and second coupling devices during use are essentially coaxial with the radii of the cylindrical object.

5. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that both first and second coupling devices comprise a magnetized part, where the surface of each magnetized part, which during use is in contact with the surface of the cylindrical part, comprises a plane essentially perpendicular to the cylindrical object's radius at the point of contact of the magnetized part with the cylindrical object.

6. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the first and second coupling devices comprise contact pads which are biased into contact with the cylindrical object with a biasing force obtained by bending the intermediate part.

7. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the intermediate part has a flexibility that is greater than the flexibilities of the first and second attachment parts.

8. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the movement detection device is attached directly to the intermediate part.

9. Apparatus according to claims 1-7, characterized in that the movement sensor device is connected to the intermediate part by being fixed between the fastening parts, and that bending of the intermediate part indicates a corresponding relative movement between the fastening parts.

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that the movement sensor device is a strain gauge consisting of a load cell that uses one or more strain gauges made of electrical resistance foil, or a type of strain gauge with vibrating wire.

11. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that it comprises a remote-controlled device for installing and removing the device on the cylindrical object from the surface, the remote-controlled device being able to cause the detection device to rotate around an axis parallel to the motion sensor device.

12. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that it comprises a sound or vibration transducer mounted on the intermediate part, which during use comes into contact with the surface of the cylindrical object.

13. Method for detecting a change in the peripheral distance between two points on a cylindrical body, characterized by attaching a detection device to the cylindrical body with a first and second coupling device arranged in a peripheral distance, where the detection device comprises a first attachment part, a second fastening part, an intermediate part connecting first and second fastening parts, where a sensor for detecting movement is connected to the intermediate part, where each coupling device has an axis defined by the contact point between the coupling device and the individual fastening part, where the coupling forces between each coupling device and the cylindrical object extends in a direction substantially parallel to the axes of the coupling devices, the fastening parts being rotatable in relation to each other and/or in relation to the intermediate part and the movement sensor being an axial movement sensor element, to read the values from the sensor for movement, and to calculate the change of that peri distance based on the readings from the axial motion sensor element

14. Method according to claim 13, characterized in that the fastening parts rotate in relation to the intermediate part on the basis of a change in the radius of the cylindrical object.

15. Method according to claims 13-14, characterized by transferring the signals from the motion sensor to a display and/or a recording device in order to be able to monitor the changes in the signals.

16. Method according to claims 13-15, characterized by using the results from the sensor for movement to determine peripheral stresses in the cylindrical object.