RU2183011C1 - Method of navigational survey of pipe lines (versions) - Google Patents
Method of navigational survey of pipe lines (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183011C1 RU2183011C1 RU2001107582A RU2001107582A RU2183011C1 RU 2183011 C1 RU2183011 C1 RU 2183011C1 RU 2001107582 A RU2001107582 A RU 2001107582A RU 2001107582 A RU2001107582 A RU 2001107582A RU 2183011 C1 RU2183011 C1 RU 2183011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sequence
- specified
- value
- data
- values
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Recording Measured Values (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам наблюдения за состоянием трубопроводов большой протяженности, а именно для определения пространственного положения нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда, записи навигационных и других данных в процессе пропуска и определения после выполнения пропуска по накопленным данным параметров пространственного положения трубопровода. The invention relates to methods for monitoring the state of long pipelines, namely, to determine the spatial position of oil and gas pipelines by skipping a navigational projectile inside the pipeline being examined, recording navigation and other data during the skipping process and determining, after skipping the accumulated data, the spatial position of the pipeline.
Известен способ навигационного обследования каналов (Европейская заявка ЕР 0294811, МПК: G 01 C 21/16, дата публикации 14.12.88, патент-аналог СА 1325476) путем пропуска внутри обследуемого канала навигационного снаряда с установленными на нем акселерометрами, датчиками угловых скоростей, датчиками пройденной дистанции, путем выполнения измерений проекций ускорений, угловых скоростей, пройденной дистанции и анализа полученных данных вне обследуемого канала. A known method of navigational inspection of channels (European application EP 0294811, IPC: G 01
Применение указанного способа для обследования трубопроводов ограничено из-за необходимости связи снаряда с оборудованием вне обследуемого трубопровода и невозможно для обследования магистральных трубопроводов. The use of this method for inspection of pipelines is limited due to the need to connect the projectile with equipment outside the pipeline being examined and is impossible for inspection of main pipelines.
Известен способ навигационного обследования трубопроводов (заявка Великобритании GB 2088554, МПК: G 01 C 7/06, дата публикации 09.07.82) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими измерительными средствами в виде компасов, трехосного акселерометра, пары одометров и пары колес для измерения скорости снаряда в трубопроводе. В процессе пропуска измеряют угловое положение секции снаряда относительно направления на север, линейные ускорения секции снаряда, длину пройденного пути, линейную скорость. There is a method of navigational inspection of pipelines (UK application GB 2088554, IPC: G 01 C 7/06, publication date 09/07/82) by passing a navigational projectile inside the pipeline with the appropriate measuring instruments installed in it in the form of compasses, a triaxial accelerometer, a couple of odometers and pairs of wheels for measuring the velocity of a projectile in a pipeline. In the process of skipping measure the angular position of the section of the projectile relative to the direction to the north, the linear acceleration of the section of the projectile, the distance traveled, linear velocity.
Принимают сигналы с каждого одометра из пары одометров и каждого колеса пары колес для измерения скорости. Показания пары одометров усредняют, показания пары колес для измерения скорости также усредняют. Усредненные показания обрабатывают и записывают в пленочный накопитель данных. Signals are received from each odometer from a pair of odometers and from each wheel of a pair of wheels to measure speed. The readings of a pair of odometers are averaged; the readings of a pair of wheels for measuring speed are also averaged. The averaged readings are processed and recorded in a film data storage device.
Усреднение показаний одометров и колесных измерителей скорости приводит к ошибке измерений в случае остановки (проскальзывания) колеса хотя бы одного из одометров или измерителя скорости при прохождении сильно парафинизированного участка трубы. Averaging the readings of odometers and wheel speed meters leads to measurement errors in the case of stopping (slipping) of the wheel of at least one of the odometers or speed meter when passing through a highly paraffinized pipe section.
Использование компасов для определения направления на север имеет практическое значение только в неферромагнитных трубах. Кроме того, даже в неферромагнитных трубах показания компасов искажаются наличием вблизи места прокладки трубопровода магнитных пород. The use of compasses to determine the direction to the north is of practical importance only in non-ferromagnetic pipes. In addition, even in non-ferromagnetic pipes, the compass readings are distorted by the presence of magnetic rocks near the pipe laying site.
Отсутствие цифровой обработки данных не позволяет записывать достаточный объем данных для обследования магистральных трубопроводов. The lack of digital data processing does not allow recording enough data for inspection of trunk pipelines.
Известен способ навигационного обследования трубопроводов (патент США US 3882606, МПК: G 01 B 7/28, дата публикации 13.05.75, патентные документы-аналоги: СА 1006692, GB 1435650, NL 7406497) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими измерительными средствами в виде множества одометров, установленных на корпусе диагностического снаряда в виде нескольких поясов. Показания одометров записывают в накопитель. После выполнения пропуска по накопленным данным определяют пространственное положение трубопровода. There is a method of navigational inspection of pipelines (US patent US 3882606, IPC: G 01 B 7/28, publication date 13.05.75, patent documents-analogues: CA 1006692, GB 1435650, NL 7406497) by passing a navigational projectile inside the examined pipeline with installed on him appropriate measuring instruments in the form of many odometers installed on the body of a diagnostic projectile in the form of several belts. The odometer readings are recorded in the drive. After completing the pass, the spatial position of the pipeline is determined from the accumulated data.
В процессе измерений оцифрованные данные от каждого одометра записывают в соответствующий регистр. Из регистров данные записывают в пленочный накопитель цифровых данных. During the measurement process, the digitized data from each odometer is recorded in the corresponding register. From the registers, the data is recorded in a film digital storage device.
При прохождении снарядом дефектов геометрии внутреннего сечения трубопровода, например загнутых фрагментов подкладных колец и фрагментов вваренных в сварной шов сварных электродов, приводит к неадекватным показаниям одометров. Инерциальная система навигации позволяет избегать таких недостатков. When a shell passes through defects in the geometry of the internal section of the pipeline, for example, bent fragments of underlay rings and fragments of welded electrodes welded into the weld, leads to inadequate odometer readings. An inertial navigation system avoids such shortcomings.
Известен способ навигационного обследования трубопроводов (патент США US 4717875, МПК: Е 21 В 47/02, дата публикации 05.01.88) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими измерительными средствами в виде акселерометров и датчика углового положения, получения и фильтрации аналоговых сигналов с указанных датчиков, оцифровки сигналов. Полученные оцифрованные данные непосредственно записывают в накопитель цифровых данных. A known method of navigational inspection of pipelines (US patent US 4717875, IPC: E 21
Известен также способ навигационного обследования трубопроводов (Европейский патент ЕР 0336828, МПК: F 17 D 5/00, дата публикации 11.10.89, заявка Франции на патент-аналог FR 2629898) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими измерительными средствами в виде трех акселерометров, двух гироскопических датчиков угловых скоростей, двух одометров, путем выполнения измерений проекций ускорений, угловых скоростей, пройденной дистанции, оцифровки и записи полученных данных в накопитель. There is also known a method of navigational inspection of pipelines (European patent EP 0336828, IPC: F 17 D 5/00, publication date 10/11/89, French patent application FR 2629898) by passing a navigational projectile inside the pipeline with the appropriate measuring means in the form of three accelerometers, two gyroscopic angular velocity sensors, two odometers, by measuring projections of accelerations, angular velocities, distance traveled, digitizing and recording the data obtained in the drive.
Известен способ навигационного обследования трубопроводов (заявка Великобритании GB 2130721, МПК: G 01 C 21/16, дата публикации 06.06.84, патентные документы-аналоги: СА 1199169, DE 3342145, FR 2536533) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими навигационными измерительными средствами в виде трех гироскопических лазерных датчиков угловых скоростей Litton Systems Inc. , путем выполнения измерений проекций угловых скоростей и записи полученных данных в накопитель. A known method of navigational inspection of pipelines (UK application GB 2130721, IPC: G 01
Известен способ навигационного обследования трубопроводов ("Контроль. Диагностика. ", 5, 2000 г., стр. 8-11) путем пропуска внутри обследуемого трубопровода навигационного снаряда с установленными на нем соответствующими измерительными средствами в виде трехкомпонентного измерителя кажущихся ускорений, трехкомпонентным измерителем угловых скоростей и одометром, путем выполнения измерений проекций ускорений, угловых скоростей, пройденной дистанции и записи полученных данных в накопитель. There is a method of navigational inspection of pipelines ("Control. Diagnostics.", 5, 2000, p. 8-11) by skipping a navigational projectile inside the pipeline with the corresponding measuring means installed in the form of a three-component meter of apparent accelerations, a three-component angular velocity meter and an odometer, by taking measurements of projections of accelerations, angular velocities, distance traveled, and recording the data obtained in the drive.
Известен также способ навигационного обследования трубопроводов (заявка Великобритании GB 2226633, МПК: G 01 C 21/16, дата публикации 04.07.1990, патентные документы-аналоги: US 4945775, СА 1327403, JP 2226009), выбранный за прототип для обоих вариантов заявленного способа навигационного обследования трубопроводов. Способ по прототипу, как и заявленный способ, реализуют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с установленными на нем датчиками для навигационных измерений, обработки и хранения данных измерений, путем выполнения навигационных измерений с помощью указанных датчиков в процессе пропуска, оцифровывания данных измерений и записи в накопитель цифровых данных, определения после выполнения пропуска по накопленным данным параметров пространственного положения трубопровода. There is also known a method of navigational inspection of pipelines (UK application GB 2226633, IPC: G 01
Способ по прототипу характеризуется тем, что навигационные измерения выполняют с помощью трехосного акселерометра, трехосного гироскопа и одометров. Сигналы от датчиков оцифровывают. Полученные цифровые данные через процессор или контроллер накопителя записывают в цифровой видеонакопитель. Накопитель имеет буфер объемом 256 кбайт, SCSI-интерфейс связи и емкость более 2 Гбайт. The prototype method is characterized in that navigation measurements are performed using a triaxial accelerometer, triaxial gyroscope and odometers. The signals from the sensors are digitized. Received digital data through a processor or drive controller is recorded in a digital video storage device. The drive has a buffer of 256 KB, a SCSI communication interface and a capacity of more than 2 GB.
Выполнение измерений с точностью, достаточной для обнаружения и выполнения расчетов на прочность напряженно-деформированных состояний трубопроводов, требует использования накопителей большой емкости. Performing measurements with an accuracy sufficient to detect and perform strength calculations of stress-strain states of pipelines requires the use of high-capacity drives.
Использование накопителей большой емкости на основе магнитной ленты, магнитных, оптических и магнитооптических дисков обусловливает проблемы, связанные с чувствительностью накопителей с движущимися частями к вибрациям и ударным нагрузкам, возникающим при внутритрубном обследовании трубопроводов, особенно при обследовании газопроводов с большим сроком службы, строительство которых велось без учета возможности проведения внутритрубной инспекции. The use of high-capacity drives based on magnetic tape, magnetic, optical, and magneto-optical disks causes problems related to the sensitivity of drives with moving parts to vibrations and shock loads arising from in-line inspection of pipelines, especially when examining gas pipelines with a long service life, the construction of which was carried out without taking into account the possibility of conducting an in-pipe inspection.
Использование твердотельных накопителей емкостью несколько Гбайт на твердотельной памяти (например, RAM-дисков) позволяет решить проблемы вибраций и ударных нагрузок, однако стоимость таких накопителей зачастую превышает стоимость всего остального электронного оборудования навигационного снаряда. Кроме того, использование RAM-дисков требует использования источника питания большой емкости. The use of solid-state drives with a capacity of several GB on a solid-state memory (for example, RAM disks) can solve the problems of vibration and shock loads, but the cost of such drives often exceeds the cost of the rest of the electronic equipment of the navigation projectile. In addition, the use of RAM disks requires the use of a large capacity power supply.
Использование стандартных средств сжатия объема данных, записанных в файлы, независимо от физической природы данных сопровождается несколькими проходами данных. При небольшом количестве проходов сжатие не эффективно. Использование архивирующих алгоритмов типа zip, arj, rar и других подобных эффективных средств сжатия сопровождается большим количеством проходов сжимаемых данных, при этом количество проходов и, соответственно, время архивации зависят от типа и характера данных и не ограничено сверху. По этой причине время обработки данных может превышать зарезервированное и приводить к сбоям обработки последующих данных и, соответственно, к потере части данных. The use of standard means of compressing the amount of data recorded in files, regardless of the physical nature of the data, is accompanied by several data passes. With a small number of passes, compression is not effective. The use of archiving algorithms such as zip, arj, rar and other similar effective compression tools is accompanied by a large number of passes of compressed data, while the number of passes and, accordingly, the archiving time depend on the type and nature of the data and is not limited from above. For this reason, the data processing time may exceed the reserved time and lead to failures in the processing of subsequent data and, consequently, to the loss of part of the data.
Заявленный способ навигационного обследования трубопроводов в обоих вариантах выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с установленными на нем датчиками для навигационных измерений, обработки и хранения данных измерений, путем выполнения навигационных измерений с помощью указанных датчиков в процессе пропуска, оцифровывания данных измерений и записи в накопитель цифровых данных, определения после выполнения пропуска по накопленным данным параметров пространственного положения трубопровода. The claimed method of navigational inspection of pipelines in both versions is performed by passing a projectile inside the pipeline with sensors installed on it for navigation measurements, processing and storing measurement data, by performing navigation measurements using these sensors during skipping, digitizing the measurement data and writing to the digital data storage device , determination after completing a pass on the accumulated data of the parameters of the spatial position of the pipeline.
В отличие от прототипа в первом варианте заявленного способа в процессе пропуска выполняют цифровое преобразование указанных данных измерений, в процессе указанного цифрового преобразования данных выделяют последовательности данных, соответствующих каждому из датчиков, для значений последовательности, исключая первое значение в последовательности при заранее определенном правиле нумерации значений последовательности, вычисляют приращение значения по сравнению с предыдущим значением в последовательности в соответствии с указанным правилом нумерации, формируют преобразованную последовательность, в которой указанное первое значение совпадает с исходным, другие значения преобразованной последовательности заменяют на соответствующие приращения значений. Unlike the prototype, in the first embodiment of the claimed method, the specified data are digitally converted during the skipping process, during the specified digital data conversion, sequences of data corresponding to each of the sensors are allocated for sequence values, excluding the first value in the sequence with a predetermined sequence numbering rule , calculate the increment of the value compared with the previous value in the sequence in accordance with the specified By the new numbering rule, a transformed sequence is formed in which the indicated first value coincides with the original one, other values of the transformed sequence are replaced with the corresponding increments of values.
В развитие первого варианта реализации изобретения в процессе измерений периодически формируют кадры данных, каждый из которых содержит оцифрованные данные от датчиков навигации и индивидуальный цифровой код указанного кадра, указанные кадры накапливают в виде блока данных в буфере оперативного запоминающего устройства, в процессе указанного ранее цифрового преобразования данных из буфера считывают указанные последовательности данных, соответствующих каждому из датчиков. In development of the first embodiment of the invention, data frames are periodically generated during measurements, each of which contains digitized data from navigation sensors and an individual digital code of the specified frame, these frames are accumulated as a data block in the random access memory buffer, during the process of the previously digital data conversion The indicated sequence of data corresponding to each of the sensors is read from the buffer.
Указанную ранее замену значений преобразованной последовательности выполняют путем считывания первых n бит соответствующего вычисленного приращения и записи полученного n-битного приращения в указанную преобразованную последовательность. The aforementioned replacement of the values of the transformed sequence is performed by reading the first n bits of the corresponding calculated increment and writing the obtained n-bit increment to the specified transformed sequence.
Указанное значение n составляет не менее разрядности j максимального из указанных ранее вычисленных приращений и не превышает разрядность значений указанной ранее исходной последовательности. Указанное значение n не превышает значение j+2. The specified value of n is not less than the bit capacity j of the maximum of the previously calculated increments and does not exceed the bit capacity of the values of the previously indicated initial sequence. The indicated value of n does not exceed the value of j + 2.
В дальнейшее развитие первого варианта заявленного способа в процессе указанного ранее цифрового преобразования данных для каждой указанной ранее исходной последовательности значений вычисляют среднее значение в последовательности, для значений исходной последовательности, исключая одно значение в последовательности, вычисляют приращение значения по сравнению с указанным средним значением. In the further development of the first variant of the claimed method, in the process of the previously indicated digital data conversion, for each previously indicated initial sequence of values, the average value in the sequence is calculated, for the values of the original sequence, excluding one value in the sequence, an increment of the value is calculated compared to the indicated average value.
В полученной последовательности приращений и в полученной последовательности приращений от среднего определяют максимальное приращение из указанных приращений и максимальное приращение от среднего из указанных приращений от среднего соответственно, определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное максимальное приращение меньше указанного максимального приращения от среднего, указанное ранее формирование преобразованной последовательности выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. In the obtained sequence of increments and in the obtained sequence of increments from the average, determine the maximum increment from the indicated increments and the maximum increment from the average of the indicated increments from the average, respectively, determine the fulfillment of the condition that the specified maximum increment is less than the specified maximum increment from the average, previously indicated the formation of the converted sequence is performed after receiving a positive result of the specified conditions.
В отличие от общего для двух вариантов прототипа во втором варианте заявленного способа в процессе пропуска выполняют цифровое преобразование указанных данных измерений, в процессе указанного цифрового преобразования данных выделяют последовательности данных, соответствующих каждому из датчиков, для каждой последовательности вычисляют среднее значение в последовательности, для значений последовательности, исключая одно значение в последовательности, вычисляют приращение значения по сравнению с указанным средним значением, формируют преобразованную последовательность, в которой значение в последовательности, соответствующее указанному исключенному значению, заменяют на указанное среднее значение в последовательности, другие значения преобразованной последовательности заменяют на соответствующие приращения от среднего. In contrast to the prototype common to the two variants of the prototype, in the second variant of the claimed method, the specified data are digitally converted during the skipping process, during the specified digital data conversion, sequences of data corresponding to each of the sensors are extracted, the average value in the sequence is calculated for each sequence, for sequence values excluding one value in the sequence, the increment of the value is calculated compared to the specified average value, forming comfort converted sequence, wherein the value in a sequence corresponding to said excluded value is replaced by the above average value in sequence, other values of the transformed sequence is replaced by the corresponding increment on the average.
В развитие второго варианта заявленного способа в процессе измерений периодически формируют кадры данных, каждый из которых содержит оцифрованные данные от датчиков навигации и индивидуальный цифровой код указанного кадра, указанные кадры накапливают в виде блока данных в буфере оперативного запоминающего устройства, в процессе указанного цифрового преобразования данных из буфера считывают указанные ранее последовательности данных, соответствующих каждому из датчиков. In development of the second variant of the claimed method, data frames are periodically generated in the measurement process, each of which contains digitized data from navigation sensors and an individual digital code of the specified frame, these frames are accumulated as a data block in the random access memory buffer, during the indicated digital data conversion from buffers read the above sequences of data corresponding to each of the sensors.
Указанную ранее замену значений преобразованной последовательности на приращения от среднего выполняют путем считывания первых n бит соответствующего вычисленного приращения от среднего и записи полученного n-битного приращения от среднего в указанную преобразованную последовательность. The aforementioned replacement of the values of the converted sequence by increments from the average is performed by reading the first n bits of the corresponding calculated increment from the average and writing the resulting n-bit increment from the average to the specified converted sequence.
Указанное значение n составляет не менее разрядности j максимального из указанных ранее вычисленных приращений от среднего и не превышает разрядность значений указанной ранее исходной последовательности. The indicated value of n is not less than the bit capacity j of the maximum of the previously calculated increments from the average and does not exceed the bit capacity of the values of the previously indicated initial sequence.
Предпочтительно, если указанное значение n не превышает значение j+2. Preferably, if the specified value of n does not exceed the value of j + 2.
В дальнейшее развитие второго варианта заявленного способа в процессе указанного во втором варианте цифрового преобразования данных для значений каждой указанной исходной последовательности, исключая первое значение в исходной последовательности при заранее определенном правиле нумерации значений последовательности, вычисляют приращение значения по сравнению с предыдущим значением в последовательности в соответствии с указанным правилом нумерации. In the further development of the second variant of the claimed method in the process of digitally converting data for the values of each specified source sequence, excluding the first value in the original sequence with a predetermined numbering rule for the sequence values, an increment of the value is calculated compared to the previous value in the sequence in accordance with specified numbering rule.
В полученной ранее последовательности приращений от среднего и в полученной ранее последовательности приращений определяют максимальное приращение от среднего из указанных ранее приращений от среднего и максимальное приращение из указанных приращений соответственно, определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное максимальное приращение от среднего меньше указанного максимального приращения, указанное во втором варианте формирование преобразованной последовательности выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. In the previously obtained sequence of increments from the average and in the previously obtained sequence of increments, determine the maximum increment from the average of the previously indicated increments from the average and the maximum increment from the indicated increments, respectively, determine the fulfillment of the condition that the specified maximum increment from the average is less than the specified maximum increment specified in the second embodiment, the formation of the transformed sequence is performed after obtaining a positive result ultat fulfill the specified condition.
Основной технический результат, общий для обоих заявленных вариантов, достигаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение точности измерений смещения осей трубопроводов от их проектных положений и положений, определенных в результате предыдущих навигационных обследований, благодаря увеличению объема измеренных данных и в то же время уменьшению объема, занимаемого в накопителе записанными данными. The main technical result, common to both of the claimed variants, achieved as a result of the implementation of the claimed invention, is to increase the accuracy of measuring the displacement of the axes of the pipelines from their design positions and the positions determined as a result of previous navigation surveys, due to the increase in the volume of measured data and at the same time decrease occupied by the recorded data in the drive.
Механизм достижения указанного технического результата состоит в том, что используемый в заявленном способе обследования трубопроводов алгоритм измерений, обработки и сохранения данных измерений с помощью навигационных датчиков позволяет структурировать оцифрованные данные по мере их накопления в зависимости от характера получаемых данных, что позволяет измерять параметры навигации с достаточной частотой и, соответственно, достаточным разрешением по длине и пространственным координатам трубопровода, не увеличивая при этом емкость накопителя, поскольку объем преобразованных описанным способом данных значительно меньше исходного. The mechanism for achieving the indicated technical result consists in the fact that the algorithm for measuring, processing and saving measurement data using navigation sensors used in the claimed pipeline inspection method allows you to structure the digitized data as it accumulates, depending on the nature of the data received, which allows you to measure navigation parameters with sufficient frequency and, accordingly, sufficient resolution along the length and spatial coordinates of the pipeline, without increasing the capacitance l drive, because the amount of data converted in the described way is much less than the original.
Описанный алгоритм позволяет записывать данные с исходной разрядностью при прохождении навигационным снарядом большого числа участков малого радиуса или гофрированных участков труб, что сопровождается вибрациями и ускорениями большой амплитуды за время накопления одного блока данных, и записывать данные с разрядностью, в несколько раз меньшей, при движении навигационного снаряда на ровных участках трубопроводов, что особенно эффективно при контроле магистральных трубопроводов. The described algorithm makes it possible to record data with initial bit depth when a large number of sections of small radius or corrugated sections of pipes pass through a navigation projectile, which is accompanied by vibrations and accelerations of large amplitude during the accumulation of one data block, and record data with a bit several times less when the navigation a projectile on flat sections of pipelines, which is especially effective when monitoring trunk pipelines.
Применение первого варианта заявленного способа наиболее эффективно при обследовании магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов большого диаметра (30''-56''), поскольку для таких трубопроводов характерно более равномерное движение снаряда, и всплески ускорений и угловых скоростей отображаются большим количеством записанных измеренных значений на каждый такой всплеск и, соответственно, небольшой разностью между соседними значениями. The application of the first variant of the claimed method is most effective when examining large oil pipelines and large diameter oil pipelines (30 '' - 56 ''), since such pipelines are characterized by more uniform projectile movement, and bursts of accelerations and angular velocities are displayed by a large number of recorded measured values for each such surge and, accordingly, a small difference between adjacent values.
Применение первого варианта заявленного способа особенно эффективно для обработки данных от датчиков угловых скоростей, поскольку всплески угловых скоростей отображаются достаточным количеством записанных измеренных значений при характерной средней частоте записи измеряемых значений 100-150 Гц. The application of the first variant of the claimed method is especially effective for processing data from angular velocity sensors, since the angular velocity bursts are displayed by a sufficient number of recorded measured values at a characteristic average recording frequency of the measured values of 100-150 Hz.
Применение второго варианта заявленного способа наиболее эффективно при обследовании магистральных газопроводов, а также магистральных и промысловых нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и технологических трубопроводов малого диаметра (10''-20''), поскольку для таких трубопроводов характерно движение снаряда с вибрациями большой частоты и амплитуды, и всплески ускорений и угловых скоростей отображаются небольшим количеством измеренных значений на каждый такой всплеск и, соответственно, с большой разностью между соседними значениями, при этом средние отклонения от среднего значения в последовательности в большей части блоков меньше средних разностей между соседними значениями. The application of the second variant of the claimed method is most effective when examining main gas pipelines, as well as main and field pipelines, oil pipelines and technological pipelines of small diameter (10 '' - 20 ''), since such pipelines are characterized by the movement of a projectile with vibrations of high frequency and amplitude, and bursts of accelerations and angular velocities are displayed by a small number of measured values for each such burst and, accordingly, with a large difference between adjacent values, n Moreover, the average deviations from the average value in the sequence in most of the blocks are less than the average differences between adjacent values.
Применение второго варианта реализации заявленного способа особенно эффективно для обработки данных от акселерометров, поскольку всплески ускорений отображаются небольшим количеством записанных измеренных значений при характерной средней частоте записи измеряемых значений 100-150 Гц. The application of the second embodiment of the claimed method is especially effective for processing data from accelerometers, since the bursts of acceleration are displayed by a small number of recorded measured values at a characteristic average recording frequency of the measured values of 100-150 Hz.
Реализация обоих вариантов заявленного способа при навигационном обследовании трубопровода позволяет выполнять обследование любых типов трубопроводов без дополнительной перенастройки системы обработки данных. The implementation of both variants of the claimed method for navigational inspection of the pipeline allows you to perform an inspection of any type of pipeline without additional reconfiguration of the data processing system.
Кроме того, это позволяет выполнять обследование трубопроводов, имеющих участки из труб разных типов, с разной степенью очистки, разной толщины стенки (соответственно, разного внутреннего диаметра при равном внешнем типовом диаметре), что приводит к изменению характера движения снаряда внутри трубопровода (ускорений и вибраций) в зависимости от проходимого участка трубопровода, применяя в процессе пропуска оба алгоритма обработки данных в зависимости от характера данных. In addition, this allows the inspection of pipelines having sections of pipes of different types, with different degrees of cleaning, different wall thickness (respectively, different internal diameters with equal external typical diameters), which leads to a change in the nature of the projectile movement inside the pipeline (accelerations and vibrations ) depending on the passage of the pipeline, using both data processing algorithms in the process of skipping, depending on the nature of the data.
В развитие обоих вариантов реализации заявленного способа предпочтительна реализация заявленного способа, при котором указанные ранее датчики навигации включают в себя датчики линейных ускорений и/или датчики угловых скоростей, в процессе пропуска измеряют линейную скорость указанного ранее снаряда внутри трубопровода, частота опроса указанных датчиков составляет 100-3000 Гц. In development of both variants of the implementation of the claimed method, it is preferable to implement the claimed method, in which the aforementioned navigation sensors include linear acceleration sensors and / or angular velocity sensors, in the process of skipping the linear velocity of the previously indicated projectile inside the pipeline is measured, the polling frequency of these sensors is 100- 3000 Hz.
Число кадров в указанном ранее блоке данных составляет не менее 100 и не более 10000, объем указанного в первом и втором вариантах буфера составляет от 8 Мбайт до 500 Мбайт. The number of frames in the previously indicated data block is at least 100 and no more than 10000, the size of the buffer specified in the first and second versions is from 8 MB to 500 MB.
При большем значении кадров в блоке (и большом объеме буфера) эффективность уменьшения объема данных снижается, поскольку эффект структурирования при этом уменьшается, и средние значения для 10000 кадров в блоке, соответствующие 100-300 м трубопровода, становятся неразличимы со средними значениями на общей протяженности обследуемого участка магистрального трубопровода 100-300 км. Кроме того, потеря блока данных из-за кратковременного сбоя аппаратуры приводит к потере недопустимых объемов данных. Использование меньшего числа кадров в блоке (и меньшего объема буфера) снижает эффективность преобразования данных при прохождении навигационным снарядом прямолинейных участков трубопроводов без дефектов геометрии в сечении трубопровода из-за необходимости записи, по крайней мере, в заголовке преобразованного блока данных значений исходной разрядности, и с уменьшением числа кадров в блоке количество блоков и, соответственно, число записей значений с исходной разрядностью на единицу длины пути увеличивается. With a larger value of frames in the block (and a large buffer volume), the efficiency of reducing the data volume decreases, since the structuring effect decreases, and the average values for 10,000 frames in the block, corresponding to 100-300 m of the pipeline, become indistinguishable with average values over the total length of the subject section of the main pipeline 100-300 km. In addition, the loss of a data block due to a short-term hardware failure leads to the loss of invalid data volumes. The use of fewer frames in a block (and a smaller buffer volume) reduces the efficiency of data conversion when a navigation projectile passes straight sections of pipelines without geometry defects in the pipeline section due to the need to record, at least in the header of the converted data block, the values of the original bit depth, and by decreasing the number of frames in a block, the number of blocks and, accordingly, the number of value records with the original capacity per unit path length increases.
Предпочтительна реализация заявленного способа, при которой разрядность оцифрованных данных от указанных ранее датчиков навигации не менее 14, средняя частота записи соответствующих значений в указанный ранее накопитель составляет 70-300 Гц. Preferred is the implementation of the claimed method, in which the digit capacity of the digitized data from the previously indicated navigation sensors is at least 14, the average frequency of recording the corresponding values in the previously specified drive is 70-300 Hz.
Опрос датчиков с частотой в указанном диапазоне позволяет выполнять измерения с достаточным разрешением по длине трубопровода и с применением одного канала АЦП достаточной разрядности (14-16), выпускаемые в настоящее время, для оцифровки данных от каждого датчика. Запись данных с частотой, большей верхней границы указанного диапазона (300 Гц), приводит к неоправданному увеличению объема накопителя цифровых данных, нижняя граница диапазона (70 Гц) определяется максимальной частотой изменения угловой скорости или ускорения (25-35 Гц), которая должна регистрироваться для адекватной интерпретации накопленных данных с учетом правила, что минимальная частота измерения записываемых данных должна быть, по крайней мере, в два раза выше максимальной измеряемой частоты изменения измеряемых значений. Polling sensors with a frequency in the specified range allows measurements with a sufficient resolution along the length of the pipeline and using a single ADC channel of sufficient capacity (14-16), currently available, to digitize data from each sensor. Data recording with a frequency greater than the upper limit of the specified range (300 Hz) leads to an unjustified increase in the volume of the digital data storage device, the lower limit of the range (70 Hz) is determined by the maximum frequency of the angular velocity or acceleration (25-35 Hz), which should be recorded for adequate interpretation of the accumulated data, taking into account the rule that the minimum measurement frequency of the recorded data should be at least two times higher than the maximum measured frequency of change of the measured values.
В развитие заявленного способа во всех вариантах в процессе пропуска измеряют пройденную внутри трубопровода дистанцию с помощью одометра, каждый указанный ранее кадр включает в себя запись показаний счетчика одометрических импульсов от одометра, в начале указанного ранее цифрового преобразования данных вычисляют приращение одометра путем вычисления разности между последним и первым по времени записи в указанный ранее блок данных значением в одометрической последовательности, определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное приращение одометра больше заранее заданного значения, указанные в первом и втором вариантах заявленного способа преобразования данных выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. In development of the claimed method, in all cases, during the skip, the distance traveled inside the pipeline is measured using an odometer, each previously indicated frame includes a record of the odometer pulse counter from the odometer, at the beginning of the previously mentioned digital data conversion, the odometer increment is calculated by calculating the difference between the last and the first time recording in the previously indicated data block value in an odometric sequence, determine the fulfillment of the condition that zannoe odometer increment larger than a predetermined value specified in the first and second embodiments, the claimed method of data conversion is performed after a positive result of said execution conditions.
При невыполнении указанного условия в накопитель записывают только один кадр, сформированный из усредненных значений в последовательностях значений соответствующих датчиков. If this condition is not fulfilled, only one frame is recorded in the drive, formed from the averaged values in the sequences of values of the corresponding sensors.
Указанное заранее заданное значение составляет от 2 до 100. The specified predefined value is from 2 to 100.
Предпочтительна реализация заявленного способа, при которой указанное ранее заранее заданное значение находится в диапазоне от 15 до 50, деленное на радиус колеса одометра, выраженный в сантиметрах. The preferred implementation of the inventive method, in which the previously specified predetermined value is in the range from 15 to 50, divided by the radius of the odometer wheel, expressed in centimeters.
Указанный алгоритм проверки приращений одометрических данных позволяет исключить из алгоритма сжатия данных обработку не имеющих практического значения навигационных данных при недопустимом замедлении навигационного снаряда, записывая при этом контрольную информацию о прохождении участков с замедлением. The indicated algorithm for checking odometer data increments makes it possible to exclude from the data compression algorithm the processing of navigation data that does not have practical value with an unacceptable deceleration of the navigation projectile, while recording control information about the passage of sections with deceleration.
В дальнейшее развитие изобретения в процессе пропуска измеряют пройденную внутри трубопровода дистанцию с помощью двух одометров, каждый указанный ранее кадр включает в себя запись показаний счетчиков одометрических импульсов от каждого из одометров, в процессе указанного цифрового преобразования данных из буфера считывают последовательность показаний счетчика первого одометра и последовательность показаний счетчика второго одометра, в каждой последовательности вычисляют разность между последним и первым значением в последовательности, сравнивают полученные разности, определяют последовательность, значение разности в которой больше, как последовательность ведущего одометра, ставят в соответствие последовательности ведущего одометра номер одометра, которому соответствует последовательность ведущего одометра, выполняют цифровое преобразование последовательности ведущего одометра. In the further development of the invention, the distance traveled inside the pipeline is measured using two odometers; each frame indicated above includes recording the readings of odometer impulse counters from each of the odometers; during the indicated digital conversion of data, the sequence of meter readings of the first odometer and the sequence are read from the buffer counter odometer, in each sequence the difference between the last and the first value is calculated in the next In order to compare the obtained differences, determine the sequence, the difference value of which is greater than the sequence of the leading odometer, match the sequence of the leading odometer with the odometer number to which the sequence of the leading odometer corresponds, and digitally convert the sequence of the leading odometer.
Указанный алгоритм определения пройденной внутри трубопровода дистанции позволяет полностью исключить ошибки, связанные с остановкой колеса одного из одометров, поскольку учитывается только наиболее быстрый одометр. The specified algorithm for determining the distance traveled inside the pipeline allows you to completely eliminate errors associated with stopping the wheel of one of the odometers, since only the fastest odometer is taken into account.
В дальнейшее развитие заявленного способа с периодом 0,3-3 с записывают текущие значения указанных ранее датчиков и информацию о записанных данных, информация о записанных данных включает в себя номера или наименования файлов записанных данных по навигации, номера или наименования блоков по навигации, признаки индикации ошибки регистрации при записи, при обращении к внешнему устройству, сбоя функционирования внешнего устройства, максимальные и минимальные значения показаний датчиков навигации. In the further development of the claimed method with a period of 0.3-3 s record the current values of the previously mentioned sensors and information about the recorded data, information about the recorded data includes the numbers or names of files of recorded data for navigation, numbers or names of blocks for navigation, indications registration errors during recording, when accessing an external device, malfunctioning of an external device, maximum and minimum values of navigation sensors.
Описанный алгоритм позволяет записывать навигационные данные, если обследуется трубопровод, внутренняя поверхность которого сильно парафинизирована, и измерения с помощью одометров, колеса которых проскальзывают, не отражают реальное перемещение навигационного снаряда. Значение указанного периода, большее 3 с, не позволит использовать навигационные данные для восстановления пространственного положения парафинизированного участка трубопровода методом интерполяции из-за недостаточного для этого метода разрешения по длине трубопровода, значение периода меньше 0,3 с сделает описанные выше алгоритмы преобразования данных неэффективными, поскольку в этом случае при действительном замедлении снаряда объем данных в результате безусловного периодического сканирования будет сравним или превысит объем данных, накапливаемых в результате реализации описанных выше алгоритмов преобразования данных. The described algorithm allows you to record navigation data if you are examining a pipeline whose inner surface is highly paraffinized, and measurements using odometers whose wheels slip away do not reflect the actual movement of the navigation shell. A value of this period, more than 3 s, will not allow the use of navigation data to restore the spatial position of the paraffinized section of the pipeline by interpolation due to insufficient resolution for the length of the pipeline for this method, a period value of less than 0.3 s will make the data conversion algorithms described above ineffective, since in this case, when the projectile actually slows down, the data volume as a result of an unconditional periodic scan will be comparable to or greater than the data volume data accumulated as a result of the implementation of the data transformation algorithms described above.
В процессе пропуска регистрируют сигналы от источников маркерных сигналов, установленных вне трубопровода, с помощью датчиков маркерных сигналов, указанные сигналы оцифровывают, выполняют считывание первого бита каждого маркерного значения и запись полученных одноразрядных маркерных значений в указанный ранее накопитель цифровых данных. In the process of skipping, signals from marker signal sources installed outside the pipeline are recorded using marker signal sensors, these signals are digitized, the first bit of each marker value is read and the received one-bit marker values are written to the previously indicated digital data storage device.
В процессе указанного преобразования одометрической последовательности для каждого значения последовательности, кроме первого, вычисляют разность между каждым значением и предыдущим ему значением, в преобразуемой последовательности заменяют все значения, кроме первого, на соответствующие указанные разности значений, разрядность указанных разностей, по крайней мере, в четыре раза меньше разрядности значений в исходной последовательности, полученную последовательность записывают в указанный ранее накопитель. In the process of the indicated conversion of the odometric sequence for each value of the sequence, except the first, the difference between each value and the previous value is calculated, in the converted sequence, all values except the first are replaced by the corresponding indicated difference of values, the resolution of the indicated differences is at least four times less than the bit depth of the values in the original sequence, the resulting sequence is recorded in the previously specified drive.
Реализация заявленного алгоритма преобразования одометрических данных с контролем по записанным данным с исходной разрядностью показала, что указанный алгоритм позволяет уменьшать объем одометрических данных без каких-либо потерь, поскольку с учетом реальной максимальной скорости навигационного снаряда в трубопроводе максимальная разрядность приращений показаний одометров более чем в четыре раза меньше разрядности абсолютных значений, накапливаемых счетчиком одометрических импульсов. Implementation of the claimed algorithm for converting odometric data with control over the recorded data with the original bit depth showed that this algorithm allows you to reduce the volume of odometric data without any loss, since taking into account the real maximum speed of the navigation projectile in the pipeline, the maximum digit capacity of the increments of odometer readings is more than four times less than the bit depth of the absolute values accumulated by the odometer pulse counter.
Как для акселерометров, так и для датчиков угловой скорости всплески ускорений и угловых скоростей вследствие неравномерности движения навигационного снаряда внутри трубопровода соответствуют двум-шести измеренным и записанным значениям при характерной частоте записи значений 100-150 Гц, соответствующей разрешению по длине трубопровода 1-7 см. Both for accelerometers and angular velocity sensors, acceleration and angular velocity bursts due to uneven movement of the navigation projectile inside the pipeline correspond to two to six measured and recorded values with a characteristic frequency of recording values of 100-150 Hz, corresponding to a resolution along the length of the pipeline 1-7 cm.
На фиг. 1 изображена схема устройства для навигационного обследования трубопроводов;
на фиг. 2 изображена схема, иллюстрирующая применение первого варианта заявленного способа навигационного обследования трубопроводов;
на фиг. 3 изображена схема, иллюстрирующая применение второго варианта заявленного способа навигационного обследования трубопроводов;
на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая комбинированное применение первого и второго вариантов заявленного способа навигационного обследования трубопроводов;
на фиг.5 изображена схема, иллюстрирующая применение заявленного способа навигационного обследования трубопроводов с алгоритмом контроля изменений показаний одометров;
на фиг. 6 изображены записанные значения показаний одного из акселерометров;
на фиг.7 изображены записанные значения показаний одного из датчиков угловой скорости.In FIG. 1 shows a diagram of a device for navigational inspection of pipelines;
in FIG. 2 is a diagram illustrating the application of the first embodiment of the inventive method for navigational inspection of pipelines;
in FIG. 3 is a diagram illustrating the application of a second embodiment of the inventive method for navigating pipeline inspection;
in FIG. 4 is a diagram illustrating the combined use of the first and second embodiments of the inventive method for navigating pipeline surveys;
figure 5 shows a diagram illustrating the application of the claimed method of navigation inspection of pipelines with an algorithm for monitoring changes in odometer readings;
in FIG. 6 shows the recorded values of the readings of one of the accelerometers;
Fig.7 shows the recorded values of the readings of one of the angular velocity sensors.
В процессе исследований, направленных на поиск решений, позволяющих повысить достоверность идентификации разрывоопасных участков магистральных трубопроводов с напряженно-деформированным состоянием, была разработана серия внутритрубных навигационных снарядов для обследования пространственного положения трубопроводов номинальным диаметром от 10'' до 56''. In the process of research aimed at finding solutions to improve the reliability of identification of explosive sections of trunk pipelines with a stress-strain state, a series of in-tube navigation shells were developed to examine the spatial position of pipelines with a nominal diameter of 10 '' to 56 ''.
В результате исследований были найдены оптимальные способы выполнения навигационных измерений, обработки получаемых данных в процессе пропуска и их записи. В наилучшем исполнении разработанные навигационные снаряды выдерживают давление среды до 80 атм, имеют проходимость около 75% диаметра трубопровода, работают при температурах от -15oС до +50oС, минимальный проходимый радиус поворота около 1,5 диаметра трубопровода. В навигационных снарядах реализованы виды взрывозащиты "Взрывонепроницаемая оболочка", "Искробезопасная электрическая цепь" при среднем токе потребления аппаратуры снарядов не более 500 мА, "Специальный вид взрывозащиты".As a result of research, optimal methods were found for performing navigational measurements, processing the obtained data in the process of skipping, and recording them. In the best performance, the developed navigation shells withstand pressure of up to 80 atm, have a throughput of about 75% of the diameter of the pipeline, operate at temperatures from -15 o C to +50 o C, the minimum passable turning radius of about 1.5 of the diameter of the pipeline. Explosion-proof enclosures, Intrinsically safe electrical circuit with an average current consumption of projectile equipment of not more than 500 mA, and a special type of explosion protection are implemented in navigation shells.
Корпус навигационного снаряда включает в себя взрывонепроницаемые герметичные оболочки, в которых установлены электронные средства (фиг.1): акселерометры 1, датчики угловых скоростей 2, аналого-цифровые преобразователи 4, 5, 6, средства цифровой обработки 7 оцифрованных данных, буфер ОЗУ 8, накопитель цифровых данных 9 в виде одного или нескольких флэш-дисков типа PQI. Процессом измерений и цифровой обработкой данных управляет бортовой компьютер. АЦП 4, 5 выполнены в виде 16-разрядных АЦП RealTime Device, АЦП 6 - в виде формирователя последовательности прямоугольных сигналов из последовательности аналоговых сигналов. Бортовой компьютер выполнен на основе процессора типа MOPS фирмы JumpTec с интегрированной памятью прямого доступа RAM, в которой в процессе пропуска организуется буфер ОЗУ 8. The body of the navigation projectile includes explosion-proof tight enclosures in which electronic means are installed (Fig. 1):
На корпусе снаряда установлены одометры 3 для измерения длины пройденного внутри трубопровода пути, низкочастотный электромагнитный маркерный приемопередатчик для уточнения положения профилемера внутри трубопровода и полиуретановые манжеты для центровки снаряда и его продвижения внутри трубопровода вместе с транспортируемым продуктом. В качестве источника питания используются устанавливаемые в оболочках аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов емкостью до 300 А•ч.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Навигационный снаряд помещают в трубопровод и включают перекачку продукта (нефти, газа, нефтепродукта) по трубопроводу. При движении снаряда по трубопроводу с частотой, управляемой бортовым компьютером, снимаются показания акселерометров, датчиков угловых скоростей, одометров и других датчиков. Оцифрованные данные проходят цифровую обработку и записываются во флэш-диски. По завершении контроля заданного участка трубопровода навигационный снаряд извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер, предназначенный для обработки накопленных данных и их интерпретации. The navigation shell is placed in the pipeline and includes pumping the product (oil, gas, oil product) through the pipeline. When the projectile moves through the pipeline with a frequency controlled by the on-board computer, the readings of accelerometers, angular velocity sensors, odometers and other sensors are taken. The digitized data is digitally processed and written to flash drives. Upon completion of the control of a given section of the pipeline, the navigation shell is removed from the pipeline and the data accumulated during the diagnostic pass is transferred to a computer designed to process the accumulated data and interpret them.
Последующий анализ записанных данных позволяет восстановить пространственное положение обследованного трубопровода, идентифицировать участки с напряженно-деформированным состоянием и определить допустимые режимы перекачки транспортируемой среды по обследованному трубопроводу. Subsequent analysis of the recorded data allows you to restore the spatial position of the examined pipeline, to identify areas with a stress-strain state and to determine the permissible modes of pumping the transported medium through the examined pipeline.
В первом варианте заявленный способ реализуется следующим образом (фиг. 2): в буфере ОЗУ 8 накапливают исходный блок данных 21, содержащий m кадров. Каждый k-й кадр содержит абсолютный номер кадра Nk (сплошная нумерация ведется с момента запуска снаряда до окончания пропуска) и L оцифрованных значений Ui,k навигационных датчиков: акселерометров и датчиков угловых скоростей (i - номер навигационного датчика). В данном случае U - значение напряжения на навигационном датчике. В процессе цифровой обработки данных 22 из буфера считывают последовательности шестнадцатиразрядных данных 23: Ui,1(16), Ui,2(16), . .., Ui,m(16). Последовательности считывают последовательно для всех L датчиков, начиная с первого. Для каждой последовательности 23 выполняют вычисление 24 (начиная со второго значения (k=2) в последовательности) приращения значения по сравнению с предыдущим значением: ΔUi,k(16) = Ui,k(16)-Ui,k-1(16), k=2, 3,..., m.In the first embodiment, the claimed method is implemented as follows (Fig. 2): in the RAM buffer 8, the original data block 21 containing m frames is accumulated. Each k-th frame contains an absolute frame number N k (continuous numbering is from the moment the projectile is launched until the pass passes) and L digitized values U i, k of navigation sensors: accelerometers and angular velocity sensors (i is the number of the navigation sensor). In this case, U is the voltage value at the navigation sensor. In the process of digital data processing 22, sequences of sixteen-
Далее выполняют побитное копирование 25 каждого из значений указанной последовательности приращений: ΔUi,k(16)_→ΔUi,k(n), k= 2, 3,..., m, путем считывания первых n бит каждого из приращений и записи в виде значения новой последовательности с разрядностью n каждого значения.Next,
Формируют новую последовательность значений 26, в которой первое значение (16-разрядное) совпадает с первым значением в исходной последовательности, а значения, начиная со второго, заменяются на соответствующие n-битные значения приращений: ΔUi,1(16), ΔUi,2(n), ΔUi,3(n), ..., ΔUi,m(n).
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 27.A new sequence of
The resulting sequence is recorded in the converted
Далее повторяют описанную последовательность действий 22 для второго, третьего и т.д. датчика навигации. Next, the described sequence of actions 22 is repeated for the second, third, etc. navigation sensor.
В результате выполнения указанных преобразований формируется преобразованный блок данных 27, в первый кадр которого записаны 16-разрядные значения U1,1(16), U2,1(16), U3,1(16),..., UL,1(16), совпадающие с соответствующими значениями исходного блока данных, а в остальные кадры записаны n-разрядные значения ΔUi,k(n), ΔU2,k(n), ΔU3,k(n), ..., ΔUL,k(n) (k=2, 3,..., m), соответствующие 16-разрядным значениям исходного блока данных.As a result of these transformations, a transformed
Во втором варианте заявленный способ реализуется следующим образом (фиг. 3): в буфере ОЗУ 8 накапливают исходный блок данных 21, содержащий m кадров. Каждый кадр содержит абсолютный номер кадра Nk (сплошная нумерация ведется с момента запуска снаряда до окончания пропуска) и L оцифрованных значений навигационных датчиков (акселерометров и датчиков угловых скоростей). В процессе цифровой обработки 32 данных из буфера считывают последовательности шестнадцатиразрядных данных 33: Ui,1(16), Ui,2(16),..., Ui,m(16). Последовательности считывают последовательно для всех L датчиков, начиная с первого. Для каждой последовательности 33 выполняют вычисление 34 среднего значения в последовательности 33:
далее выполняют вычисление 35 (для всех значений последовательности, кроме p-го, где p - любой номер значения в последовательности, p=7) приращения каждого значения, кроме p-го, по сравнению с указанным средним значением Uсрi:ΔUср.i,k(16) = Ui,k(16)-Uсрi(16), k=1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2,. .., m.In the second embodiment, the claimed method is implemented as follows (Fig. 3): in the RAM buffer 8, the original data block 21 containing m frames is accumulated. Each frame contains the absolute frame number N k (continuous numbering is carried out from the moment the projectile is launched until the end of the pass) and L digitized values of the navigation sensors (accelerometers and angular velocity sensors). In the process of
further,
Далее выполняют побитное копирование 36 каждого из значений указанной последовательности приращений ΔUср.i,k(16)_→ΔUср.i,k(n), k=1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2, ..., m, путем считывания первых n бит каждого из приращений и записи в виде значения новой последовательности с разрядностью n каждого значения.Next, perform a
Формируют новую последовательность значений 37, в которой первое значение заменяется на среднее (16-разрядное) значение в каждой исходной последовательности, а значения, начиная со второго, заменяются на соответствующие n-битные значения приращений:
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 38.A new sequence of values 37 is formed in which the first value is replaced by the average (16-bit) value in each source sequence, and the values, starting from the second, are replaced by the corresponding n-bit increment values:
The resulting sequence is recorded in the converted
Далее повторяют описанную последовательность 32 действий для второго, третьего и т.д. датчика навигации. Next, repeat the described sequence of 32 actions for the second, third, etc. navigation sensor.
В результате выполнения указанных преобразований формируется преобразованный блок данных 38, в p-й кадр которого записаны 16-разрядные значения: Ucp.1(16), Ucp.2(16), Uср.3(16),..., Ucp.L(16), соответствующие средним значениям соответствующей последовательности исходного блока данных, а в остальные кадры записаны n-разрядные значения (k= 1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2,..., m), соответствующие 16-разрядным значениям исходного блока данных.As a result of these transformations, a transformed
В наилучшем варианте исполнения заявленный способ реализуется следующим образом (фиг. 4): в буфере ОЗУ 8 накапливают исходный блок данных 21, содержащий m кадров. Каждый кадр содержит абсолютный номер кадра (сплошная нумерация ведется с момента запуска снаряда до окончания пропуска) и L оцифрованных значений навигационных датчиков (акселерометров и датчиков угловых скоростей). В процессе цифровой обработки 41 данных из буфера считывают последовательности шестнадцатиразрядных данных 42: Ui,1(16), Ui,2(16),..., Ui,m(16). Последовательности считывают последовательно для всех L датчиков, начиная с первого.In the best embodiment, the claimed method is implemented as follows (Fig. 4): in the RAM buffer 8, the original data block 21 containing m frames is accumulated. Each frame contains the absolute frame number (continuous numbering is carried out from the moment the projectile is launched until the end of the pass) and L digitized values of the navigation sensors (accelerometers and angular velocity sensors). In the process of
Для каждой последовательности 42 выполняют:
вычисление 43 (начиная со второго значения (k=2) в последовательности) приращения значения по сравнению с предыдущим значением: ΔUi,k(16) = Ui,k(16)-Ui,k-1(16), k=2, 3,..., m.For each
calculation 43 (starting from the second value (k = 2) in the sequence) increment values compared to the previous value: ΔU i, k (16) = U i, k (16) -U i, k-1 (16), k = 2, 3, ..., m.
Находят максимальное значение 44 из указанных приращений. Find the maximum value of 44 of the indicated increments.
Для той же последовательности 42 выполняют:
вычисление 45 среднего значения в последовательности 42:
вычисление 46 (для всех значений последовательности, кроме p-го, где p - любой номер значения в последовательности, например p=7) приращения каждого значения, кроме p-го, по сравнению с указанным средним значением: Uсрi:ΔUср.i,k(16) = Ui,k(16)-Ucpi(16), k=1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2,..., m.For the
calculating 45 the average value in sequence 42:
calculation 46 (for all values of the sequence except the pth, where p is any number of the value in the sequence, for example p = 7) increments of each value except the pth compared to the indicated average value: U cfi : ΔU cf.i , k (16) = U i, k (16) -U cpi (16), k = 1, 2, 3, ..., p-1, p + 1, p + 2, ..., m.
Находят максимальное значение 47 из указанных приращений от среднего. Find the maximum value of 47 of the indicated increments from the average.
Выполняют проверку условия 48: максимальное значение из 44 меньше максимального значения из 47.
При выполнении условия 48 выполняют побитное копирование 49 каждого из значений указанной последовательности приращений ΔUi,k(16)_→ΔUi,k(n), k=2, 3, . . . , m, путем считывания первых n бит каждого из приращений и записи в виде значений новой последовательности с разрядностью n каждого значения.When
Формируют новую последовательность значений 50, в которой первое значение (16-разрядное) совпадает с первым значением в исходной последовательности, а значения, начиная со второго, заменяются на соответствующие n-битные значения приращений: Ui,1(16), ΔUi,2(n), ΔUi,3(n), ..., ΔUi,m(n).
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 53.A new sequence of values 50 is formed in which the first value (16-bit) coincides with the first value in the original sequence, and the values, starting from the second, are replaced with the corresponding n-bit increment values: U i, 1 (16), ΔU i, 2 (n), ΔU i, 3 (n), ..., ΔU i, m (n).
The resulting sequence is recorded in the converted
При невыполнении условия 48 (выполнении обратного условия) выполняют побитное копирование 51 каждого из значений указанной последовательности приращений ΔUcp.i,k(16)_→ΔUcp.i,k(n), k=1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2,..., m, путем считывания первых n бит каждого из приращений и записи в виде значения новой последовательности с разрядностью n каждого значения.If
Формируют новую последовательность значений 52, в которой p-е значение (16-разрядное) заменяется на среднее значение в каждой исходной последовательности, а значения последовательности, кроме p-го, заменяются на соответствующие n-битные значения приращений:
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 53.A new sequence of
The resulting sequence is recorded in the converted
Далее повторяют описанную последовательность 41: действия 42-48 и (49-50 либо 51-52) для второго, третьего и т.д. датчика навигации. Next, the described
В результате выполнения указанных преобразований формируется преобразованный блок данных 53, в первый кадр которого записаны 16-разрядные значения: U1,1(16), U2,1(16), U3,1(16),..., UL,1(16), совпадающие с соответствующими значениями исходного блока данных, либо блок данных, в p-й кадр которого записаны 16-разрядные значения: Ucp.1(16), Ucp.2(16), Ucp.3(16),... , Ucp.L(16), соответствующие средним значениям соответствующих последовательностей исходного блока данных.As a result of these transformations, a converted
В остальные кадры записаны n-разрядные значения ΔU1,k(n), ΔU2,k(n), ΔU3,k(n), ..., ΔUL,k(n) (k= 1, 2, 3, . . . , m) либо (k= 1, 2, 3,..., p-1, p+1, p+2,..., m), вместо 16-разрядных значений исходного блока данных.The remaining frames contain n-bit values ΔU 1, k (n), ΔU 2, k (n), ΔU 3, k (n), ..., ΔU L, k (n) (k = 1, 2, 3,..., M) either (k = 1, 2, 3, ..., p-1, p + 1, p + 2, ..., m), instead of the 16-bit values of the original data block.
В наилучшем варианте реализации (фиг. 5) каждый кадр включает в себя показание одометра ОДОk, k= 1, 2, 3,..., m. В процессе цифровой обработки данных из исходного блока данных 21 считывают показания одометра 55 из первого и последнего кадров блока данных: ОДО1 и ОДОm, вычисляют разность 56:ΔOДO = OДOm-OДO1.
Далее выполняют проверку условия: ΔOДO>Q, где Q составляет значение от 2 до 100 и, как правило, равно тридцати, деленному на радиус колеса одометра в сантиметрах.In the best embodiment (Fig. 5), each frame includes an odometer reading of the ODO k , k = 1, 2, 3, ..., m. In the process of digital data processing from the source data block 21 read the odometer 55 from the first and last frames of the data block: ODO 1 and ODO m , calculate the difference 56: Δ ODO = ODO m ODO 1 .
Then, the following conditions are checked: Δ ODО> Q, where Q is a value from 2 to 100 and, as a rule, is thirty divided by the radius of the odometer wheel in centimeters.
При выполнении условия 57 выполняется описанная ранее последовательность преобразований 41 и запись в описанный ранее преобразованный блок данных 53 (фиг.4, фиг.5). When condition 57 is fulfilled, the previously described sequence of
При невыполнении условия 57 выполняется последовательность преобразований 58, которая включает в себя: считывание последовательности 59 значений для каждого датчика навигации Ui,1(16), Ui,2(16),..., Ui,m(16), вычисление 60 среднего значения для каждой такой последовательности 59, формирования блока данных 61, состоящего из одного кадра, включающего усредненные значения последовательностей соответствующих датчиков навигации.If condition 57 is not fulfilled, a sequence of transformations 58 is performed, which includes: reading a sequence of 59 values for each navigation sensor U i, 1 (16), U i, 2 (16), ..., U i, m (16), calculating 60 the average value for each
С периодичностью 1 с записывают текущие значения от навигационных датчиков и одометров, информацию о записанных данных, которая включает в себя номера или наименования файлов записанных данных по навигации, номера или наименования блоков по навигации, признаки индикации ошибки регистрации при записи, при обращении к внешнему устройству, сбоя функционирования внешнего устройства, максимальные и минимальные значения показаний датчиков навигации. With a frequency of 1 s, current values from navigation sensors and odometers are recorded, information about recorded data, which includes numbers or names of recorded data files for navigation, numbers or names of blocks for navigation, signs of an indication of registration errors when recording, when accessing an external device , malfunction of the external device, the maximum and minimum values of the navigation sensors.
В процессе пропуска регистрируют сигналы от источников маркерных сигналов, установленных вне трубопровода, с помощью датчиков маркерных сигналов, указанные сигналы оцифровывают и записывают в кадр в оперативное запоминающее устройство 8 в виде последовательности маркерных значений, в процессе цифровой обработки данных выполняют считывание первого бита каждого маркерного значения и формируют последовательность полученных одноразрядных маркерных значений. In the process of skipping, signals from marker signal sources installed outside the pipeline are recorded using marker signal sensors, these signals are digitized and written into the frame in random access memory 8 as a sequence of marker values, in the process of digital data processing, the first bit of each marker value is read and form a sequence of obtained single-digit marker values.
В процессе пропуска измеряют данные, отражающие пространственное положение трубопровода в пространстве, а также пройденную внутри трубопровода дистанцию, линейную скорость снаряда внутри трубопровода, предпочтительное число кадров в блоке данных составляет 1000. In the process of skipping, data is measured that reflects the spatial position of the pipeline in space, as well as the distance traveled inside the pipeline, the linear velocity of the projectile inside the pipeline, the preferred number of frames in the data block is 1000.
На фиг. 6 и фиг.7 изображены характерные записанные значения показаний одного из акселерометров и одного из датчиков угловой скорости соответственно, полученные в процессе обследования магистрального нефтепродуктопровода. Расстояние между записанными значениями на временной оси составляет 8 мс. In FIG. 6 and 7 show the characteristic recorded readings of one of the accelerometers and one of the angular velocity sensors, respectively, obtained during the inspection of the main oil product pipeline. The distance between the recorded values on the time axis is 8 ms.
Проводимые ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" работы по навигационному обследованию магистральных трубопроводов с использованием заявленного изобретения в наилучшем варианте реализации показали, что объем, занимаемый записанными навигационными данными в результате их преобразования, удается уменьшить более чем в восемь раз. The work carried out by Neftegazkomplektservis CJSC on the navigation survey of trunk pipelines using the claimed invention in the best embodiment showed that the volume occupied by the recorded navigation data as a result of their conversion can be reduced by more than eight times.
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107582A RU2183011C1 (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Method of navigational survey of pipe lines (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107582A RU2183011C1 (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Method of navigational survey of pipe lines (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2183011C1 true RU2183011C1 (en) | 2002-05-27 |
Family
ID=20247399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107582A RU2183011C1 (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Method of navigational survey of pipe lines (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2183011C1 (en) |
-
2001
- 2001-03-23 RU RU2001107582A patent/RU2183011C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Адаптивные телеизмерительные системы/Под ред. А.В. Фремке. - Л.: "Энергоиздат", 1981, с.208 и 209. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1301292C (en) | Method for storing run data of a vehicle in the memory of an electronic tachograph and apparatus for carrying out the method | |
JP2851657B2 (en) | Pipeline monitoring equipment | |
CA1166002A (en) | Internal geometry tool | |
RU2194274C1 (en) | Technology of intratube ultrasonic flaw detection | |
RU2182331C1 (en) | Method of intrapipe ultrasonic testing | |
CA2063601A1 (en) | Process and system for gathering and evaluating measured data | |
JP5965251B2 (en) | Orbit position data giving system and orbit position data giving method | |
GB2088554A (en) | Pipeline route surveying device | |
RU2183011C1 (en) | Method of navigational survey of pipe lines (versions) | |
RU2157514C1 (en) | Process and gear for technical diagnostics of cross-country pipe-line | |
JP2003121142A (en) | 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 | |
RU2200301C1 (en) | Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) | |
WO1996013699A2 (en) | Pipeline inspection pig and method for using same | |
JP5526433B2 (en) | Orbit position data giving system and orbit position data giving method | |
RU2655614C1 (en) | Method of measuring pipeline bending radius based on diagnostic complex data for determining pipeline position | |
Han et al. | Development of inspection gauge system for gas pipeline | |
RU2207512C1 (en) | Navigational topographic intrapipe inspection tool | |
RU2205396C1 (en) | Process of intrapipe inspection of pipe-lines with dynamic scanning mode | |
RU2106569C1 (en) | Device for check of profile of inner surface of pipe line, its spacing and stressed state | |
RU12734U1 (en) | DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PIPELINES | |
JP2006118972A (en) | Pipeline shape measurement evaluation method and its system | |
RU2206871C2 (en) | Procedure determining local displacement of trunk pipe- lines | |
RU2201590C1 (en) | Gear with dynamic scanning mode for intrapipe control over pipe-lines | |
JPH0952569A (en) | Traffic accident reproduction system and data recording device | |
RU2574698C2 (en) | Method and system to track trajectory of motion of pig |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160324 |