RU2200301C1 - Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) - Google Patents
Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2200301C1 RU2200301C1 RU2001124627A RU2001124627A RU2200301C1 RU 2200301 C1 RU2200301 C1 RU 2200301C1 RU 2001124627 A RU2001124627 A RU 2001124627A RU 2001124627 A RU2001124627 A RU 2001124627A RU 2200301 C1 RU2200301 C1 RU 2200301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sequence
- data
- odometer
- pipeline
- value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам наблюдения за состоянием трубопроводов большой протяженности, а именно для определения профиля нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри обследуемого трубопровода диагностического снаряда, записи данных профиля трубопровода в бортовом компьютере снаряда и определения после выполнения пропуска по накопленным данным параметров профиля трубопровода. The invention relates to methods for monitoring the state of long pipelines, namely, to determine the profile of oil and gas products by skipping a diagnostic projectile inside the pipeline being examined, recording the pipeline profile data in the on-board computer of the projectile and determining, after skipping, the profile parameters of the pipeline after the pass has been completed.
Известны способ измерения формы цилиндрической поверхности, описанный в патенте США US 4186494, МПК: G 01 В 7/12, дата публикации 05.02.80 (патентные документы - аналоги: DE 2810552, FR 2383426, GB 1585443), а также способ измерения внутренних размеров труб, описанный в патенте США US 5299359, МПК: G 01 В 7/12, дата публикации 05.04.94 (патентный документ - аналог: ЕР 0307383). A known method of measuring the shape of a cylindrical surface described in US patent US 4186494, IPC: G 01
Способ выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с множеством чувствительных рычагов, установленных на корпусе снаряда по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. Каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком перемещения. Сигналы с датчиков перемещения, соответствующие изменению положения чувствительных рычагов, обрабатывают средствами обработки, установленными в корпусе снаряда, и передают на средства хранения данных, находящиеся вне корпуса снаряда. The method is performed by passing a projectile inside the pipeline with a plurality of sensitive levers mounted on the shell of the projectile along the perimeter in the section of the pipeline, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding along the specified surface. Each of the sensitive levers is kinematically connected with its corresponding displacement sensor. The signals from the displacement sensors corresponding to the change in the position of the sensitive levers are processed by the processing means installed in the shell of the projectile and transferred to data storage means located outside the shell of the projectile.
Необходимость связи снаряда со средствами хранения измеренных данных ограничивает длину трубопровода, которая может быть проконтролирована, и делает невозможным внутритрубный контроль магистральных трубопроводов. The need to connect the projectile with the means of storing the measured data limits the length of the pipeline, which can be monitored, and makes it impossible for in-line control of the main pipelines.
Известен способ выявления деформированных участков труб и трубопроводов, описанный в а. с. СССР SU 1768941, МПК: G 01 В 7/12, дата публикации 15.10.92. A known method for detecting deformed sections of pipes and pipelines, described in a. from. USSR SU 1768941, IPC: G 01
Способ реализуют с помощью множества чувствительных рычагов, установленных на корпусе снаряда вокруг главной оси корпуса, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. The method is implemented using a variety of sensitive levers mounted on the shell of the projectile around the main axis of the housing, pressed by springs to the inner surface of the pipeline and sliding on the specified surface.
Рычаги кинематически связаны с двумя дисками, которые в свою очередь кинематически связаны с датчиками взаимного перемещения дисков. Отклонение любого из чувствительных рычагов приводит к изменению расстояния между дисками, которое измеряют с помощью реостатных датчиков. Измеряя расстояние между дисками, определяют наличие деформации в сечении трубопровода. The levers are kinematically connected with two disks, which in turn are kinematically connected with sensors of mutual displacement of the disks. The deviation of any of the sensitive levers leads to a change in the distance between the disks, which is measured using rheostat sensors. Measuring the distance between the disks, determine the presence of deformation in the cross section of the pipeline.
Однако по данным о расстоянии между дисками не может быть определена ориентация дефекта в сечении трубопровода и не может быть идентифицировано различие между деформацией трубы и наличием, например, вваренного в трубу предмета. However, according to the data on the distance between the disks, the orientation of the defect in the cross section of the pipeline cannot be determined and the difference between the deformation of the pipe and the presence of, for example, an object welded into the pipe cannot be identified.
Известен способ обследования пространственного профиля 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 инспекционного 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 пространственный профиль трубопровода. A known method of examining the spatial profile of pipelines (US patent US 3882606, IPC: G 01
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 обследовании нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, а также при прохождении снарядом дефектов геометрии внутреннего сечения трубопровода, например загнутых фрагментов подкладных колец и фрагментов вваренных в сварной шов сварных электродов, имеет место отсутствие вращения некоторых колес одометров, что приводит к неадекватным показаниям одометров. When examining oil pipelines and oil product pipelines, as well as 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, there is a lack of rotation of some odometer wheels, which leads to inadequate odometer readings.
Известен способ контроля внутренней геометрии трубопровода, описанный в патенте США US 4443948, МПК: G 01 В 7/12, дата публикации 24.04.84 (патентные документы - аналоги: AU 7598181, СА 1166002, ЕР 0051912, GB 2088059, JP 57088310, NO 812763). Способ выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с множеством чувствительных рычагов, установленных на корпусе снаряда по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. Каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота. Сигналы с датчиков угла поворота, соответствующие изменению положения чувствительных рычагов, подают на входы пары мультиплексоров, переключаемых таймером. Пару сигналов с мультиплексоров, соответствующих диаметрально противоположным рычагам, суммируют, усиливают и подают на вход компаратора. При превышении заранее заданного порога, соответствующего пороговому превышению отклонения диаметра от номинального значения, в накопитель записывают условный код события превышения порогового отклонения диаметра. Кроме этого, сигналы с датчиков угла поворота, соответствующие изменению положения чувствительных рычагов, подают на входы мультиплексора, переключаемого таймером, снятые с выхода мультиплексора сигналы оцифровывают и непосредственно записывают в накопитель цифровых данных. A known method of controlling the internal geometry of the pipeline described in US patent US 4443948, IPC: G 01
Известен также способ обследования профиля трубопроводов (прототип для обоих вариантов изобретения), описанный в Международной заявке WO 96/13699, МПК: G 01 В 7/28, дата публикации 09.05.96. Способ выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с установленными на нем датчиками для измерений профиля трубопровода (в виде множества чувствительных рычагов), средствами обработки и хранения данных измерений, путем выполнения 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 профиля трубопровода. There is also a method for examining the profile of pipelines (prototype for both variants of the invention) described in International application WO 96/13699, IPC: G 01
На снаряде установлен также датчик длины пройденного пути в виде одометра. The projectile also has a distance sensor in the form of an odometer.
Использование небольшого числа рычагов в описанных способах позволяет снизить объем данных для записи в автономном накопителе данных, однако зазоры между рычагами в описанном изобретении превышают ширину рычагов в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода в его сечении, в результате чего многие локальные дефекты, размер которых в плоскости сечения трубы меньше величины зазора между рычагами, не регистрируются. Использование же большого числа рычагов, достаточного для идентификации дефектов профиля сечения трубопровода, увеличивает объем записываемых данных. The use of a small number of levers in the described methods allows to reduce the amount of data for recording in a stand-alone data storage device, however, the gaps between the levers in the described invention exceed the width of the levers at the point of contact of the levers with the inner surface of the pipeline in its cross section, resulting in many local defects whose size is the plane of the pipe section is less than the gap between the levers are not recorded. The use of a large number of levers, sufficient to identify defects in the profile of the cross section of the pipeline, increases the amount of recorded data.
Выполнение измерений с точностью, достаточной для обнаружения напряженно-деформированных состояний трубопроводов и выполнения соответствующих расчетов на прочность, требует использования накопителей большой емкости. Performing measurements with an accuracy sufficient to detect stress-strain states of pipelines and perform appropriate strength calculations 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 associated with 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 инспекционного 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 solid-state memory (for example, RAM disks) can solve the problems of vibration and shock loads, however, the cost of such drives often exceeds the cost of the rest of the electronic equipment of an inspection 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 зависит 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 depends 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 обследования профиля трубопроводов в первом варианте выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с установленными на нем датчиками для измерений профиля трубопровода, средствами обработки и хранения данных измерений, путем выполнения 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 профиля трубопровода. The claimed method for examining the profile of pipelines in the first embodiment is performed by skipping a projectile inside the pipeline with sensors installed on it for measuring the profile of the pipeline, by means of processing and storing measurement data, by performing measurements using these sensors in the process of skipping, digitizing the measurement data and writing to a digital storage device data, determining after performing a pass on the accumulated data of the parameters of the profile of the pipeline.
В отличие от способа по прототипу в первом варианте заявленного способа в процессе пропуска выполняют цифровое преобразование указанных данных измерений, в процессе цифрового преобразования данных выделяют последовательности показаний каждого из датчиков профиля трубопровода, для каждой выделенной последовательности данных выполняют преобразование сжатия данных в последовательности и запись преобразованных данных в накопитель. In contrast to the prototype method, in the first embodiment of the claimed method, a digital conversion of the indicated measurement data is performed during the skipping process, a sequence of readings of each of the pipeline profile sensors is allocated in the digital data conversion process, data compression is converted to a sequence and the converted data is recorded for each selected data sequence to the drive.
В развитие первого варианта изобретения в процессе преобразования сжатия для значений последовательности, исключая, по крайней мере, 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 исходной последовательности заменяют на соответствующие приращения значений. In development of the first embodiment of the invention, in the compression conversion process for sequence values, excluding at least the first value in the sequence with a predetermined numbering rule for the sequence values, an increment of the value compared to the previous value in the sequence is calculated in accordance with the specified numbering rule, and the converted a sequence in which the indicated first value matches the original, other values of the original sequence replace by the corresponding increment of values.
В одном из подвариантов первого варианта изобретения в процессе преобразования сжатия указанным выше способом для каждой исходной последовательности значений вычисляют среднее значение в последовательности, для значений исходной последовательности, исключая, по крайней мере, одно значение в последовательности, вычисляют приращение значения по сравнению с указанным средним значением. In one of the variants of the first embodiment of the invention, in the process of compressing the compression by the above method, for each initial sequence of values, the average value in the sequence is calculated, for the values of the original sequence, excluding at least one value in the sequence, an increment of the value compared to the specified average value is calculated .
В полученной последовательности приращений и в полученной последовательности приращений от среднего определяют максимальное приращение из указанных ранее приращений и максимальное приращение от среднего из указанных ранее 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, the maximum increment from the above increments is determined and the maximum increment from the average of the previously indicated increments from the average, respectively, the condition is satisfied that the specified maximum increment is less than the specified maximum increment from the average, the previously indicated formation of the transformed sequence is performed after receiving a positive result specified condition.
В другом подварианте первого варианта изобретения в процессе преобразования сжатия для каждой последовательности вычисляют среднее значение в последовательности, для значений последовательности, исключая, по крайней мере, 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 исходной последовательности заменяют на соответствующие приращения от среднего. В процессе преобразования сжатия указанным способом для значений каждой исходной последовательности, исключая, по крайней мере, 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 another variant of the first embodiment of the invention, in the process of compression conversion, the average value in the sequence is calculated for each sequence, for sequence values, excluding at least one value in the sequence, the increment of the value compared to the indicated average value is calculated, and the converted sequence is formed in which the value in the sequence corresponding to the indicated excluded value is replaced with the indicated average value in the sequence, s value of the original sequence is replaced by the corresponding increment on the average. In the process of converting compression in the indicated manner for the values of each source sequence, excluding at least the first value in the original sequence with a predetermined numbering rule for the sequence values, an increment of the value compared to the previous value in the sequence is calculated in accordance with the specified numbering rule.
В полученной во втором подварианте последовательности приращений от среднего и в полученной последовательности приращений определяют максимальное приращение от среднего из указанных ранее приращений от среднего и максимальное приращение из указанных ранее приращений соответственно, определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное максимальное приращение от среднего меньше указанного максимального приращения, указанное во втором подварианте формирование преобразованной последовательности выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. In the sequence of increments from the average obtained in the second subvariant and in the obtained sequence of increments, the maximum increment from the average of the previously indicated increments from the average and the maximum increment from the previously indicated increments are determined, and the fulfillment of the condition that the indicated maximum increment from the average is less than the specified the maximum increment specified in the second sub-option, the formation of the converted sequence is performed after receiving a positive result of the specified condition.
В дальнейшее развитие первого варианта изобретения замену значений преобразованной последовательности выполняют путем считывания первых n бит соответствующего вычисленного приращения и записи полученного n-битного приращения в указанную преобразованную последовательность. In a further development of the first embodiment of the invention, replacing 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.
Значение n составляет не менее разрядности j максимального из указанных ранее вычисленных приращений и не превышает разрядность значений исходной последовательности. Значение n не превышает значение j+2. The 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 original sequence. The value of n does not exceed the value of j + 2.
Заявленный способ обследования профиля трубопроводов во втором варианте выполняют путем пропуска внутри трубопровода снаряда с установленными на нем датчиками для измерений профиля трубопровода, датчиком длины пройденного пути, средствами обработки и хранения данных измерений, путем выполнения 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 профиля трубопровода. The claimed method for examining the profile of pipelines in the second embodiment is performed by passing a projectile inside the pipeline with sensors installed on it for measuring the profile of the pipeline, a path length sensor, means for processing and storing measurement data, by performing measurements using these sensors in the process of skipping, digitizing the measurement data and recording digital data in the drive, determining after performing a pass on the accumulated data the parameters of the pipeline profile.
В отличие от способа по прототипу во втором варианте заявленного способа в процессе пропуска выполняют цифровое преобразование указанных данных измерений, в процессе цифрового преобразования данных выделяют показания датчиков, соответствующие изменению показаний датчика длины пройденного пути, не меньшему заранее определенного значения, выполняют преобразование сжатия выделенных данных и запись преобразованных данных вместе с показанием датчика длины пройденного пути в накопитель. In contrast to the prototype method, in the second embodiment of the claimed method, the indicated data of the measurement is digitally converted during the skipping process, the sensor readings are allocated in the digital data conversion process, corresponding to the change in the sensor readings of the path length not less than a predetermined value, the compression of the selected data is performed, and recording of converted data along with the indication of the sensor of the distance traveled to the drive.
В развитие второго варианта изобретения в процессе преобразования данных показания датчиков выделяют в виде последовательностей показаний каждого датчика профиля трубопровода, в выделенной последовательности определяют минимальное и максимальное значения в последовательности и записывают указанные значения в преобразованный блок данных. In development of the second embodiment of the invention, in the process of converting data, sensor readings are isolated in the form of sequences of readings of each pipeline profile sensor, the minimum and maximum values in the sequence are determined in the selected sequence, and the indicated values are written to the converted data block.
Для преобразования данных берут некоторую часть выделенных показаний датчиков. To convert the data take some of the selected sensor readings.
Датчик длины пройденного пути выполнен в виде одометра, указанное заранее определенное значение составляет 0,2-10 см. The sensor for the length of the distance traveled is made in the form of an odometer, the specified predetermined value is 0.2-10 cm.
Основной технический результат, общий для обоих заявленных вариантов, достигаемый в результате реализации заявленного изобретения, - повышение точности измерения отклонения характеристик профиля трубопровода от их проектных значений и от измеренных в результате предыдущих обследований профиля трубопровода 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 options, achieved as a result of the implementation of the claimed invention, is to increase the accuracy of measuring deviations of the characteristics of the pipeline profile from their design values and from measured as a result of previous surveys of the pipeline profile due to the increase in the volume of measured data and, at the same time, reducing the volume occupied by the recorded data in the drive.
Механизм достижения указанного технического результата состоит в том, что используемые в заявленном способе обследования трубопроводов алгоритмы измерений, обработки и сохранения данных измерений с помощью датчиков профиля трубопровода позволяют структурировать оцифрованные данные по мере их накопления в зависимости от характера получаемых данных, что позволяет измерять параметры профиля с большей частотой и, соответственно, лучшим 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 algorithms used in the pipeline inspection method for measuring, processing and storing measurement data using pipeline profile sensors allow the digitized data to be structured as they accumulate, depending on the nature of the received data, which allows measuring profile parameters with greater frequency and, accordingly, better resolution along the length and spatial coordinates of the pipeline, without increasing the capacity by kopiteli, since the volume of the data converted in the described manner is much smaller than the original.
Описанный алгоритм по первому варианту изобретения позволяет записывать данные с исходной разрядностью при прохождении снарядом большого числа участков малого радиуса или гофрированных участков труб, которое сопровождается значительным числом измеренных значений с большой разницей между соседними значениями за время накопления одного блока данных, и записывать данные с разрядностью, в несколько раз меньшей, при движении снаряда на ровных участках трубопроводов. Использование такого алгоритма наиболее эффективно при контроле магистральных трубопроводов. The described algorithm according to the first embodiment of the invention makes it possible to record data with initial bit depth when a projectile passes through a large number of sections of small radius or corrugated pipe sections, which is accompanied by a significant number of measured values with a large difference between adjacent values during the accumulation of one data block, and record data with bit depth, several times smaller when the projectile moves on flat sections of pipelines. The use of such an algorithm is most effective in monitoring pipelines.
Применение первого варианта заявленного способа особенно эффективно для цифрового преобразования данных от датчиков угловых скоростей и ускорений при характерной средней частоте записи измеряемых значений 100-150 Гц. The application of the first variant of the claimed method is especially effective for digital conversion of data from angular velocity and acceleration sensors with a characteristic average recording frequency of measured values of 100-150 Hz.
Применение второго варианта реализации заявленного способа особенно эффективно для предварительной обработки данных от датчиков угла поворота рычагов, чувствительных к профилю сечения трубопровода. The application of the second embodiment of the claimed method is especially effective for pre-processing data from angle sensors of levers sensitive to the profile of the cross section of the pipeline.
Реализация обоих вариантов заявленного способа при обследовании профиля трубопровода позволяет выполнять обследование любых типов трубопроводов без дополнительной перенастройки системы обработки данных. The implementation of both variants of the claimed method when examining the profile of the pipeline allows you to examine 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), которое сопровождается изменением характера движения снаряда внутри трубопровода в зависимости от проходимого участка трубопровода, применяя в процессе пропуска оба алгоритма обработки данных. In addition, this allows the inspection of pipelines having sections of pipes of different types, with different degrees of cleaning, different wall thicknesses (respectively, different internal diameters with equal external typical diameters), which is accompanied by a change in the nature of the movement of the projectile inside the pipeline depending on the passage pipeline, applying both data processing algorithms in the process of skipping.
В развитие обоих вариантов реализации заявленного способа:
в процессе пропуска выполняют измерения пространственного положения трубопровода и/или измерения профиля сечения трубопровода, а также измерения линейной скорости снаряда внутри трубопровода, частота опроса соответствующих датчиков для указанных измерений составляет 100-3000 Гц;
разрядность оцифрованных данных от датчиков профиля трубопровода не менее 12, средняя частота записи соответствующих значений в накопитель цифровых данных для каждого датчика составляет 70-300 Гц.In development of both options for implementing the claimed method:
in the process of skipping, measurements are made of the spatial position of the pipeline and / or measurements of the profile of the cross section of the pipeline, as well as measurements of the linear velocity of the projectile inside the pipeline, the sampling frequency of the respective sensors for these measurements is 100-3000 Hz;
the digit capacity of the digitized data from the pipeline profile sensors is at least 12, the average frequency of recording the corresponding values in the digital data storage for each sensor 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), выпускаемых 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 параметров навигации и профиля сечения (25-35 Гц) при движении снаряда, 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 one 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 changes in the navigation parameters and the cross-sectional profile (25-35 Hz) during projectile movement, which should be recorded for an adequate interpretation of the accumulated data, taking into account the rule that the minimum measurement frequency of recorded data should be at least two times higher than the maximum measured frequency of change from eryaemyh values.
В процессе измерений периодически формируют кадры данных, каждый из которых содержит оцифрованные данные от датчиков и индивидуальный цифровой код указанного кадра, кадры накапливают в виде блоков данных в буфере оперативного запоминающего устройства, в процессе цифрового преобразования данных последовательности данных считывают из указанного буфера. Число кадров в блоке данных составляет не менее 100 и не более 10000, объем буфера составляет от 8 Мбайт до 500 Мбайт. During the measurement process, data frames are periodically generated, each of which contains digitized data from the sensors and an individual digital code of the specified frame, the frames are accumulated in the form of data blocks in the random access memory buffer, and in the process of digital data conversion, data sequences are read from the specified buffer. The number of frames in the data block is not less than 100 and not more than 10,000, the buffer volume is from 8 MB to 500 MB.
При большем значении кадров в блоке (и большом объеме буфера) потеря блока данных из-за кратковременного сбоя аппаратуры приводит к потере недопустимых объемов данных, а, кроме того, эффективность уменьшения объема данных снижается (при использовании алгоритмов по первому варианту с вычислениями средних значений), поскольку средние значения для 10000 кадров в блоке, соответствующие 100-300 м трубопровода, становятся не различимы со средними значениями на общей протяженности обследуемого участка магистрального трубопровода 100-300 км. With a larger value of frames in the block (and a large buffer volume), the loss of a data block due to a short-term hardware failure leads to the loss of invalid data volumes, and, in addition, the efficiency of reducing the data volume decreases (when using the algorithms in the first embodiment with the calculation of average values) since the average values for 10,000 frames in the block, corresponding to 100-300 m of the pipeline, become indistinguishable from the average values for the total length of the examined section of the main pipeline 100-300 km.
Использование меньшего числа кадров в блоке (и меньшего объема буфера) снижает эффективность преобразования данных при прохождении снарядом прямолинейных участков трубопроводов без дефектов геометрии в сечении трубопровода из-за необходимости записи, по крайней мере, заголовков преобразованных блоков данных, и с уменьшением числа кадров в блоке количество блоков и, соответственно, число записей на единицу длины пути увеличивается. The use of fewer frames in a block (and a smaller buffer volume) reduces the data conversion efficiency when a projectile passes straight sections of pipelines without geometry defects in the pipeline section due to the need to record at least the headers of the converted data blocks, and with a decrease in the number of frames in the block the number of blocks and, accordingly, the number of records per unit path length increases.
Для цифрового преобразования берут каждый N-й кадр измеренных значений, значение N составляет от 5 до 100. For digital conversion take every N-th frame of the measured values, the value of N is from 5 to 100.
В процессе пропуска измеряют пройденную внутри трубопровода дистанцию с помощью одометра, каждый кадр данных включает в себя запись показаний счетчика одометрических импульсов от одометра, в начале цифрового преобразования данных вычисляют приращение показаний одометра путем вычисления разности между последним и первым по времени записи в блок данных значением в одометрической последовательности, определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное приращение показаний одометра больше заранее заданного значения, преобразование цифровых данных выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. Указанное здесь заранее заданное значение составляет от 2 до 100. In the process of skipping, the distance traveled inside the pipeline is measured using an odometer, each data frame includes a recording of the odometer impulse counter readings from the odometer, at the beginning of the digital data conversion, the increment of the odometer readings is calculated by calculating the difference between the last and first time records in the data block in odometer sequence, determine the fulfillment of the condition that the specified increment of the odometer is greater than a predetermined value, conversion ment of digital data is performed after a positive result of said execution conditions. The predefined value specified here is from 2 to 100.
В предпочтительном варианте указанное здесь заранее заданное значение находится в диапазоне от 15 до 50, деленное на радиус колеса одометра, выраженный в сантиметрах. При невыполнении указанного условия в накопитель записывают только один кадр, сформированный из усредненных значений в последовательностях значений соответствующих датчиков. In a preferred embodiment, the predefined value indicated here is in the range of 15 to 50 divided by the radius of the odometer wheel, expressed in centimeters. 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.
Указанный алгоритм проверки приращений одометрических данных позволяет исключить из алгоритма сжатия данных обработку не имеющих практического значения данных при недопустимом замедлении снаряда, записывая при этом контрольную информацию о прохождении участков с замедлением. The specified algorithm for checking odometer data increments makes it possible to exclude from the data compression algorithm the processing of data of no practical value with an unacceptable projectile deceleration, while recording control information about the passage of sections with deceleration.
В дальнейшее развитие двух вариантов реализации изобретения в процессе пропуска измеряют пройденную внутри трубопровода дистанцию с помощью двух одометров, каждый кадр включает в себя запись показаний счетчиков одометрических импульсов от каждого из одометров, в процессе 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 two embodiments of the invention, the distance traveled inside the pipeline is measured using two odometers, each frame includes recording the readings of odometer pulse counters from each of the odometers, during the digital conversion of data from the buffer, the sequence of readings of the counter of the first odometer and the sequence are read of the counter readings of the second odometer, in each sequence the difference between the last and first values in the sequence is calculated On the other hand, they compare the differences obtained, determine the sequence, the difference in which is larger than the lead odometer sequence, match the lead odometer sequence with the odometer number to which the lead odometer sequence corresponds, and digitally convert the lead odometer sequence.
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.
Предпочтительна реализация заявленного способа, при котором с периодом 3-300 с записывают текущие значения датчиков и информацию о записанных данных, информация о записанных данных включает в себя номера или наименования файлов записанных данных от датчиков профиля трубопровода, номера или наименования блоков данных, признаки индикации ошибки регистрации при записи, при обращении к внешнему устройству, сбоя функционирования внешнего устройства, максимальные и минимальные значения показаний датчиков профиля трубопровода. Preferred is the implementation of the inventive method, in which, with a period of 3-300 s, current values of sensors and information about recorded data are recorded, information about recorded data includes numbers or names of recorded data files from pipeline profile sensors, numbers or names of data blocks, signs of error indication registration during recording, when accessing an external device, the malfunction of the external device, the maximum and minimum values of the readings of the pipeline profile sensors.
Описанный алгоритм позволяет записывать данные, если обследуется трубопровод, внутренняя поверхность которого сильно парафинизирована, и измерения с помощью одометров, колеса которых проскальзывают, не отражают реальное перемещение диагностического снаряда. Значение указанного периода, большее 300 с, не позволит использовать данные для восстановления профиля парафинизированного участка трубопровода методом интерполяции из-за недостаточного для этого метода разрешения по длине трубопровода, значение периода меньше 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 data if you are examining a pipeline whose inner surface is highly paraffinized, and measurements using odometers with wheels slipping do not reflect the actual movement of the diagnostic projectile. A value of the indicated period, more than 300 s, will not allow the use of data to restore the profile of a paraffinized section of the pipeline by interpolation due to insufficient resolution for the length of the pipe for this method, a value of a period of less than 3 s will make the data conversion algorithms described above ineffective, since in this case in actual projectile deceleration, the amount of data resulting from an unconditional periodic scan will be comparable to or greater than the amount of data accumulated as a result of real ization above data transformation algorithms.
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 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 digital data storage device.
В процессе пропуска выполняют навигационные измерения и/или измерения профиля сечения трубопровода. In the process of skipping, navigation measurements and / or profile measurements of the pipeline section are performed.
Указанные навигационные измерения выполняют с помощью датчиков линейных ускорений и/или датчиков угловых скоростей. These navigation measurements are performed using linear acceleration sensors and / or angular velocity sensors.
Указанные измерения профиля сечения трубопровода выполняют с помощью множества рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода по периметру в сечении трубопровода, путем измерения изменения угла поворота каждого из рычагов. These measurements of the profile of the cross section of the pipeline are performed using many levers pressed against the inner surface of the pipeline around the perimeter in the cross section of the pipeline, by measuring the change in the angle of rotation of each of the levers.
В одном из исполнений изобретения измерения профиля сечения трубопровода выполняются с помощью датчиков, по крайней мере, одного из типов: в виде ультразвуковых, магнитных или вихретоковых датчиков. In one embodiment of the invention, measurements of the cross-sectional profile of the pipeline are carried out using sensors of at least one of the types: in the form of ultrasonic, magnetic or eddy current sensors.
В процессе цифрового преобразования данных выполняют преобразование 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 digital data conversion, the odometric sequence is converted, 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 with the corresponding indicated difference of values, the bit depth of the indicated differences, at least four times less than the bit depth of the values in the original sequence, the resulting sequence is written in the previously specified piggy bank.
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 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 recorded data with the original bit depth showed that this algorithm allows you to reduce the volume of odometric data without any loss, because taking into account the real maximum projectile speed in the pipeline, the maximum bit depth of the increments of odometer readings is more than four times less bit depths of the absolute values accumulated by the odometer pulse counter.
На фиг.1 изображен снаряд для обследования профиля трубопровода;
на фиг. 2 изображен фрагмент снаряда для обследования трубопровода с установленными на нем рычагами, чувствительными к профилю сечения трубопровода;
на фиг.3 изображена схема устройства для обследования трубопроводов;
на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая применение первого варианта заявленного способа обследования профиля трубопроводов;
на фиг. 5 изображена схема, иллюстрирующая применение первого варианта заявленного способа обследования профиля трубопроводов с алгоритмом контроля изменений показаний одометров;
на фиг. 6 изображена схема, иллюстрирующая применение второго варианта заявленного способа обследования профиля трубопроводов;
на фиг. 7 изображены записанные значения показаний одного из акселерометров;
на фиг.8 изображены записанные значения показаний одного из датчиков угловой скорости;
на фиг.9 изображены записанные значения показаний датчиков профиля сечения трубопровода, полученные в результате пропуска диагностического снаряда.Figure 1 shows a shell for examining the profile of the pipeline;
in FIG. 2 shows a fragment of a projectile for examining a pipeline with levers mounted on it, sensitive to the profile of the cross section of the pipeline;
figure 3 shows a diagram of a device for inspection of pipelines;
in FIG. 4 is a diagram illustrating the application of the first embodiment of the inventive method for examining a profile of pipelines;
in FIG. 5 is a diagram illustrating the application of the first embodiment of the claimed method for examining the profile of pipelines with an algorithm for monitoring changes in odometer readings;
in FIG. 6 is a diagram illustrating the application of a second embodiment of the inventive method for examining a pipeline profile;
in FIG. 7 shows the recorded values of the readings of one of the accelerometers;
on Fig depicted recorded values of the readings of one of the angular velocity sensors;
figure 9 shows the recorded values of the readings of the sensors of the profile of the cross section of the pipeline obtained by skipping a diagnostic projectile.
В результате выполнения работ по разработке и созданию средств внутритрубной диагностики, позволяющих повысить достоверность идентификации разрывоопасных участков магистральных трубопроводов с напряженно-деформированным состоянием, была разработана серия внутритрубных снарядов для обследования профиля трубопроводов номинальным диаметром от 10'' до 56'' и разработаны оптимальные способы выполнения измерений, обработки получаемых данных в процессе пропуска и их записи. Разработанные снаряды выдерживают давление среды до 80 атм, имеют проходимость около 75% диаметра трубопровода, работают при температурах перекачиваемой среды от -15oС до +50oС, минимальный проходимый радиус поворота около 1,5 диаметра трубопровода. В 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 work on the development and creation of in-line diagnostics, which can increase the reliability of identification of explosive sections of trunk pipelines with a stress-strain state, a series of in-tube shells were developed to examine the profile of pipelines with a nominal diameter of 10 '' to 56 '' and optimal methods for measurements, processing of received data in the process of skipping and recording them. The developed shells withstand pressure of up to 80 atm, have a throughput of about 75% of the diameter of the pipeline, operate at temperatures of the pumped medium from -15 o C to +50 o C, the minimum passable turning radius of about 1.5 of the diameter of the pipeline. The types of explosion protection “Explosion-proof enclosure”, “Intrinsically safe electrical circuit” with an average current consumption of projectile equipment of not more than 500 mA, and “Special type of explosion protection” are implemented in shells.
На фиг.1 изображен снаряд для обследования трубопроводов диаметром 48''. Корпус снаряда 1 включает в себя взрывонепроницаемые герметичные оболочки, на корпусе снаряда установлены полиуретановые манжеты 2 для центровки снаряда и его продвижения внутри трубопровода вместе с транспортируемым продуктом, два пояса рычагов 3 (фиг.1, фиг.2), чувствительных к профилю сечения трубопровода, одометры 4 (фиг.1, фиг.3) для измерения длины пройденного внутри трубопровода пути, низкочастотный электромагнитный маркерный приемопередатчик 5 для уточнения положения снаряда внутри трубопровода. Угол поворота рычагов 3 измеряют с помощью датчиков угла поворота 7 (фиг.2, фиг.3) на основе датчиков Холла в поле постоянных магнитов, в качестве источника питания используются устанавливаемые в оболочках аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов емкостью до 300 А•ч. Позиция 8 на фиг.2 показывает направление движения снаряда внутри трубопровода. Figure 1 shows a projectile for inspection of pipelines with a diameter of 48 ``. The shell of the
В оболочках 6 (фиг.2) установлены электронные средства: датчики навигации 12 (фиг.3) (акселерометры и датчики угловой скорости), аналого-цифровые преобразователи 14, 15, 16, средства цифровой обработки 17 оцифрованных данных, буфер ОЗУ 18, накопитель цифровых данных 19 в виде одного или нескольких флэш-дисков типа PQI. Датчики профиля сечения трубопровода 7 (фиг.3) (датчики угла поворота рычагов 3) подключены к АЦП 14, датчики навигации 12 подключены к АЦП 15, одометры 4 подключены к АЦП 16. Процессом измерений и цифровой обработкой данных управляет бортовой компьютер, включающий в себя средства цифровой обработки 17 и накопители 19 и выполненный на основе процессора типа MOPS фирмы JumpTec с интегрированной памятью прямого доступа RAM объемом 64 Мбайт, в которой в процессе работы снаряда организуется буфер ОЗУ 18. АЦП 14, 15 выполнены в виде 16-разрядных АЦП RealTime Device, АЦП 16 - в виде формирователя последовательности прямоугольных сигналов из последовательности аналоговых сигналов. Входы управления АЦП и выходы данных АЦП подключены к средствам цифровой обработки данных 17. In the shells 6 (FIG. 2), electronic means are installed: navigation sensors 12 (FIG. 3) (accelerometers and angular velocity sensors), analog-to-
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
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 датчиков угла поворота, акселерометров, датчиков угловых скоростей, одометров и других датчиков. Оцифрованные данные проходят цифровую обработку и записываются во флэш-диски. По завершении контроля заданного участка трубопровода снаряд извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер, предназначенный для обработки накопленных данных и их интерпретации. The projectile is placed in the pipeline and includes pumping the product (oil, gas, oil) through the pipeline. When a projectile moves through a pipeline with a frequency controlled by an on-board computer, readings are made from angle sensors, accelerometers, angular velocity sensors, odometers, and other sensors. The digitized data is digitally processed and written to flash drives. Upon completion of control of a given section of the pipeline, the projectile 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 профиль сечения трубопровода, 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 profile of the cross section of the pipeline, 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 наилучшем исполнении заявленный способ реализуется следующим образом: в буфере ОЗУ 18 (фиг.3) накапливают исходный блок данных 40 (фиг.4), содержащий m кадров. In the best execution, the claimed method is implemented as follows: in the buffer of RAM 18 (Fig.3) accumulate the original data block 40 (Fig.4) containing m frames.
Блок данных 40 в зависимости от скорости снаряда может формироваться из всех измеренных кадров данных или формироваться путем прореживания кадров данных: так что в блок данных 40 записывается каждый 5-20 кадр измеренных данных.
Каждый кадр содержит абсолютный номер кадра (сплошная нумерация ведется с момента запуска снаряда до окончания пропуска) и L оцифрованных значений датчиков (в частности, акселерометров и/или датчиков угловых скоростей). В процессе преобразования сжатия 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.Each frame contains an 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 sensors (in particular, accelerometers and / or angular velocity sensors). In the process of converting
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 (начиная со второго значения (k=2) в последовательности) приращения значения по сравнению с указанным средним значением Ucp i.: ΔUcp.i,k(16)=Ui,k(16)-Ucpi(16), k=2, 3,...,m.For the
calculating 45 the average value in sequence 42:
calculating 46 (starting from the second value (k = 2) in the sequence) the increment of the value compared to the specified average value of U cp i. : ΔU cp.i, k (16) = U i, k (16) -U cpi (16), k = 2, 3, ..., 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. Condition 48 is checked: the maximum value of 44 is less than the maximum value of 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 condition 48 is fulfilled,
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).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).
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 53. 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=2, 3,...,m, путем считывания первых n бит каждого из приращений и записи в виде значения новой последовательности с разрядностью n каждого значения.If condition 48 is not fulfilled (the opposite condition is fulfilled), 51 each of the values of the specified sequence of increments ΔU cp.i, k (16) -> ΔU cp.i, k (n), k = 2, 3, ... are bitwise copied , m, by reading the first n bits of each of the increments and writing in the form of the value of a new sequence with bit capacity n of each value.
Формируют новую последовательность значений 52, в которой первое значение (16-разрядное) заменяется на среднее значение в каждой исходной последовательности, а значения последовательности, начиная со второго, заменяются на соответствующие n-битные значения приращений: Ucp. i(16), ΔUcp.i,2(n), ΔUcp.i,3(n),...,ΔUcp.i,m(n).A new sequence of
Полученную последовательность записывают в преобразованный блок данных 53. 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. 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 16-разрядные значения: Ucp.1(16), Ucp.2(16), Ucp.3(16),...,Ucр.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= 2, 3, ....m) либо ΔUcp.1,k(n), ΔUcp.2,k(n), ΔUcp.3,k(n), . . . , ΔUcp.L,k(n) (k=2, 3,...,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 = 2, 3, .... m) or ΔU cp.1, k (n), ΔU cp.2, k (n), ΔU cp.3, k (n ),. . . , ΔU cp.L, k (n) (k = 2, 3, ..., m) instead of the 16-bit values of the original data block.
В наилучшем исполнении (фиг. 5) каждый кадр включает в себя показание одометра ОДОk, k=1, 2, 3,...,m. В процессе цифрового преобразования данных из исходного блока данных 40 считывают показания одометра 55 из первого и последнего кадров блока данных: ОДO1 и ОДОm, вычисляют разность 56: ΔОДО= ОДОm-ОДО1.In the best performance (Fig. 5), each frame includes an odometer reading of the ODO k , k = 1, 2, 3, ..., m. In the process of digital data conversion from the
Далее выполняют проверку условия 57: ΔОДО>Q, где Q составляет значение от 2 до 100 и, как правило, равно тридцати, деленному на радиус колеса одометра в сантиметрах. Then, condition 57 is checked: ΔODO> 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 выполняются 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 Ui,1(16), Ui,2(16),...,Ui,m(16), вычисление 60 среднего значения для каждой такой последовательности 59, формирование блока данных 61, состоящего из одного кадра, включающего усредненные значения последовательностей соответствующих датчиков.If condition 57 is not fulfilled, a sequence of transformations 58 is performed, which includes: reading a sequence of 59 values for each sensor U i, 1 (16), U i, 2 (16), ..., U i, m (16), calculating 60 of the average value for each
В наилучшем исполнении второй вариант изобретения реализуется при цифровом преобразовании данных от датчиков профиля сечения трубопровода: в буфере ОЗУ 38 (фиг. 3) накапливают исходный блок данных 40 (фиг.6), содержащий m кадров данных от датчиков угла поворота рычагов, накопленных за время изменения показаний одометра на 0,2-10 см в зависимости от требований к точности выполнения измерений в данном диагностическом пропуске снаряда. Показания датчиков выделяют в виде последовательностей 61 (фиг.6) показаний каждого датчика профиля трубопровода, в выделенной последовательности определяют минимальное и максимальное значение 62 (фиг.6) в последовательности и записывают указанные значения в преобразованный блок данных 63. Накопленный таким образом блок данных записывают в накопитель цифровых данных либо предварительно выполняют преобразование сжатия 41 (фиг.4, фиг.6) данных блока 63 по алгоритму, соответствующему первому варианту изобретения, отображенному на фиг. 4, фиг.5, и уже преобразованный таким образом блок данных 53 записывают в накопитель цифровых данных. In the best embodiment, the second embodiment of the invention is realized by digitally converting data from sensors of the cross-sectional profile of the pipeline: in the RAM buffer 38 (Fig. 3), the initial data block 40 (Fig. 6) is accumulated, containing m data frames from the angle sensors of the levers accumulated over time changes in the odometer reading by 0.2-10 cm, depending on the requirements for the accuracy of measurements in this diagnostic pass of the projectile. The readings of the sensors are allocated in the form of sequences 61 (Fig. 6) of the readings of each sensor of the pipeline profile, in the selected sequence, the minimum and maximum values of 62 (Fig. 6) are determined in the sequence and the indicated values are written to the converted
Датчики для измерений угла поворота рычагов и навигационных измерений опрашивают с частотой около 1 кГц, средняя частота записи соответствующих значений в накопитель цифровых данных составляет 125 Гц. Sensors for measuring the angle of rotation of the levers and navigation measurements are interrogated with a frequency of about 1 kHz, the average frequency of recording the corresponding values in the digital data storage device is 125 Hz.
Число кадров в блоке данных составляет 1024. Для трубопровода с типоразмером 48'' пройденную внутри трубопровода дистанцию измеряют с помощью двух одометров с радиусом измерительного колеса каждого одометра 5 см, каждый кадр включает в себя запись показаний счетчиков одометрических импульсов от каждого из одометров, в процессе 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. The number of frames in the data block is 1024. For a pipeline with a frame size of 48 ″, the distance traveled inside the pipeline is measured using two odometers with a measuring wheel radius of each odometer of 5 cm, each frame includes recording the readings of odometer impulse counters from each of the odometers, in the process digital conversion of data from the buffer read the sequence of readings of the counter of the first odometer and the sequence of readings of the counter of the second odometer, in each sequence calculate the difference between the last and the first value in the sequence, comparing the difference obtained, determine the sequence in which the difference value is greater as the sequence leading odometer, put in line sequence driving odometer odometer number, which corresponds to the sequence leading odometer perform digital conversion sequence leading odometer.
При преобразовании последовательности ведущего одометра определяют выполнение условия, состоящего в том, что указанное приращение показаний одометра больше 10, преобразование цифровых данных выполняют после получения положительного результата выполнения указанного условия. When converting the sequence of the leading odometer, the fulfillment of the condition is determined, which is that the indicated increment of the odometer reading is greater than 10, the conversion of digital data is performed after receiving a positive result of the fulfillment of the specified condition.
С периодичностью 100 с записывают текущие значения от датчиков профиля и одометров, информацию о записанных данных, которая включает в себя номера или наименования файлов записанных данных по профилю трубопровода, номера или наименования блоков, признаки индикации ошибки регистрации при записи, при обращении к внешнему устройству, сбоя функционирования внешнего устройства, максимальные и минимальные значения показаний датчиков профиля. With a frequency of 100 s, the current values from the profile sensors and odometers are recorded, information about the recorded data, which includes the numbers or names of the recorded data files according to the pipeline profile, the number or names of the blocks, signs of an indication of registration errors during recording, when accessing an external device, failure of the external device, the maximum and minimum values of the profile 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 (фиг.3) в виде последовательности маркерных значений, в процессе цифрового преобразования данных выполняют считывание первого бита каждого маркерного значения и формируют последовательность полученных одноразрядных маркерных значений. In the process of skipping register signals from sources of marker signals installed outside the pipeline, using sensors of marker signals, these signals are digitized and recorded in a frame in random access memory 8 (Fig.3) in the form of a sequence of marker values, in the process of digital data conversion, read the first bit of each marker value and form a sequence of received single-bit marker values.
В процессе пропуска измеряют данные, отражающие пространственное положение трубопровода, а также пройденную внутри трубопровода дистанцию, линейную скорость снаряда внутри трубопровода. In the process of skipping, data is measured that reflects the spatial position of the pipeline, as well as the distance traveled inside the pipeline, and the linear velocity of the projectile inside the pipeline.
На фиг. 7 и фиг.8 изображены характерные записанные значения показаний одного из акселерометров и одного из датчиков угловой скорости соответственно, полученные в процессе обследования магистрального трубопровода. Значение U - измеряемые напряжения на выходах датчиков. Расстояние между записанными значениями на временной оси t составляет 8 мс. In FIG. 7 and 8 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 pipeline. The value of U is the measured voltage at the outputs of the sensors. The distance between the recorded values on the time axis t is 8 ms.
На фиг. 9 изображены характерные записанные значения показаний датчиков угла поворота рычагов 3. Длина пройденного пути L на оси абсцисс выражена в метрах; угол Fi, отсчитываемый вокруг главной оси трубопровода, выражен в градусах, dD - линейное отклонение каждого из 32 рычагов, установленных на снаряде с типоразмером 48'', в плоскости сечения трубопровода в масштабе 10 см на одно деление оси ординат. In FIG. 9 shows the characteristic recorded values of the sensors of the angle of rotation of the
Проводимые работы по обследованию магистральных трубопроводов с использованием заявленного изобретения в предпочтительном исполнении показали, что объем, занимаемый записанными данными профилеметрии в результате их преобразования, удается уменьшить более чем в восемь раз. Ongoing work on the inspection of trunk pipelines using the claimed invention in a preferred embodiment showed that the volume occupied by the recorded profilometry data as a result of their conversion can be reduced by more than eight times.
Claims (30)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124627A RU2200301C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124627A RU2200301C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2200301C1 true RU2200301C1 (en) | 2003-03-10 |
Family
ID=20253018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001124627A RU2200301C1 (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2200301C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552543C2 (en) * | 2010-06-03 | 2015-06-10 | Ви Энд Эм Франс | Method and auxiliary device for production control of pipe passability |
| RU2693039C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-07-01 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Calibration device |
| RU2772550C1 (en) * | 2021-07-12 | 2022-05-23 | Дмитрий Юрьевич Глинкин | Multi-channel measuring system for measuring the geometric profile of the pipeline |
-
2001
- 2001-09-06 RU RU2001124627A patent/RU2200301C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552543C2 (en) * | 2010-06-03 | 2015-06-10 | Ви Энд Эм Франс | Method and auxiliary device for production control of pipe passability |
| RU2693039C1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-07-01 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Calibration device |
| RU2772550C1 (en) * | 2021-07-12 | 2022-05-23 | Дмитрий Юрьевич Глинкин | Multi-channel measuring system for measuring the geometric profile of the pipeline |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2182331C1 (en) | Method of intrapipe ultrasonic testing | |
| RU2188413C1 (en) | Device for intrapipe ultrasonic thickness gauging | |
| EP0051912A1 (en) | Apparatus for monitoring the topography of the internal surface of a pipe | |
| US6772637B2 (en) | Method for in-tube flaw detection | |
| EP0644398B1 (en) | Measurement of internal tube dimensions within a wellbore | |
| CN1038696A (en) | Turbine blade fatigue monitor | |
| JP2013519882A (en) | Displacement measurement system and method using magnetic encoding | |
| RU2111453C1 (en) | Multi-purpose diagnostic tool-flaw detector for checking pipeline for conditions | |
| RU2200301C1 (en) | Procedure investigating profile of pipe-line ( variants ) | |
| RU2157514C1 (en) | Process and gear for technical diagnostics of cross-country pipe-line | |
| JP3188812B2 (en) | Equipment diagnosis system | |
| RU2183011C1 (en) | Method of navigational survey of pipe lines (versions) | |
| RU2205396C1 (en) | Process of intrapipe inspection of pipe-lines with dynamic scanning mode | |
| RU2201590C1 (en) | Gear with dynamic scanning mode for intrapipe control over pipe-lines | |
| WO2021194394A1 (en) | Device for diagnosing pipelines using method of magnetic metal memory (mmm) | |
| CN110553156B (en) | Pipeline ultrasonic guided wave compression sensing health monitoring method | |
| RU12734U1 (en) | DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF PIPELINES | |
| US20230167936A1 (en) | Pig with scale detection sensors | |
| JPS5876714A (en) | Detector for form of inside wall of pipe | |
| RU22825U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) | |
| RU13577U1 (en) | DEVICE FOR EXPLOSIVE SAFETY CONTROL OF OIL AND GAS PIPELINES (OPTIONS) | |
| RU2164661C1 (en) | Intertubular multi-channel profilometer | |
| RU2739279C1 (en) | Universal flaw detector for control of technical state of walls of sleeves | |
| RU205418U1 (en) | DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF PIPELINES BY METAL MAGNETIC MEMORY (MMM) | |
| RU13506U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATED DIAGNOSTICS OF MAIN PIPELINES (OPTIONS) |
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: 20160907 |