RU2210020C1 - Устройство для индикации положения внутритрубных объектов - Google Patents
Устройство для индикации положения внутритрубных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2210020C1 RU2210020C1 RU2002113820A RU2002113820A RU2210020C1 RU 2210020 C1 RU2210020 C1 RU 2210020C1 RU 2002113820 A RU2002113820 A RU 2002113820A RU 2002113820 A RU2002113820 A RU 2002113820A RU 2210020 C1 RU2210020 C1 RU 2210020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specified
- inductive coil
- flange
- paragraph
- length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к трубопроводным системам. Устройство, закрепляемое на внутритрубном объекте, включает в себя корпус, подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и цилиндрическую индуктивную катушку с сердечником, подключенную к выходам указанного генератора. Корпус включает в себя стальной фланец для закрепления устройства на внутритрубном объекте. В устройстве имеется ферромагнитный стержень длиной не менее 0,3 протяженности индуктивной катушки, образующий разъемное соединение с фланцем и настраиваемый зазор с сердечником индуктивной катушки. Применение устройства позволяет повысить эффективность обнаружения внутритрубных объектов и длительность работы передатчика без замены батарей питания при работе на магистральных нефтегазопродуктопроводах. 15 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к вспомогательным устройствам для трубопроводных систем, а именно к системам индикации положения устройств типа "крот" внутри трубопроводов, внутритрубных инспекционных снарядов, а также скребков и разделителей, перемещающихся внутри трубопроводов, главным образом, внутри магистральных нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов, путем излучения низкочастотного электромагнитного поля внутри трубопровода и регистрации электромагнитного поля с противоположной стороны относительно стенки трубопровода.
Известно устройство для индикации местоположения объекта в трубопроводе (а. с. СССР SU 1691658, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 15.11.91; а.с. СССР SU 1760234, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 07.09.92; а.с. СССР SU 1767282, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 07.10.92), содержащее источник постоянного тока и источник переменного магнитного поля, состоящий из кольцевой магнитной системы с наружным магнитопроводом и с секторообразными постоянными магнитами чередующейся полярности, в зазоре которой расположена электрообмотка.
Известен также сигнализатор положения движущегося в трубопроводе объекта (а. с. СССР SU 1214985, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 28.02.86), содержащий постоянный магнит, микроэлектродвигатель его вращения, источник питания, пускатель, последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, измеритель средней частоты вращения магнитов и блок управления, включенные в цепь питания микроэлектродвигателя, при этом выход блока управления соединен с микроэлектродвигателем и пускателем.
Известно также устройство для контроля положения и управления оборудованием внутри трубопровода (патент США US 5651638, МПК F 16 L 1/00, дата публикации 29.07.97), содержащее установленные на перемещающемся внутри трубопровода объекте передающие и приемные магнитные антенны, включающие токовые обмотки и магнитопровод, антенны подключены к приемопередатчику.
Известно также устройство для контроля положения объекта внутри трубопровода (международная заявка WO 00/65271, MПK F 16 L 55/48, дата публикации 02.11.00, патент-аналог: US 6092406), содержащее устанавливаемый вне трубопровода вблизи его стенки передатчик электромагнитных волн низкой частоты и устанавливаемый на контролируемом объекте, перемещающемся внутри трубопровода, низкочастотный приемник. Низкочастотный передатчик включает в себя магнитную антенну с токовой обмоткой и формирователь низкочастотных электромагнитных колебаний.
Известно устройство (прототип) для индикации положения внутритрубных объектов (передатчик), закрепляемое на внутритрубном объекте (а.с. СССР SU 87278, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 07.01.83), которое включает в себя корпус, подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и индуктивную катушку, подключенную к выходам указанного генератора, корпус включает в себя элемент закрепления устройства на внутритрубном объекте.
Генератор выполнен в виде каркаса из немагнитного материала, внутри которого между двумя пружинами установлен стержень постоянного магнита, полюса которого расположены вдоль оси каркаса и размещенный на каркасе электрообмотки, соединенной через последовательно включенные электронный усилитель сигналов и одновибратор-переключатель режима работы с входом генератора переменного тока.
Основным недостатком указанных устройств является то, что установка передатчика на ферромагнитных элементах внутритрубных объектов, характерные размеры которых сравнимы с протяженностью индуктивной катушки, приводит к смещению резонансной частоты контура, образуемого индуктивной катушкой из-за влияния указанных ферромагнитных элементов, что приводит к снижению добротности контура и уменьшению излучаемой мощности.
Заявленное устройство для индикации положения внутритрубных объектов, закрепляемое на внутритрубном объекте, также включает в себя корпус, подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и индуктивную катушку, подключенную к выходам указанного генератора, корпус включает в себя элемент закрепления устройства на внутритрубном объекте.
В отличие от прототипа заявленное устройство включает в себя также протяженный элемент, образующий разъемное соединение с указанным элементом закрепления устройства на внутритрубном объекте, протяженный элемент и элемент закрепления устройства выполнены из ферромагнитного материала, длина указанного протяженного элемента составляет не менее 0,3 протяженности индуктивной катушки, указанный протяженный элемент образует настраиваемый зазор с индуктивной катушкой.
Основной технический результат, достигаемый в результате реализации заявленного изобретения - повышение эффективности обнаружения внутритрубных объектов и длительности работы передатчика без замены батарей питания при работе на трубопроводах, транспортирующих продукты, образующие взрывоопасные смеси. Механизм достижения указанного технического результата состоит в том, что указанный протяженный элемент из ферромагнитного материала позволяет, регулируя зазор между ним и катушкой, настраивать на резонанс передатчик во взрывобезопасном исполнении с учетом конструктивных ферромагнитных элементов корпуса передатчика и объекта, на котором устанавливается заявленное устройство (передатчик), исключая при этом настройки элементов электроники, например подстроечных конденсаторов, открытый доступ к которым недопустим во взрывоопасных зонах использования заявленного устройства.
В развитии заявленного изобретения индуктивная катушка включает в себя сердечник, располагаемый внутри индуктивной катушки, длина указанного ранее протяженного элемента составляет не менее 0,3 длины сердечника.
Индуктивная катушка имеет цилиндрическую форму, протяженный элемент выполнен в виде стержня, диаметр стержня составляет не менее половины толщины сердечника.
Индуктивная катушка и указанный ранее протяженный элемент имеют формы с осевой симметрией и установлены соосно между собой. Индуктивная катушка имеет цилиндрическую форму, протяженный элемент выполнен в виде стержня, диаметр стержня составляет не менее 0,05 его длины.
Величина указанного ранее зазора не более 1% от протяженности указанной индуктивной катушки и/или не более 2% от длины указанного ранее протяженного элемента. В предпочтительном исполнении на указанном ранее протяженном элементе установлено средство, блокирующее передвижение элемента относительно фланца.
Элемент закрепления устройства выполнен в виде ферромагнитного фланца, индуктивная катушка жестко закреплена на фланце, указанный ранее протяженный элемент закреплен в указанном фланце. В одном из предпочтительных исполнений индуктивная катушка образует настраиваемый зазор с фланцем, на фланце установлены средства настройки зазора между индуктивной катушкой и фланцем и/или между индуктивной катушкой и указанным ранее протяженным элементом, средства настройки выполнены в виде множества упорных и прижимающих шпилеобразных резьбовых элементов, упорные элементы упираются в корпус индуктивной катушки, прижимающие элементы вворачиваются в корпус индуктивной катушки.
На указанном фланце установлено средство, блокирующее передвижение элемента относительно фланца. Блокирующее средство выполнено в виде шпилеобразных резьбовых элементов, устанавливаемых во фланце с упором в указанный протяженный элемент под углом от 30 до 65o к оси указанного протяженного элемента.
Корпус включает в себя колпак, установленный на указанном ранее фланце, индуктивная катушка установлена в полости указанного колпака. Колпак образует герметичное соединение с указанным фланцем. Указанный ранее генератор установлен в полости указанного колпака, указанная полость заполнена компаундом. Колпак выполнен из полимерного материала, внешняя или внутренняя поверхность колпака металлизирована и/или колпак выполнен из графитонаполненного полимерного материала.
Реализация указанных признаков наиболее целесообразна для использования обнаружителя в зонах ЛЭП и вблизи промышленных установок с преобразователями высокого напряжения, электромеханическими устройствами и/или систем с большим потребляемым током, где велико отношение шума к сигналу из-за наводок.
В указанном ранее фланце выполнены, по крайней мере, два сквозных отверстия так, что указанные отверстия выходят в полость указанного ранее колпака, что позволяет заполнять полость компаундом и повысить, тем самым, взрывозащищенность передатчика.
На фиг. 1 изображена схема, иллюстрирующая применение заявленного устройства для обнаружения и индикации (регистрации) прохождения внутритрубного снаряда;
на фиг. 2 и 3 изображено заявленное устройство в двух вариантах исполнения блокирующих элементов;
на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая работу генератора электромагнитных колебаний заявленного устройства.
на фиг. 2 и 3 изображено заявленное устройство в двух вариантах исполнения блокирующих элементов;
на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая работу генератора электромагнитных колебаний заявленного устройства.
В предпочтительном исполнении заявленное устройство для индикации положения внутритрубных объектов фиг.1 закрепляется на внутритрубном объекте 2 (снаряде), пропускаемом внутри трубопровода 3, находящегося под слоем грунта 4, и включает в себя корпус. В крышке 5 корпуса установлены элементы питания, в другой крышке (колпаке) 7 корпуса установлена индуктивная катушка и низкочастотный генератор электромагнитных колебаний, корпус включает в себя фланец 6 для закрепления устройства на снаряде. Излучаемые заявленным устройством электромагнитные колебания 8 регистрируются с помощью приемника (регистратора) 1.
Стальной стержень 21 фиг.2, 3 образует разъемное соединение со стальным фланцем 6, длина стержня около 100 мм и приблизительно равна длине катушки 23 (и сердечника 22 цилиндрической катушки индуктивности 23), пластинчатый сердечник 22 установлен в катушке индуктивности 23 симметрично по ее оси. Стержень 21 образует настраиваемый зазор 24 с сердечником 22 и с индуктивной катушкой 23. Диаметр стержня 21 около 20 мм приблизительно равен характерной толщине сердечника 22. Величина зазора 24 регулируется в диапазоне от 0 до 1 мм.
В исполнении заявленного устройства фиг.3 средство, блокирующее передвижение стержня 21 относительно фланца 6, выполнено в виде двух шпилеобразных резьбовых элементов 33, вворачиваемых в резьбовые отверстия в элементе 32 фланца 6. Угол между осью резьбового отверстия под шпильку и осью стержня составляет около 50o.
Индуктивная катушка 23 жестко соединена с фланцем 6, в исполнении заявленного устройства фиг.2 стержень 21 закреплен во фланце 6. Индуктивная катушка образует настраиваемый зазор 25 с фланцем 6, средства настройки зазора между индуктивной катушкой 23 и фланцем 6 (и стержнем 21) выполнены в виде трех упорных шпилек 26 и трех прижимающих болтов 27, упорные шпильки 26 упираются в корпус индуктивной катушки, прижимающие болты вворачиваются в корпус 28 индуктивной катушки 23.
Корпус заявленного устройства включает в себя колпак 7, установленный на фланце 6, индуктивная катушка 23 установлена в полости колпака 7. Колпак 7 образует герметичное соединение с фланцем 6. Указанный ранее генератор низкочастотных колебаний установлен в полости колпака 7, указанная полость частично или полностью заполнена компаундом. Колпак выполнен из полимерного материала, внешняя поверхность которого металлизирована. Во фланце 6 выполнены два сквозных отверстия, выходящие в полость колпака 7.
Генератор низкочастотных колебаний включает в себя конденсаторы 13, 15, ключи К1, К2, К3, К4, К5, источник питания 11, приемно-усилительный тракт 14. Катушка индуктивности 23 и конденсатор 13 образуют последовательный контур. Свободный выход катушки 23 подключен через ключ К1 к одному выходу источника 11, через ключ КЗ - ко второму выходу источника 11. Свободный выход конденсатора 13 через ключ К2 подключен к первому выходу источника 11, через ключ К4 - ко второму выходу источника 11. Выход катушки 23, подключенный к выходу конденсатора 13, через ключ К5 и конденсатор 15 подключен к входу приемно-усилительного тракта 14.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Фиг. 1 иллюстрирует применение заявленного устройства для обнаружения и регистрации прохождения внутритрубного снаряда 2 внутри уложенного трубопровода 3 под слоем грунта 4. Передатчик, элементы которого обозначены позициями 5, 6, 7, является источником низкочастотного электромагнитного поля, которое регистрируется на поверхности земли приемником (обнаружителем) 1.
Перед запуском снаряда в трубопровод у собранного передатчика снимают крышку 5, обеспечивая доступ к стержню 21 и блокирующим элементам 26, 27 или 33. Включают передатчик, с помощью приемника 1 определяют интенсивность излучаемых сигналов, регулируют зазор 24. Критерием выбора величины зазора 24 является максимум интенсивности излучения электромагнитных колебаний в случае установки передатчика на элементы внутритрубного снаряда, не оказывающих значительного влияния на общую индуктивность колебательного контура, образуемого катушкой 23 и конденсатором 13. В противном случае зазор устанавливают больше дающего максимальную интенсивность (в состоянии, когда передатчик не установлен на снаряде) с учетом увеличения индуктивности после установки передатчика на внутритрубный снаряд. Закрывают крышку 5 передатчика и устанавливают его на снаряд 2 с помощью болтов, закрепляющих передатчик на фланцевой части снаряда 2. Внутритрубный снаряд с включенным передатчиком пропускают внутри трубопровода. Бригады сопровождения снаряда прибывают на заранее помеченные пункты по трассе трубопровода, включают оборудование для приема низкочастотных сигналов 8 и регистрируют время прохождения снаряда или при получении сигналов от заявленного устройства включают наземный передатчик электромагнитных сигналов, которые принимаются приемно-усилительным трактом 14 и записываются в память. Прием сигналов заявленным устройством осуществляется благодаря периодическому переключению режима работы устройства с излучением электромагнитных колебаний в режим работы без излучения электромагнитных колебаний с приемом внешних электромагнитных колебаний трактом 14. Переключение осуществляют с помощью ключей К1, К2, К3, К4, К5. В режиме излучения колебаний ключ К5 разомкнут, ключи К1, К2, К3, К4 образуют пары К1-К4 и К2-К3. В отрезок времени, когда пара ключей К1-К4 замкнуты, ключи К2 и К3 разомкнуты. Когда пара ключей К2-К3 замыкает цепь, ключи К1 и К4 разомкнуты. Замыкание и размыкание ключей осуществляют синхронно с периодом резонансных колебаний в контуре 45,5 мс. Переключение в режим приема внешних электромагнитных колебаний осуществляют путем замыкания ключа К3 и ключа К5 с размыканием ключей К1, К2, К4.
Claims (16)
1. Устройство для индикации положения внутритрубных объектов, закрепляемое на внутритрубном объекте, включающее в себя корпус, подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и индуктивную катушку, подключенную к выходам указанного генератора, корпус включает в себя элемент закрепления устройства на внутритрубном объекте, отличающееся тем, что устройство включает в себя также протяженный элемент, образующий разъемное соединение с указанным элементом закрепления устройства на внутритрубном объекте, протяженный элемент и элемент закрепления устройства выполнены из ферромагнитного материала, длина указанного протяженного элемента составляет не менее 0,3 протяженности индуктивной катушки, указанный протяженный элемент образует настраиваемый зазор с индуктивной катушкой.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктивная катушка включает в себя сердечник, располагаемый внутри индуктивной катушки, длина указанного в п. 1 протяженного элемента составляет не менее 0,3 длины сердечника.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что индуктивная катушка имеет цилиндрическую форму, протяженный элемент выполнен в виде стержня, диаметр стержня составляет не менее половины толщины сердечника.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктивная катушка и указанный в п. 1 протяженный элемент имеют формы с осевой симметрией и установлены соосно между собой.
5. Устройство по п. 2 или 4, отличающееся тем, что индуктивная катушка имеет цилиндрическую форму, протяженный элемент выполнен в виде стержня, диаметр стержня составляет не менее 0,05 его длины.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина указанного в п. 1 зазора не более 1% от протяженности указанной индуктивной катушки.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина указанного в п. 1 зазора не более 2% от длины указанного в п. 1 протяженного элемента.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент закрепления устройства выполнен в виде ферромагнитного фланца, индуктивная катушка жестко закреплена на фланце, указанный в п. 1 протяженный элемент закреплен в указанном фланце.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что индуктивная катушка образует настраиваемый зазор с фланцем, на фланце установлены средства настройки зазора между индуктивной катушкой и фланцем и/или между индуктивной катушкой и указанным в п. 1 протяженным элементом, средства настройки выполнены в виде множества упорных и прижимающих шпилеобразных резьбовых элементов, упорные элементы упираются в корпус индуктивной катушки, прижимающие элементы вворачиваются в корпус индуктивной катушки.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на указанном в п. 1 протяженном элементе установлено средство, блокирующее передвижение элемента относительно фланца.
11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что на указанном в п. 8 фланце установлено средство, блокирующее передвижение элемента относительно фланца, блокирующее средство выполнено в виде шпилеобразных резьбовых элементов, устанавливаемых во фланце с упором в указанный протяженный элемент под углом 30 до 65o к оси указанного протяженного элемента.
12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что корпус включает в себя колпак, установленный на указанном в п. 8 фланце, индуктивная катушка установлена в полости указанного колпака.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что колпак образует герметичное соединение с указанным в п. 8 фланцем.
14. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что указанный в п. 1 генератор установлен в полости указанного в п. 12 колпака, указанная полость заполнена компаундом.
15. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что указанный в п. 12 колпак выполнен из полимерного материала, внешняя или внутренняя поверхность колпака металлизирована.
16. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что указанный в п. 12 колпак выполнен из графитонаполненного полимерного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113820A RU2210020C1 (ru) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | Устройство для индикации положения внутритрубных объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113820A RU2210020C1 (ru) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | Устройство для индикации положения внутритрубных объектов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2210020C1 true RU2210020C1 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=29246671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113820A RU2210020C1 (ru) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | Устройство для индикации положения внутритрубных объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2210020C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462652C2 (ru) * | 2007-05-11 | 2012-09-27 | ТиДиДабл-Ю ДЕЛАВЭР, ИНК. | Усовершенствованный индикатор трубопроводного скребка с регулируемой установкой |
RU199355U1 (ru) * | 2019-12-26 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Портативный сигнализатор прохождения внутритрубного устройства |
-
2002
- 2002-05-29 RU RU2002113820A patent/RU2210020C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462652C2 (ru) * | 2007-05-11 | 2012-09-27 | ТиДиДабл-Ю ДЕЛАВЭР, ИНК. | Усовершенствованный индикатор трубопроводного скребка с регулируемой установкой |
RU199355U1 (ru) * | 2019-12-26 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Портативный сигнализатор прохождения внутритрубного устройства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2493706B1 (en) | Method for generating electric energy in a tyre | |
US20090179769A1 (en) | Wireless reomote control systems | |
JP2010539821A (ja) | ワイヤレス電力磁気共振器から生じた電力を最大にすること | |
RU162586U1 (ru) | Автономный индуктивный датчик вибраций | |
US4044299A (en) | Concealed structure locating and surveying translator apparatus | |
WO2010063028A1 (en) | Magnetic sensor for determining wear | |
RU2210020C1 (ru) | Устройство для индикации положения внутритрубных объектов | |
JP2005057820A (ja) | 音及び振動エネルギーの利用方法、音及び振動エネルギーを利用した発電装置、吸音装置及び音響・振動源の探査装置 | |
JP2001218751A5 (ru) | ||
US6657433B1 (en) | Portable NMR measurement device | |
US7808231B2 (en) | Sensor according to the runtime principle with a detector unit for mechanical-elastic waves | |
US2429094A (en) | Apparatus for measuring mechanical vibrations | |
RU2302016C1 (ru) | Способ возбуждения сейсмических волн и устройство для его осуществления | |
RU2184384C1 (ru) | Способ генерирования и приема гравитационных волн и устройство для его реализации (варианты) | |
RU144066U1 (ru) | Передатчик электромагнитных волн для определения положения внутритрубных объектов | |
US2561368A (en) | Electromagnetic underwater sound projector and receiver | |
KR20090025960A (ko) | 무선 전력 수신 장치 및 송수신 시스템 | |
RU2206815C1 (ru) | Устройство для индикации положения внутритрубных объектов и способ его применения (варианты) | |
RU2359397C1 (ru) | Магнитопараметрический генератор | |
RU2216686C1 (ru) | Способ обмена данными и управления внутритрубными объектами | |
RU27186U1 (ru) | Устройство для управления и связи с внутритрубными объектами (варианты) | |
Barani et al. | A phase modulation scheme for super-low frequency handheld mechanical antennas | |
CN109313279B (zh) | 具有增强的频率稳定性和信号强度的磁致机械标记物 | |
Fawole et al. | Electromechanically-modulated permanent magnet antennas for wireless communication | |
RU2215932C1 (ru) | Способ и устройство для маркирования и управления внутритрубными объектами |
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: 20160530 |