UA125071C2 - Способи та системи вимірювання і контролю трубних виробів - Google Patents

Abstract

Розкриті способи та системи для ефективного і точного контролю трубних виробів. Отримані вимірювання внутрішнього та зовнішнього діаметрів трубного виробу по всій довжині із застосуванням лазерних або інших світлових вимірювальних систем. Можна визначити дискретні секції трубного виробу. Для кожної секції отримані щонайменше одне вимірювання зовнішнього діаметра зовнішньої поверхні дискретної секції і щонайменше одне вимірювання внутрішнього діаметра внутрішньої поверхні дискретної секції. Крім того, отримана координата геометричного центра для кожної дискретної секції трубного виробу. Записані вимірювання, які визначають зовнішню поверхню, внутрішню поверхню та геометричний центр у зв'язку із поздовжнім положенням кожної дискретної секції.

Description

Перехресні посилання на споріднені заявки

І0001| Ця заявка претендує на перевагу Попередньої заявки США Мо 62/361,190, яка називається "СПОСОБИ ТА СИСТЕМИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРУ ТРУБНИХ ВИРОБІВ", поданої 12 липня 2016 року, зміст якої тим самим включений до даного документа шляхом посилання у всій його повноті.

Рівень техніки

І0002| Повна довжина і вимірювання по окружності лінійних та кутових розмірів трубних виробів, і зберігання числових результатів у масиві бази даних з підтриманням зв'язку між кожною площиною даних по окружності та її поздовжнім положенням, представляє сучасний рівень техніки у системах контролю трубних виробів. Метою таких систем є використання даних для відтворення віртуальної тривимірної моделі трубного виробу, включаючи відхилення, що не лежить на осі, по його довжині. Сьогодні типові системи контролю трубних виробів відомого рівня техніки, спрямовані на цю мету, застосовують засоби ультразвукового контролю (ОТ), щоб вимірювати розміри товщини стінки, поєднані із лазерними та світловипромінювальними приладами для вимірювання пов'язаних з ними зовнішніх діаметрів. Ці діючі системи, однак, не фіксують відхилення, які не лежить на осі, від основної лінії поздовжньої прямизни трубного виробу. 0003) Такі масиви даних товщини стінки та вимірювань пов'язаного з нею зовнішнього діаметра продукують псевдо (віртуальні) тривимірні моделі коротких (зазвичай півдюймових) секцій труби або іншого трубного виробу у дискретних поздовжніх положеннях. Кожна прилегла кільцева секція характеризується своїм власним незалежним, дискретним набором тривимірних даних, і єдиною відносною мірою між прилеглими дискретними секціями є поздовжня відстань між ними. Коли дані цього типу графічно зображені, з усіма з'єднаними дискретними кільцевими секціями, створюється абсолютно пряма тривимірна модель трубного виробу. Іншими словами, геометричні центрові лінії дискретних кільцевих секцій вирівнюються по поздовжній осі 7 та не відхиляються по радіусу у пересічну площину х-у.

І0004| Проте труби промислового виробництва ніколи не бувають абсолютно прямими та мають секції, які зміщуються по радіусу у пересічну площину х-у. Коли геометричні центри кожної секції труби промислового виробництва виміряні та зображені графічно, часто

Зо спостерігаються круті вигини, що не лежать на осі (відхилення кінцевих ділянок), розгортки (поздовжня кривизна по всій довжині) та зразки спіральної кривизни. Використовувані сьогодні системи вимірювання лінійних та кутових розмірів трубних виробів не працюють з позаосевими реляційними даними, які необхідні для створення істинних тривимірних моделей труб промислового виробництва, які виявляють комплексні недосконалості прямизни поза віссю.

І00051 Вартість огляду труби, наприклад, з метою отримати товщину стінки та пов'язані з нею розміри зовнішнього діаметра - це функція кількох факторів, включаючи вартість пристрою вимірювання, вартість систем, що використовуються для зберігання та обробки масивів згенерованих даних для кожної труби, час, необхідний для завершення процесу повного контролю, робочу силу і підготовку, необхідну, щоб керувати системами, і вартість для підтримання вимірювальної системи і зберігання даних та системи обробки даних. Типові роздрібні ціни контролю невеликої кількості труб знаходяться у межах від 5900 до 51,200 за складову частину корпусу труби нафтового сортаменту. Роздрібні ціни великої кількості становлять приблизно 5300 за складову частину. Відносно підтримки, для вимірювання трубних виробів нафтового сортаменту, як правило, використовуються, засоби ультразвукового контролю з великими матрицями первинних перетворювачів, що суттєво підвищують вартості технічного обслуговування. Витрати на контроль можуть суттєво підвищувати вартість трубних виробів.

Ї0006| У нафтобурильній промисловості використовуються механічні, багатоважельні, павукоподібні пристрої, щоб механічно вимірювати та реєструвати внутрішні діаметри трубного виробу по всій його довжини. В інших промисловостях, таких як воєнна промисловість, використовують лазерні вимірювальні системи, щоб вимірювати внутрішній діаметр ствола артилерійської установки по всій його довжині. Кожна з цих систем значно дешевша, ніж повнорозмірна ультразвукова система вимірювання стінок, і за короткий час може виконати повний контроль довжини. Однак, кожна така система не здатна усунути недоліки традиційних систем, які не фіксують відхилення, що не лежить на осі, від основної лінії істинної прямизни або, в деяких випадках, інших трубних розмірів, які залишилися.

Креслення

ІЇ0007| Деякі ознаки різних необмежувальних варіантів здійснення відповідно до даного винаходу викладені з особливою увагою у доданих прикладах. Однак, різні варіанти здійснення, бо як щодо організації, так і способів дії, разом з їхніми перевагами, можуть стати більш зрозумілими шляхом посилання на наступний опис, у поєднанні з прикладеними кресленнями, як вказано далі.

ІО0О8) Фіг. 1 - це блок-схема системи контролю відповідно до щонайменше одного варіанта здійснення за даним розкриттям;

ІЇ0009| Фіг. 2 показує трубну конструкцію, в якій перевіряють зовнішній діаметр та вимірювання поза віссю, використовуючи лазерні або інші світловипромінювальні пристрої, і зображує точки прямого вимірювання стінок;

ІЇ0010| Фіг. З показує трубну конструкцію, в якій перевіряють зовнішній діаметр та вимірювання поза віссю, використовуючи лазерні або інші світловипромінювальні пристрої, та зображує вимірювання товщини стінки, використовуючи одноканальні ОТ пристрої;

ЇОО11| Фіг. 4 показує трубну конструкцію, в якій перевіряють внутрішній діаметр, використовуючи лазерні або інші світловипромінювальні пристрої, прикріплені до роторного двигуна, встановленого на штанзі;

І0012| Фіг. 5 показує трубну конструкцію, в якій перевіряють внутрішній діаметр, використовуючи лазерні або інші світловипромінювальні пристрої, прикріплені до роторного двигуна, встановленого на тролейній вагонетці з механічним приводом; 00133) Фіг. 6 показує трубну конструкцію, в якій перевіряють зовнішній та внутрішній діаметр, використовуючи об'єднані установки для контролю, показані на фіг. 2 і фіг. 4. 0014) Фіг. 7 показує трубну конструкцію та її відповідні дискретні секції відповідно до щонайменше одного необмежувального варіанта здійснення за даним розкриттям; і 00151 Фіг. 8 зображає одну з дискретних секцій, показаних на Фіг. 7.

Опис 0016) Викладено багато конкретних деталей для забезпечення повного розуміння загальної структури, функцій, виробництва та застосування певних варіантів здійснення, як зазначається в описі та показано на прикладених кресленнях. Добре відомі операції, компоненти й елементи не були описані детально, щоб не ускладнювати розуміння зазначених в описі варіантів здійснення. Читач розумітиме, що описані та проілюстровані у даному документі варіанти здійснення є необмежувальними прикладами, і, таким чином, можна зрозуміти, що конкретні структурні та функціональні деталі, розкриті у цьому документі, можуть бути репрезентативними

Зо й ілюстративними. Варіанти і зміни до них можуть бути зроблені, не відходячи від обсягу прикладів.

І0017| Терміни "охоплювати" (та будь-які форми охоплювати, такі як "охоплює" і "що охоплює"), "мати" (та будь-які форми мати, такі як "має" і "що має"), "включати" (та будь-які форми включати, такі як "включає" і "що включає") та "містити" (та будь-які форми містити, такі як "містить" і "що містить") є універсальними дієсловами-зв'язками. Внаслідок цього, система, пристрій або прилад, що "охоплює", "має", "включає" або "містить" один або більше елементів, володіє цим одним або більше елементами, проте не обмежений до володіння лише цим одним або більше елементами. Так само, елемент системи, пристрою або приладу, що "охоплює", "має", "включає" або "містить" одну або більше ознак, володіє цією однією або більше ознаками, проте не обмежений до володіння лише цією однією або більше ознаками. 0018) У даному документі розкриті різні необмежувальні способи і системи для ефективного контролю трубних виробів. У щонайменше одному аспекті розміри товщини стінки трубного виробу по всій довжині й окружність трубного виробу отримані з допомогою обчислень, які включають розміри зовнішнього та внутрішнього діаметрів, які виміряні з допомогою лазерних або інших світлових вимірювальних систем. Можуть бути встановлені дискретні кільцеподібні секції трубного виробу. Для кожної такої дискретної секції отримані щонайменше одне вимірювання зовнішнього діаметра зовнішньої поверхні дискретної секції та щонайменше одне вимірювання внутрішнього діаметра внутрішньої поверхні дискретної секції. Крім цього, отримана координата геометричного центра для кожної дискретної секції трубного виробу.

Записані вимірювання, які визначають зовнішню поверхню, внутрішню поверхню та геометричний центр у зв'язку з поздовжнім положенням кожної дискретної секції.

Ї0019| Кожне вимірювання зовнішніх та внутрішніх діаметрів і пов'язаного з ними геометричного центра може представляти невелику частину загальних відповідних діаметрів і геометричних центрів трубного виробу у тривимірному просторі. Може бути використана низка таких вимірювань, щоб створити віртуальну тривимірну структуру трубного виробу, включаючи відхилення від норми прямизни, поздовжні чи спіральні за характером.

Ї0020| У щонайменше одному аспекті зовнішні діаметри, внутрішні діаметри та/або геометричні центри дискретних секцій трубного виробу можуть бути так візуально представлені або показані, що відхилення від норми, які становлять інтерес, включаючи відхилення від норми 60 прямизни, наприклад, можуть бути легко виявлені. В одному прикладі зовнішні діаметри,

внутрішні діаметри та/або геометричні центри дискретних секцій можуть бути представлені графічно. В одному прикладі різні відтінки або кольори можуть представляти різні значення зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів та/або геометричних центрів дискретних секцій.

Наприклад, темніший відтінок може представляти більший внутрішній діаметр, а світліший відтінок може представляти менший внутрішній діаметр.

І0021| У щонайменше одному можливому аспекті записані значення зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів та/або геометричних центрів дискретних секцій трубного виробу можуть бути оброблені для отримання віртуальної товщини стінки трубного виробу по його довжині та/або прогнозування ефектів стресорів на трубний виріб, таких як, наприклад, стресорів, які можуть зустрічатися, коли трубний виріб перебуває в експлуатації.

І0022| У щонайменше одному аспекті даний винахід стосується неруйнівного способу вимірювання трубних виробів. Наприклад, у щонайменше одному аспекті використовуються неруйнівні способи та системи для встановлення зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів, геометричних центрів та/або товщин стінок сталевої труби або інших трубних виробів шляхом застосування лазерного або іншого світлового вимірювального приладу. У щонайменше одному аспекті даний винахід стосується удосконаленого способу збирання, зберігання, відображення й іншого застосування інформації, отриманої від лазерних або інших світлових вимірювальних систем, щоб отримувати геометричні дані та обчислювати й зберігати дані про товщину стінки для трубного виробу. У щонайменше одному аспекті даний винахід стосується застосування лазерних або інших світлових вимірювальних систем, щоб одержувати дані у вигляді приросту, які представляють невеликі, дискретні секції зовнішніх та внутрішніх трубних поверхонь, у поєднанні з даними тривимірного позиціонування відносно кожної невеликої, дискретної секції, так що стінка трубної, або по суті трубної, конструкції або її частин може бути показана, зображена, перевірена та/або використана у моделюючих/порівнювальних програмах як тривимірний об'єкт. 0023) У різних випадках спосіб створення віртуального тривимірного профілю трубної, або щонайменше по суті трубної, конструкції або її ділянки(ділянок) включає вибирання діаметральних секцій трубної конструкції у дискретних положеннях по заздалегідь визначеній довжині трубної конструкції. В одному аспекті заздалегідь визначена довжина може бути повною довжиною трубної конструкції. Спосіб додатково включає визначення, для кожної секції, множини зовнішніх діаметрів зовнішньої поверхні секції і множини внутрішніх діаметрів внутрішньої поверхні секції. Виміряна кількість внутрішніх діаметрів і зовнішніх діаметрів представляє бажану роздільну здатність вибраної секції. Спосіб додатково включає визначення координати геометричного центра для кожної з секцій. Спосіб додатково включає застосування визначених внутрішніх діаметрів, зовнішніх діаметрів і відповідних координат геометричного центра для створення віртуального тривимірного профілю трубного виробу, включаючи, наприклад, поверхневі відхилення від норми.

І0024| Посилаючись на Фіг. 1, зображена система контролю 4 для контролю трубної конструкції 8. Трубна конструкція 8 може, наприклад, бути трубним виробом нафтового сортаменту, таким як труба, як показана на Фіг. 2-6. Система 4 включає схему 10. Схема 10 включає контролер 12, зовнішній блок 14, середній блок 15 та внутрішній блок 16. Контролер 12 може включати один або більше процесорів 18 (наприклад, мікропроцесор, мікроконтролер), з'єднаних із щонайменше однією схемою пам'яті 20. Щонайменше одна схема пам'яті 20 зберігає машиновиконувані команди, які, коли виконуються процесором 18, спонукають процесор 18 виконувати одну або більше функцій. В одному аспекті щонайменше одна схема пам'яті 20 зберігає машиновиконувані команди, які, коли виконуються процесором 18, спонукають процесор 18 створювати віртуальний тривимірний профіль трубної конструкції 8 на основі вхідних даних від внутрішнього блока 16, середнього блока 15 та зовнішнього блока 14. 0025) Стадії, виконувані процесором 18, можуть включати вибирання дискретних діаметральних секцій трубної конструкції 8 у дискретних положеннях по заздалегідь визначеній довжині трубної конструкції 8. В одному аспекті заздалегідь визначена довжина може бути повною довжиною трубної конструкції 8 або її частини. Стадії, виконувані процесором 18, можуть додатково включати визначення, для кожної діаметральної секції, множини зовнішніх діаметрів зовнішньої поверхні секції та множини внутрішніх діаметрів внутрішньої поверхні секції. Кількість внутрішніх діаметрів і зовнішніх діаметрів, визначених для дискретної секції, представляють бажану роздільну здатність вибраної секції. Стадії, виконувані процесором 18, можуть додатково включати визначення координат геометричного центра для кожної з секцій та застосування вимірювань стінок, наданих середнім блоком 15, для калібрування орієнтування та положення зовнішніх діаметрів відносно внутрішніх діаметрів і для виправлення будь-яких бо помилок фрикційного зміщення трубної конструкції 8, коли вона рухається через зовнішній блок

14, середній блок 15 і внутрішній блок 16. Спосіб додатково включає застосування встановлених внутрішніх діаметрів, зовнішніх діаметрів і відповідних координат геометричних центрів багатьох аналізованих секцій трубної конструкції 8 для створення віртуального тривимірного профілю трубної конструкції 8. 0026) У різних випадках одна або більше описаних у даному документі різних стадій можуть бути виконані кінцевим автоматом, який включає або комбінаційну логічну схему, або послідовну логічну схему, де або комбінаційна логічна схема, або послідовна логічна схема з'єднана з щонайменше однією схемою пам'яті Щонайменше одна схема пам'яті зберігає поточний стан кінцевого автомата. Комбінаційна або послідовна логічна схема виконана з можливістю спонукати кінцевий автомат виконувати стадії. Послідовна логічна схема може бути синхронною або асинхронною. В інших випадках одна або більше описаних тут різних стадій можуть бути виконані схемою, яка включає поєднання процесора 18 та кінцевого автомата, наприклад.

І0027| Контролер 12 та/або інші контролери за даним винаходом можуть бути виконані з використанням інтегрованих та/або дискретних приладних елементів, програмних компонентів та/або поєднання тих і інших. Приклади інтегрованих приладних елементів можуть включати процесори, мікропроцесори, мікроконтролери, інтегральні схеми, АБІС, РІО, О5Р, ЕРОА, логічні схеми, регістри, напівпровідникові пристрої, чипи, мікрочипи, набори мікросхем, мікроконтролери, 50 та/або ЗІР. Приклади дискретних приладних елементів можуть включати схеми та/або елементи схем, такі як логічні схеми, польові транзистори, біполярні транзистори, резистори, конденсатори, індуктори та/"або реле. У певних випадках контролер 12 може включати гібридну схему, яка включає елементи або компоненти дискретної та інтегральної схем на одній чи більше основах, наприклад. (0028) Процесор 18 може бути будь-яким із кількості одно- або багатоядерних процесорів, відомих у галузі техніки. Схема пам'яті 20 може включати енергозалежний та енергонезалежний замап'ятовуючий носій. В одному варіанті здійснення процесор 18 може включати блок обробки команд та арифметичний блок. Блок обробки команд може бути виконаний з можливістю отримувати команди від схеми пам'яті 20.

І0029| Посилаючись на фіг. 2-3, зовнішній блок 14 включає обертовий барабан 22, який

Зо може бути виконаний з можливістю обертатися навколо поздовжньої осі 24. Обертовий барабан 22 може мати циліндричну форму та прикріплену зовнішню оболонку 23, як зображено на Фіг. 2-

З. Один або більше лазерний блок може бути розміщений на внутрішній стінці обертового барабана 22. У щонайменше одному прикладі лазерні блоки 26, 26" розташовані на різних сторонах внутрішньої стінки або зовнішньої сторони обертового барабана 22. Лазерні блоки 26 та 26 розміщені по окружності внутрішньої стінки або зовнішньої сторони обертового барабана 22 під кутами 90" ї 2707. ІНШИМИ словами, лазерні блоки 26, 26", у комплекті, можуть бути рознесені по окружності під кутом приблизно 180" на внутрішній стінці або зовнішній стороні обертового барабана 22. Лазерні блоки 26 та 26" можуть бути орієнтовані один на одного.

Додаткові комплекти лазерних вимірювальних блоків можуть бути розміщені на внутрішній стінці або зовнішній стороні обертового барабана 22, рознесені під кутом приблизно 1802.

Ї0030| У щонайменше одному аспекті лазерні блоки 26, 26" виконані з можливістю передавати вхідні дані до контролера 12 на основі вимірювань, здійснених лазерними блоками 26, 26, та додатковими комплектами лазерних блоків, за наявності. Контролер 12 може використовувати вхідні дані від лазерних блоків 26, 26", щоб визначити значення зовнішнього діаметра зовнішньої поверхні трубної конструкції 8, що базуються на вимірюваннях. У певних випадках вимірювання включають повітряні зазори, які вимірюються одночасно між лазерними блоками 26, 26" та зовнішньою поверхнею трубної конструкції 8, тоді як трубна конструкція проходить через обертовий барабан 22. Те ж саме можна сказати про будь-які додаткові комплекти лазерних блоків, що не заважають один одному, які можуть бути використані на внутрішній стінці або зовнішній стороні обертового барабана 22. 0031) Посилаючись на Фіг. 4, внутрішній блок 16 включає кріпильний елемент 28 у формі нерухомої оправки, наприклад, яка простягається по поздовжній осі 24. Два лазерні блоки 30,

З0' прикріплені до ротаційного двигуна 17, який прикріплений до та виходить із кріпильного елемента 28. У конструкції, зображеній на Фіг. 4, лазерні блоки 30, 30' спрямовані у протилежні напрямки вздовж осі 32, яка є перпендикулярною, або щонайменше по суті перпендикулярною, до поздовжньої осі, і лазерні блоки 30 та 30' обертаються навколо поздовжньої осі 24. Додаткові комплекти лазерних вимірювальних блоків можуть бути прикріплені до ротаційного двигуна 17 окремо один від одного під кутом приблизно 1802. В іншому варіанті здійснення, як зображено на Фіг. 5, внутрішній блок 16" може використовувати тролейну вагонетку з механічним приводом бо 43, що тягнеться та тягне будь-які з'єднувальні кабелі 44 через внутрішню частину трубної конструкції 8. У цьому варіанті здійснення лазерні блоки 30, 30' з'єднані з роторним двигуном 17, який, своєю чергою, прикріплений до передньої частини тролейної вагонетки 43. Додаткові комплекти лазерних вимірювальних блоків 30, 30" можуть бути прикріплені до ротаційного двигуна 17 окремо один від одного під кутом приблизно 1802.

І0032| Незважаючи на те, що зовнішній блок 14 та внутрішній блок 16 можуть працювати на різних станціях, у щонайменше одному варіанті здійснення, зображеному на Фіг. 6, зовнішній блок 14 і внутрішній блок 16 працюють на одній і тій же станції, так що лазерні блоки 26, 26", 30,

З0' вирівнюються один з одним по осі 32. У щонайменше одному випадку кріпильний елемент 28 виконаний з можливістю центруватися всередині трубної конструкції 8 з допомогою центрувальних напрямних канавок або роликів, які вступають у контакт із внутрішньою стінкою трубної конструкції 8. 0033) Як лазерні блоки 26, 26", лазерні блоки 30, 30' виконані з можливістю передавати вхідні дані до контролера 12 на основі вимірювань, здійснених лазерними блоками 30, 30'.

Контролер 12 може використовувати вхідні дані від лазерних блоків 30, 30", щоб встановити значення внутрішнього діаметра внутрішньої поверхні трубної конструкції 8, які базуються на вимірюваннях, здійснених лазерними блоками 30, 30. У певних випадках вимірювання включають повітряні зазори, що вимірюються одночасно між лазерними блоками 30, 30' та внутрішньою поверхнею трубної конструкції 8.

І0034| Під час роботи трубна конструкція 8 центрується навколо поздовжньої осі 24, як зображено на Фіг. б. Трубна конструкція 8 переміщується навколо поздовжньої осі 24 у напрямку до внутрішнього блока 16 та зовнішнього блока 14 в окремих робочих станціях, як зображено на Фіг. 2-5, або в певній об'єднаній робочій станції, такій як зображено на фіг. 6. У кожному з цих випадків трубна конструкція 8 переміщується так, щоб проходити між внутрішнім блоком 16 та/або зовнішнім блоком 14. Іншими словами, трубна конструкція 8 виконана з можливістю рухатися через зовнішній блок 14 та навколо внутрішнього блока 16 в окремих робочих станціях або в одній об'єднаній станції. В міру того, як трубна конструкція 8 переміщується по осі відносно зовнішнього блока 14 та внутрішнього блока 16, лазерні блоки 26, 26, 30, З0' постійно здійснюють їхні відповідні вимірювання зовнішньої і внутрішньої поверхонь трубної конструкції 8.

Зо І00351| Для калібрування даних вимірювань зовнішнього блока 14 і внутрішнього блока 16, щоб відкоригувати будь-яке фрикційне зміщення по довжині або ротаційне зміщення по окружному напрямку, середній блок 15 забезпечує щонайменше два прямі вимірювання стінок окремо один від одного під кутом приблизно 90о та на кожному кінці трубної конструкції 8, включаючи відстань поздовжнього розділення 27, як зображено на фіг. 2, 5 і 6. В іншому варіанті здійснення, і як зображено на фіг. 3, середній блок 15 забезпечує постійні або періодичні вимірювання стінок у двох або більше лініях окремо одне від одного під кутом приблизно 900 по довжині трубної конструкції 8, в міру того, як вона просувається через зовнішній блок 14. У цьому варіанті здійснення використовують щонайменше два одноканальні пристрої вимірювання стінок, такі як, наприклад, датчики ультразвукового контролю (ОТ) або інші придатні датчики для стінок. Дані вимірювань стінок, надані середнім блоком 15, також використовуються для синхронізації даних зовнішнього діаметра і внутрішнього діаметра, наданих зовнішнім блоком 14 і внутрішнім блоком 16, так що встановлюється точне тривимірне співвідношення трубної конструкції 8, що може призвести до виведення віртуального тривимірного відображення або бази даних трубної конструкції 8 процесором 18.

І0036| Користувацький пристрій введення б також може використовуватися для введення інформації для ідентифікації відповідно до конкретної трубної конструкції 8, яка повинна бути перевірена з допомогою системи контролю 4, наприклад. Також може бути введена інша інформація, така як, наприклад, дані перевірки міри довжини, інші спеціальні калібрувальні дані, і дата та час контролю. Введена інформація може зберігатися у такому носієві, як, наприклад, схема пам'яті 20.

І0037| В альтернативному варіанті здійснення внутрішній блок 16 і зовнішній блок 14 можуть переміщуватися у поздовжньому напрямку до трубної конструкції 8, тоді як трубна конструкція 8 залишається нерухомою. У такому варіанті здійснення кріпильний елемент 28 виконаний з можливістю просувати у поздовжньому напрямку лазерні блоки 30, 30' через трубну конструкцію 8. Крім того, обертовий барабан 22 виконаний з можливістю просувати у поздовжньому напрямку лазерні блоки 26, 26", в міру того як вони обертаються навколо трубної конструкції 8. 0038) Знову посилаючись на Фіг. 2-4 і 6, лазерні блоки 26, 26", 30, 30' виконані з можливістю обертатися навколо поздовжньої осі 24, в міру того як трубна конструкція 8 просувається вздовж поздовжньої осі 24 відносно зовнішнього блока 14 і внутрішнього блока 16. Лазерні 60 блоки 26, 26", 30, 30' можуть бути виконані з можливістю обертатися навколо поздовжньої осі 24 з тими ж, або щонайменше по суті тими ж, швидкістю обертання та напрямком обертання.

Альтернативно, лазерні блоки 26, 26", 30, 30' можуть бути виконані з можливістю обертатися навколо поздовжньої осі 24 з різними швидкостями обертання та/або у різних напрямках обертання. Під час обертання лазерні блоки 26, 26", 30, 30' постійно здійснюють свої відповідні вимірювання зовнішньої і внутрішньої поверхонь трубної конструкції 8.

І0039| Швидкість обертання лазерних блоків 26, 26, 30, 30 також може вплинути на роздільну здатність віртуального тривимірного профілю трубної конструкції 8, який створюється контролером 12. Що більша швидкість трубної конструкції 8 відносно внутрішнього блока 16 і зовнішнього блока 14, то менша кількість внутрішніх та зовнішніх діаметрів, встановлених контролером 12 для визначеної довжини трубної конструкції 8. У певних випадках, як зображено на Фіг. 1, схема 10 включає користувацький пристрій введення 6, який може бути застосований для вибору швидкості руху трубної конструкції 8 через внутрішній блок 14 і зовнішній блок 16, що відповідає бажаній роздільній здатності віртуального тривимірного профілю трубної конструкції 8. Гранична роздільна здатність, незважаючи на швидкість переміщення трубної конструкції 8 і швидкість обертання пристроїв для вимірювання діаметра, являє собою максимальну швидкість електронної повторюваної відповіді усієї системи контролю 4. 0040) У різних варіантах здійснення зовнішній блок 14 прикріплений по осі. Лазерні блоки 26, 26" отримують їхні вимірювання в міру того, як трубна конструкція 8 переміщується через зовнішній блок 14. Крім того, лазерні блоки 30, 30' можуть отримувати їхні вимірювання в міру того, як внутрішній блок 16 здійснює поступальний рух всередині та через трубну конструкцію 8.

Поступальний та обертальний рух лазерних блоків 30, 30' відстежується контролером 12. 0041) Посилаючись на Фіг. 7, трубна конструкція 8, або щонайменше її частина, поділена на кількість дискретних послідовних поперечних секцій або кілець 46 для бажаної роздільної здатності. Секції або кільця 46 можуть бути визначені в площині, перпендикулярній до поздовжньої осі 24. Для кожного кільця ")", як зображено на Фіг. 8, профіль зовнішньої поверхні кільця ")" нанесений на графік на основі координат у постійній загальній системі координат.

Крім того, профіль внутрішньої поверхні кільця ")" нанесений на графік на основі координат у локальній системі координат, пов'язаній з внутрішнім блоком 16. Якщо є вимірювання М (кільця) вздовж центральної осі трубної конструкції 8, та вимірювання М по окружному напрямку, кожна

Зо із зовнішньої та внутрішньої поверхонь представлена рядом вимірювань, що дорівнює значенню М, помноженому на значення М. Вимірювання лінійних та кутових розмірів показані у постійній загальній системі координат, позначені як і для зовнішньої та внутрішньої поверхонь, відп відно, делі становить від 1 до М для окружного напрямку, а | становить від 1 до М для напрямку потесї, Х 00421 Для'кожного кільця ")" геометричний центр зовнішньої поверхні може бути визначений на орнорі рівнануво б мені ї- 70-79?

М хе -тУхі 0043) Так'само геометричний центр внутрішньої поверхні для кожного кільця "Ї1" може бути визн Мйний неудрнові рівняння:

Об у ї-1 хо - их 40 .

І0044| Потім можуть бути використані координати геометричних осей внутрішньої та зовнішньої поверхонь для визначення прямизни трубної конструкції 8. Координати геометричних о ля зовнішньої поверхні: хм уов ви /,-13.....,М р (0045) Координати геометричних осей для внутрішньої поверхні:

(хр удо гір) -Щ...2000.М 0046) У різних випадках вхідні дані від лазерних блоків 26, 26", 30, 30' представлені у локальній системі координат для кожної із внутрішніх та зовнішніх поверхонь. Для обробки вхідних даних виконане перетворення з локальної системи координат у постійну загальну систему координат. Перетворення може бути здійснене для вхідних даних щодо зовнішніх і внутрішніх поверхонь. Як тільки вхідні дані для зовнішніх і внутрішніх поверхонь представлені в єдиній загальній системі координат, відповідно потім можуть бути обчислені усі геометричні властивості (наприклад, центр окружності, діаметри, овальність, ексцентриситет стінки, прямизна труби тощо). (0047)|Для зовнішньої або внутрішньої поверхні вхідні дані можуть бути представлені у локаль їй истемі координат, приєднаній до лазерного блока, що приймає вимірювання як:

Ї0048| Через перетворення координат (включаючи обертання і зміщення) локальні координати тоді можуть бути представлені у постійній загальній системі координат для точок даних і зовнішньої та внутрішньої по онь, використовуючи рівн Ічня: х-Ех-тТ ' Х - у т - То де глобальні координати л вектор зміщення у Ї матриця обертання: соб; -85іпб, 0| соббу 0 віпб, (1 (0) (0)

К-В8,ВУуКу -|5іп0, со5б, 0 (0) 1 (0) О со5бу -віпбу (0) (0) 1)-віпбу 0 со5бу |0 віпбу /со50у їде Є» - це кут обертання навколо глобальної осі 7, Ємх - це кут обертання навколо глобальної осі У, а Єх - кут обертання навколо глобальної осі Х.

І0049| У різних випадках для кожного дискретного поперечного кільця по всій довжині трубної конструкції 8 може бути обчислене сплющування й інші експлуатаційні характеристики трубної конструкції 8. Також можуть бути використані усі тривимірні дані для тривимірного моделювання, щоб точно прогнозувати опір сплющуванню й інші експлуатаційні властивості конкретної трубної конструкції 8.

ІЇ0О50| Як тільки тривимірні координати зовнішньої та внутрішньої поверхонь трубної конструкції 8 отримані та збережені у системі із запам'ятовувальним пристроєм, тоді можуть бути обчислені координати, які визначають центри будь-якої дискретної секції. Загалом, і посилаючись на Фіг. 7, тривимірні координати центрів усіх дискретних секцій повної довжини трубного виробу утворюють тривимірні лінії або криві 45. З допомогою застосування способу найменших квадратів можна обчислити розрахункову основну лінію прямизни окремої трубної конструкції або її частин. У трубній промисловості немає єдиного засобу для визначення розрахункової основної лінії для обчислення прямизни. Кінцевий користувач може точно встановити методологію їх переваг. Два стандартні сценарії надані у Специфікації 5СТ

Американського нафтового інституту (АРІ): вимірювання прямизни по всій довжині (розгортка) та прямизни кінців (круті вигини) 5-футової кінцевої секції на обох кінцях вказаної труби.

Використовуючи описану тут систему, не тільки можна більш точно оцінити два вищезазначені сценарії, а й також можна виміряти й візуально показати тривимірну форму (таку як спіральна крива) по всій довжині та/або локальну поздовжню кривизну по всій довжині трубного виробу, а відхилення від розрахункової основної лінії можуть бути надані з допомогою цифрового або графічного виводу. 0051) Посилаючись на Фіг. 3, одноканальні вимірювальні пристрої товщини стінок 40 можуть бути вбудовані у систему контролю 4 для цілей калібрування, щоб слідкувати за тим, що профіль або оболонка внутрішньої поверхні належним чином розміщується у профілі або оболонці зовнішньої поверхні У щонайменше одному аспекті два канали, розміщені поза обертовим барабаном 22 та окремо один від одного під кутом приблизно 90", є достатніми для з'єднання профілів внутрішньої та зовнішньої поверхні. Альтернативно, одноканальні пристрої 40 можуть бути встановлені у внутрішній частині обертового барабана 22. Приклади придатних одноканальних пристроїв 40 включають неперекривні одноканальні пристрої для ультразвукового контролю (ОТ), лазерні ОТ, гамма-променеві, магнітні та інші пристрої для вимірювання стінок. В альтернативному варіанті здійснення одноканальні пристрої 40 можуть бути замінені або використовуватися одночасно зі щонайменше чотирма точками прямого вимірювання стінки 42, двома або більше на кожному кінці трубної конструкції 8, включаючи відстань поздовжнього розділення 27, як зображено на Фіг. 2, 5 і 6. В інших варіантах здійснення можуть бути використані сучасні пристрої позиціонування, такі як окремий опорний лазер прямизни або багатовимірний гіроскоп, щоб встановити вимірювання поза віссю відносно координат геометричного центра, що представляють дискретні поздовжні перерізи, пов'язані із вимірюваннями по окружності зовнішньої поверхні або внутрішньої поверхні.

Приклади: 0051 Наступні приклади описують аспекти кількох необмежувальних варіантів здійснення способів та систем за даним розкриттям.

ІЇ0052| Приклад 1 - Спосіб контролю трубного виробу включає вибирання поперечного перерізу трубного виробу, який є поперечним до поздовжньої осі, яка проходить через трубний виріб; позиціонування у поздовжньому напрямку щонайменше одного вимірювального пристрою у положенні відносно поперечного перерізу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення поздовжнього положення вимірювального пристрою вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення положення по окружності вимірювального пристрою по окружності поперечного перерізу; вибирання діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вимірювання зовнішнього діаметра та внутрішнього діаметра на кожному з діаметральних перетинів по окружності поперечного перерізу з допомогою щонайменше одного вимірювального пристрою; визначення геометричного центра поперечного перерізу; і повторення вищеперерахованих стадій на множині інших секцій трубного виробу, які є перпендикулярними до поздовжньої обі.

Ї0ОО53З| Приклад 2 - Спосіб за прикладом 1, де вимірювальний пристрій включає лазерний вимірювальний пристрій. 00541 Приклад З - Спосіб за прикладом 1, де вимірювальний пристрій включає світловий вимірювальний пристрій.

Ї0055| Приклад 4 - Спосіб за прикладом 1, який додатково включає стадію зберігання цифрових записів зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів та геометричного центра

Зо поперечного перерізу.

Ї0056| Приклад 5 - Спосіб за прикладом 4, де цифрові записи включають перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу, і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу.

Ї0057| Приклад 6 - Спосіб за одним або більше прикладами 1-5, який додатково включає стадію об'єднання зовнішньої поверхні та внутрішньої поверхні трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі. 0058) Приклад 7 - Спосіб за одним або більше прикладами 1-6, який додатково включає стадії: вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; та вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

Ї0О59| Приклад 8 - Спосіб за одним або більше прикладами 4-8, який додатково включає стадію використання щонайменше деяких цифрових записів, щоб розрахувати вплив стресорів на обчислену стінку трубного виробу.

ЇОО6О| Приклад 10 - Спосіб за прикладом 1, де дискретні позиції діаметральних секцій рівномірно розподілені по окружності.

Ї0061| Приклад 11 - Система контролю трубного виробу, система, яка включає: зовнішній блок, який включає щонайменше один зовнішній вимірювальний пристрій; внутрішній блок, який включає щонайменше один внутрішній вимірювальний пристрій; та схему керування, з'єднану із зовнішнім блоком і внутрішнім блоком, де схема керування виконана з можливістю здійснювати стадії: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі, яка простягається через трубний виріб; позиціонування у поздовжньому напрямку зовнішнього блока у першому положенні поза поперечним перерізом; коли зовнішній блок знаходиться у першому положенні, визначення поздовжнього положення зовнішнього блока вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли зовнішній блок знаходиться у першому положенні, визначення положення по окружності зовнішнього блока по окружності поперечного перерізу; позиціонування у поздовжньому напрямку внутрішнього блока у другому положенні всередині поперечного перерізу; коли внутрішній блок знаходиться у другому положенні, визначення поздовжнього положення внутрішнього блока вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли бо внутрішній блок знаходиться у другому положенні, визначення положення по окружності внутрішнього блока по окружності поперечного перерізу; вибирання діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вимірювання зовнішнього діаметра та внутрішнього діаметра у кожній з діаметральних секцій по окружності поперечного перерізу з допомогою щонайменше одного вимірювального пристрою; визначення геометричного центра поперечного перерізу; і повторення вищеперерахованих стадій на множині інших секцій трубного виробу, які перпендикулярні до поздовжньої осі.

І0062| Приклад 12 - Система за прикладом 11, де зовнішній блок включає лазерний вимірювальний пристрій.

ЇОО6З| Приклад 13 - Система за прикладом 12, де внутрішній блок включає лазерний вимірювальний пристрій.

Ї0064| Приклад 14 - Система за прикладом 11, де зовнішній блок включає світловий вимірювальний пристрій.

Ї0065| Приклад 15 - Система за прикладом 14, де внутрішній блок включає світловий вимірювальний пристрій. 0066) Приклад 16 - Система за прикладом 11, де схема керування включає пам'ять, і де схема керування виконана з можливістю зберігати цифрові записи зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів та геометричний центр поперечного перерізу у пам'яті.

І0067| Приклад 17 - Система за прикладом 16, де цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу. 0068) Приклад 18 - Система за одним або більше прикладами 11-17, яка додатково включає стадію об'єднання зовнішньої поверхні та внутрішньої поверхні трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі. 0069 Приклад 19 - Система за одним або більше прикладами 11-18, яка додатково включає середній блок, де схема керування використовує середній блок, щоб здійснювати стадії: вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції. 0070 Приклад 20 - Система за одним або більше прикладами 14-20, де схема керування виконана з можливістю конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу, використовуючи щонайменше деякі з цифрових записів, збережених у пам'яті.

Ї0071| Приклад 21 - Спосіб збирання та зберігання інформації, яка представляє зовнішні та внутрішні діаметри трубної поверхні та пов'язані з ними геометричні центри поздовжнього перерізу, що представляють тривимірну поздовжню або спіральну прямизну трубних виробів, спосіб, який включає: (а) вибирання діаметральної секції окружності трубного виробу, про яку повинна бути записана інформація, що представляє зовнішній діаметр, внутрішній діаметр і геометричний центр поздовжнього перерізу, у форматі, зчитуваному засобами цифрових ЕОМ; (б) визначення кількості і просторового розміщення діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поздовжнього перерізу трубного виробу, що буде виробляти інформацію, яка представляє зовнішні та внутрішні діаметри окружності трубного виробу, що має встановлену роздільну здатність та геометричний центр, що представляє пов'язаний поздовжній переріз; (с) позиціонування у поздовжньому напрямку лазерних або світлових вимірювальних пристроїв, які здатні вимірювати зовнішній діаметр і внутрішній діаметр у бажаній кількості прилеглих положень по окружності та вимірювати геометричний центр кожного пов'язаного поздовжнього перерізу трубного виробу у множині прилеглих положень на площі трубного виробу, яка повинна бути перевірена; (4) коли лазерний або світловий вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення поздовжнього положення лазерних або світлових вимірювальних пристроїв по осі трубного виробу; (е) коли лазерні або світлові вимірювальні пристрої знаходиться у положенні, визначення положення по окружності лазерних або світлових вимірювальних пристроїв по окружності трубного виробу; () коли лазерні або світлові вимірювальні пристрої знаходиться у положенні, спонукання лазерних або світлових вимірювальних пристроїв встановлювати зовнішні та внутрішні діаметри і геометричний центр дискретного поздовжнього перерізу трубного виробу, до якого наближається лазерний або світловий вимірювальний пристрій; (9) здійснення цифрового запису зовнішніх та внутрішніх діаметрів, геометричного центра секції, поздовжнього положення та положення по окружності у зв'язаному відношенні; (п) повторення стадій (с)-(9)у вище у множині інших положень по окружності та поздовжніх положень вибраної секції, яка раніше не була визначена і записана, поки усі із зовнішніх та внутрішніх діаметрів, що представляють встановлену роздільну 60 здатність вибраної секції, будуть встановлені і записані, і представляються множиною записів,

кожен з яких представляє зовнішній та внутрішній діаметр, зовнішні та внутрішні геометричні центри секції, поздовжнє положення і положення по окружності дискретної частини обчисленої стінки трубного виробу у зв'язаному відношенні; і де вся зовнішня поверхня, представлена множиною записів, і вся внутрішня поверхня, представлена множиною різних записів, потім надалі зв'язуються у тривимірному просторі з допомогою вимірювання: відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу, та відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу.

Ї0072| Приклад 22 - Спосіб за прикладом 21, де вибрана секція включає зовнішні та внутрішні діаметри усієї трубної поверхні та пов'язана з геометричними центрами по усій довжині трубного виробу та додатково пов'язана з: відносним положенням цетральної точки зовнішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу відносно центральної точки внутрішньої поверхні початкової секції, Її відносним положенням центральної точки зовнішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу відносно центральної точки внутрішньої поверхні останньої секції.

ЇО0О7З3| Приклад 23 - Спосіб за одним або більше прикладами 21-22, де просторове розміщення дискретних частин усередині секції зовнішньої та внутрішньої поверхонь трубного виробу є таким, що кожне визначення зовнішніх і внутрішніх діаметрів кожної прилеглої дискретної частини секції зовнішньої і внутрішньої поверхні труби підходить для бажаної роздільної здатності, і де один геометричний центр встановлений для кожної поздовжньої дискретної частини. 00741 Приклад 24 - Спосіб за одним або більше прикладами 21-23, де кількість дискретних частин усередині секції зовнішньої та внутрішньої поверхонь трубного виробу рознесена по окружності труби для встановлення визначеної роздільної здатності.

Ї0075| Приклад 25 - Спосіб за одним або більше прикладами 21-24, який додатково включає стадію спонукання засобів цифрових ЕОМ використовувати щонайменше деяку інформацію, яка була записана у цифровому, машиночитаному форматі, щоб розрахувати вплив стресорів на

Зо обчислену стінку трубного виробу. 0076) Приклад 26 - Спосіб за одним або більше прикладами 21-25, що додатково включає стадію спонукання засобів цифрових ЕОМ використовувати щонайменше деяку інформацію, яка була записана у цифровому, машиночитаному записі, щоб показувати зовнішні діаметри і внутрішні діаметри у зв'язку з однією точкою геометричного центра кожного дискретного поздовжнього перерізу трубного виробу, щоб конструювати істинну віртуальну тривимірну структуру повної довжини трубного виробу.

Ї0О077| Хоча у даному документі були описані різні варіанти здійснення пристроїв у зв'язку з певними розкритими варіантами здійснення, може бути здійснено багато модифікацій та різновидів цих варіантів здійснення. Також там, де розкриті матеріали для певних компонентів, можуть бути використані інші матеріали. Більше того: згідно з різними варіантами здійснення винаходу один компонент може бути замінений багатьма компонентами, і багато компонентів можуть бути замінені одним компонентом, щоб здійснити задану функцію або функції.

Вищенаведений опис та подальші приклади призначені для охоплення усіх таких модифікацій та різновидів. 0078) Хоча цей винахід був описаний як такий, що має зразкові конструкції, даний винахід може бути додатково модифікований у межах духу та обсягу розкриття. Таким чином, ця заявка призначена для охоплення будь-яких варіантів, застосувань або адаптацій винаходу із використанням його загальних принципів.

Ї0079| Будь-який патент, публікація або інший матеріал розкриття, повністю або частково, який має бути включений у даний документ шляхом посилання, включений сюди тільки у тому ступені, в якому включений матеріал не суперечить існуючим визначенням, твердженням або іншому матеріалу розкриття, викладеним у даному розкритті. По суті у тій мірі, в якій це необхідно, розкриття, явно викладене у даному документі, заміняє будь-який суперечливий матеріал, включений сюди шляхом посилання. Будь-який матеріал або його частина, що має бути включений сюди шляхом посилання, але який суперечить існуючим визначенням, твердженням або іншим матеріалам розкриття, викладеним тут, буде включений тільки у тій мірі, в якій не виникає конфлікту між тим включеним матеріалом і існуючим матеріалом розкриття. (510)

Claims (32)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб контролю трубного виробу, який включає: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі трубного виробу; позиціонування у поздовжньому напрямку щонайменше одного вимірювального пристрою у положенні відносно поперечного перерізу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення поздовжнього положення вимірювального пристрою вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення положення по окружності вимірювального пристрою по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вибирання множини діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вимірювання зовнішнього діаметра та внутрішнього діаметра трубного виробу в кожній з множини діаметральних секцій по окружності поперечного перерізу за допомогою щонайменше одного вимірювального пристрою; визначення геометричного центра поперечного перерізу; зберігання цифрових записів зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів і геометричного центра поперечного перерізу, де цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу; об'єднання зовнішньої поверхні і внутрішньої поверхні трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі; вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

2. Спосіб за п. 1, де щонайменше один вимірювальний пристрій містить лазерний вимірювальний пристрій.

З. Спосіб за п. 1, де щонайменше один вимірювальний пристрій містить світловий вимірювальний пристрій.

4. Спосіб за п. 1, який додатково включає стадію використання щонайменше деяких цифрових записів, щоб розрахувати вплив джерел механічного навантаження на обчислену стінку трубного виробу.

5. Спосіб за п. 4, який додатково включає стадію використання щонайменше одного або більше цифрових записів, щоб конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу.

6. Спосіб за п. 1, де дискретні положення діаметральних секцій рівномірно розподілені по окружності поперечного перерізу.

7. Система контролю трубного виробу, яка включає: зовнішній корпус, який включає щонайменше один зовнішній датчик; внутрішній корпус, який включає щонайменше один внутрішній датчик; і схему керування, з'єднану із щонайменше одним зовнішнім датчиком та щонайменше одним внутрішнім датчиком, де згадана схема керування виконана з можливістю: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі трубного виробу; коли зовнішній корпус знаходиться у першому положенні, визначення поздовжнього положення зовнішнього корпусу вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли зовнішній корпус знаходиться у першому положенні, визначення положення по окружності зовнішнього корпусу по окружності поперечного перерізу; коли внутрішній корпус знаходиться у другому положенні, яке відрізняється від першого положення, визначення поздовжнього положення внутрішнього корпусу вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли внутрішній корпус знаходиться у другому положенні, визначення положення по окружності внутрішнього корпусу по окружності поперечного перерізу; вибирання множини діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; визначення зовнішнього діаметра множини діаметральних секцій на основі вихідних даних щонайменше одного зовнішнього датчика; визначення внутрішнього діаметра множини діаметральних секцій на основі вихідних даних щонайменше одного внутрішнього датчика; і визначення геометричного центра поперечного перерізу трубного виробу; згадана схема керування містить пам'ять, і згадана схема керування виконана з можливістю зберігати цифрові записи зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів і геометричного центра поперечного перерізу в пам'яті; цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу; згадана схема керування додатково виконана з можливістю об'єднувати зовнішню поверхню і внутрішню поверхню трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі; згадана схема керування додатково виконана з можливістю: вимірювати відносне положення і відстань точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювати відносне положення і відстань точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

8. Система за п. 7, де зовнішній датчик являє собою лазерний вимірювальний пристрій.

9. Система за п. 8, де внутрішній датчик являє собою лазерний вимірювальний пристрій.

10. Система за п. 7, де зовнішній датчик являє собою світловий вимірювальний пристрій.

11. Система за п. 10, де внутрішній датчик являє собою світловий вимірювальний пристрій.

12. Система за п. 7, де згадана схема керування виконана з можливістю конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу, використовуючи щонайменше деякі з цифрових записів, збережених у пам'яті.

13. Система контролю трубного виробу, яка включає: зовнішній корпус, який включає зовнішній світловий вимірювальний пристрій; внутрішній корпус, який включає внутрішній світловий вимірювальний пристрій; і схему керування, з'єднану із зовнішнім і внутрішнім світловими вимірювальними пристроями, де згадана схема керування виконана з можливістю: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі, яка простягається через трубний виріб; коли зовнішній світловий вимірювальний пристрій знаходиться у першому положенні, визначення поздовжнього положення зовнішнього корпусу вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли зовнішній світловий вимірювальний пристрій знаходиться у першому положенні, визначення положення по окружності зовнішнього корпусу по окружності поперечного перерізу; Зо коли внутрішній світловий вимірювальний пристрій знаходиться у другому положенні, яке відрізняється від першого положення, визначення поздовжнього положення внутрішнього корпусу вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли внутрішній світловий вимірювальний пристрій знаходиться у другому положенні, визначення положення по окружності внутрішнього корпусу по окружності поперечного перерізу; вибирання діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; визначення зовнішнього діаметра діаметральних секцій з показників зовнішнього світлового вимірювального пристрою; визначення внутрішнього діаметра діаметральних секцій з показників внутрішнього світлового вимірювального пристрою; і визначення геометричного центра поперечного перерізу, де згадана схема керування містить пам'ять, і де згадана схема керування виконана з можливістю зберігати цифрові записи внутрішніх діаметрів, зовнішніх діаметрів і геометричного центра поперечного перерізу в пам'яті; де цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу; де загадана схема керування додатково виконана з можливістю з'єднувати зовнішню поверхню і внутрішню поверхню трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі; де згадана схема керування додатково виконана з можливістю: вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

14. Система за п. 13, де згадана схема керування додатково виконана з можливістю конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу, використовуючи щонайменше деякі з цифрових записів, збережених у пам'яті.

15. Спосіб контролю трубного виробу, який включає: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі, яка 60 простягається через трубний виріб:

позиціонування у поздовжньому напрямку щонайменше одного вимірювального пристрою у положенні відносно поперечного перерізу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення поздовжнього положення вимірювального пристрою вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення положення по окружності вимірювального пристрою по окружності поперечного перерізу; вибирання діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вимірювання зовнішнього діаметра та внутрішнього діаметра у кожній з діаметральних секцій по окружності поперечного перерізу за допомогою щонайменше одного вимірювального пристрою; визначення геометричного центра поперечного перерізу; і повторення вищеперерахованих стадій на множині інших секцій трубного виробу, які перпендикулярні до поздовжньої осі; зберігання цифрових записів зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів і геометричного центра поперечного перерізу, де цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу; об'єднання зовнішньої поверхні і внутрішньої поверхні трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі; вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

16. Спосіб за п. 15, де вимірювальний пристрій містить лазерний вимірювальний пристрій.

17. Спосіб за п. 15, де вимірювальний пристрій містить світловий вимірювальний пристрій.

18. Спосіб за п. 15, який додатково включає стадію використання щонайменше деяких цифрових записів, щоб розрахувати вплив джерел механічного навантаження на обчислену стінку трубного виробу.

19. Спосіб за п. 18, який додатково включає стадію використання щонайменше деяких цифрових записів, щоб конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу.

20. Спосіб за п. 15, де дискретні положення діаметральних секцій рівномірно розподілені по Зо окружності.

21. Система контролю трубного виробу, яка включає: зовнішній блок, який включає щонайменше один зовнішній вимірювальний пристрій; внутрішній блок, який включає щонайменше один внутрішній вимірювальний пристрій; і схему керування, з'єднану із зовнішнім блоком і внутрішнім блоком, де згадана схема керування виконана з можливістю здійснювати стадії: вибирання поперечного перерізу трубного виробу, що є поперечним до поздовжньої осі, яка простягається через трубний виріб; позиціонування у поздовжньому напрямку зовнішнього блока у першому положенні поза поперечним перерізом; коли зовнішній блок знаходиться у першому положенні, визначення поздовжнього положення зовнішнього блока вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли зовнішній блок знаходиться у першому положенні, визначення положення по окружності зовнішнього блока по окружності поперечного перерізу; позиціонування у поздовжньому напрямку внутрішнього блока у другому положенні всередині поперечного перерізу; коли внутрішній блок знаходиться у другому положенні, визначення поздовжнього положення внутрішнього блока вздовж поздовжньої осі трубного виробу; коли внутрішній блок знаходиться у другому положенні, визначення положення по окружності внутрішнього блока по окружності поперечного перерізу; вибирання діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поперечного перерізу трубного виробу; вимірювання зовнішнього діаметра зовнішнім вимірювальним пристроєм і внутрішнього діаметра внутрішнім вимірювальним пристроєм у кожній із діаметральних секцій по окружності поперечного перерізу; визначення геометричного центра поперечного перерізу трубного виробу; і повторення вищеперерахованих стадій на множині інших секцій трубного виробу, які перпендикулярні до поздовжньої осі; згадана схема керування містить пам'ять, і де згадана схема керування виконана з можливістю зберігати цифрові записи зовнішніх діаметрів, внутрішніх діаметрів і геометричного центра поперечного перерізу в пам'яті; цифрові записи включають: перші цифрові записи, виконані з можливістю визначати зовнішню поверхню трубного виробу; і другі цифрові записи, виконані з можливістю визначати внутрішню поверхню трубного виробу;

згадана схема керування додатково виконана з можливістю об'єднувати зовнішню поверхню і внутрішню поверхню трубного виробу для обчислення стінки трубного виробу у тривимірному просторі; згадана схема керування використовує середній блок, щоб здійснювати стадії: вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкової секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкової секції; і вимірювання відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останньої секції від точки геометричного центра внутрішньої поверхні останньої секції.

22. Система за п. 21, де зовнішній блок містить лазерний вимірювальний пристрій.

23. Система за п. 22, де внутрішній блок містить лазерний вимірювальний пристрій.

24. Система за п. 21, де зовнішній блок містить світловий вимірювальний пристрій.

25. Система за п. 24, де внутрішній блок містить світловий вимірювальний пристрій.

26. Система за п. 21, де згадана схема керування виконана з можливістю конструювати віртуальну тривимірну структуру трубного виробу, використовуючи щонайменше деякі з цифрових записів, збережених у пам'яті.

27. Спосіб збирання та зберігання інформації, яка представляє зовнішні і внутрішні діаметри трубної поверхні та пов'язані геометричні центри поздовжнього перерізу, що представляють тривимірну поздовжню або спіральну прямизну трубних виробів, який включає: (а) вибирання діаметральної секції окружності трубного виробу, про який інформація, яка представляє зовнішній діаметр, внутрішній діаметр і геометричний центр поздовжнього перерізу, повинна бути записана у форматі, зчитуваному засобами цифрових електронних обчислювальних машин (ЕОМ); (б) визначення кількості і просторового розміщення діаметральних секцій у дискретних положеннях по окружності поздовжнього перерізу трубного виробу, що буде виробляти інформацію, яка представляє зовнішні і внутрішні діаметри по окружності трубного виробу, що має визначену роздільну здатність та геометричний центр, який представляє пов'язаний поздовжній переріз; (с) позиціонування у поздовжньому напрямку лазерного або світлового вимірювального пристрою, який здатний вимірювати зовнішній діаметр і внутрішній діаметр у бажаній кількості Зо прилеглих положень по окружності та вимірювати геометричний центр кожного пов'язаного поздовжнього перерізу трубного виробу у множині прилеглих положень на площі трубного виробу, яка повинна бути перевірена; (ад) коли лазерний або світловий вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення поздовжнього положення лазерного або світлового вимірювального пристрою по осі трубного виробу; (є) коли лазерний або світловий вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, визначення положення по окружності лазерного або світлового вимірювального пристрою по окружності трубного виробу; (Ї) коли лазерний або світловий вимірювальний пристрій знаходиться у положенні, спонукання лазерного або світлового вимірювального пристрою визначати зовнішні і внутрішні діаметри та геометричний центр дискретного поздовжнього перерізу трубного виробу, до якого наближається лазерний або світловий вимірювальний пристрій; (9) здійснення цифрового запису зовнішніх і внутрішніх діаметрів, геометричного центра секції, поздовжнього положення та положення по окружності у пов'язаному відношенні; (п) повторення стадій (с)-(9) вище на множині інших положень по окружності та поздовжніх положень вибраної секції, що раніше не були визначені і записані, поки усі із зовнішніх та внутрішніх діаметрів, що представляють визначену роздільну здатність вибраної секції, були визначені і записані, та представлення множиною записів, кожен з яких представляє зовнішній і внутрішній діаметри, зовнішні та внутрішні геометричні центри секції, поздовжнє положення та положення по окружності дискретної частини обчисленої стінки трубного виробу у пов'язаному відношенні; і де вся зовнішня поверхня, представлена множиною записів, і вся внутрішня поверхня, представлена множиною інших записів, потім додатково зв'язані у тривимірному просторі шляхом вимірювання: відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу від точки геометричного центра внутрішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу, і відносного положення і відстані точки геометричного центра зовнішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу від точки геометричного центра бо внутрішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу.

28. Спосіб за п. 27, де вибрана секція включає зовнішні і внутрішні діаметри усієї трубної поверхні та пов'язана з геометричними центрами по усій довжині трубного виробу і додатково пов'язана з: відносним положенням центральної точки зовнішньої поверхні початкового поздовжнього перерізу відносно центральної точки внутрішньої поверхні початкової секції, і відносним положенням центральної точки зовнішньої поверхні останнього поздовжнього перерізу відносно центральної точки внутрішньої поверхні останньої секції.

29. Спосіб за п. 28, де просторове розміщення дискретних частин всередині секції зовнішньої та внутрішньої поверхонь трубного виробу є таким, що кожне визначення зовнішніх і внутрішніх діаметрів кожної прилеглої дискретної частини секції зовнішньої та внутрішньої поверхонь труби підходить для бажаної роздільної здатності, і де один геометричний центр визначений для кожної поздовжньої дискретної частини.

30. Спосіб за п. 29, де кількість дискретних частин всередині секції зовнішньої та внутрішньої поверхонь трубного виробу рознесена по окружності труби, щоб встановити визначену роздільну здатність.

31. Спосіб за п. 30, який додатково включає стадію спонукання засобів цифрових ЕОМ використовувати щонайменше деяку інформацію, яка була записана у цифровому, машинозчитуваному форматі, щоб розрахувати вплив джерел механічного навантаження на обчислену стінку трубного виробу.

32. Спосіб за п. 29, який додатково включає стадію спонукання засобів цифрових ЕОМ використовувати щонайменше деяку інформацію, яка була записана у цифровому, машинозчитуваному записі, щоб показувати зовнішні діаметри і внутрішні діаметри у зв'язку з однією точкою геометричного центра кожного дискретного поздовжнього перерізу трубного виробу, щоб конструювати істинну віртуальну тривимірну структуру повної довжини трубного виробу. -ї і очннннно КА рей Е 4 осттсттссторєтссттсстос Ж 15 15

Фіг.