Устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода

Изобретение относится к области неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов путем пропуска внутритрубного устройства. Технический результат: повышение точности диагностических данных по измерению внутреннего профиля за счет защиты от поперечных нагрузок, приводящих к деформации рычагов, при прохождении геометрических особенностей трубопровода и за счет возможности установки большего количества рычажных систем по окружности корпуса. Сущность: устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода состоит из цилиндрического корпуса, на котором установлены полиуретановые манжеты, колесные опоры, одометрическая система и по крайней мере одна измерительная секция, включающая рычажные системы, равномерно установленные по окружности цилиндрического корпуса независимо друг от друга. Каждая рычажная система включает неподвижно установленный на цилиндрическом корпусе кронштейн, содержащий вертикальную ось, на которой размещен поворотный кронштейн с горизонтальной осью, на которой размещен рычаг с накладкой. Каждая рычажная система оснащена датчиком угловых перемещений и пружинным механизмом. Пружинный механизм включает пружину растяжения, соединенную одним концом с поворотным кронштейном, а другим - с цилиндрическим корпусом. Цилиндрический корпус содержит герметичную колбу с электронным оборудованием записи и хранения информации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля технического состояния трубопроводов путем пропуска внутритрубного устройства.

Из уровня техники известен внутритрубный дефектоскоп (патент RU 15518, МПК G01B 7/28, G01B 7/13, опубл. 20.10.2000), который содержит чувствительный рычаг, установленный на корпусе дефектоскопа, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, свободный конец указанного рычага включает в себя съемную часть, контактирующую с внутренней поверхностью трубопровода, на корпусе дефектоскопа установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных.

Из уровня техники известны измерительные подпружиненные рычаги внутритрубного многоканального профилемера (патент RU 2529820, МПК G01B 7/28, опубл. 27.09.2014), который состоит, по крайней мере, из одной секции, состоящей из корпуса, на котором установлены опорные диски, колесные блоки подвески, манжеты и два пояса измерительных подпружиненных рычагов таким образом, что полностью перекрывают всю длину окружности внутреннего диаметра трубопровода, а на конце каждого из измерительных подпружиненных рычагов закреплена полиуретановая накладка с залитыми в ней износостойкими шипами, при этом полиуретановая накладка измерительного подпружиненного рычага прижата к внутренней поверхности трубопровода.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является внутритрубный профилемер (патент RU 2164661, МПК G01B 5/28, G01B 7/34, G01B 7/28, F17D 5/00, G01B 7/30, опубл. 27.03.2001), включающий пояс чувствительных рычагов, установленных на корпусе по периметру вокруг главной оси трубопровода и прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, и, по крайней мере, один пояс датчиков угла поворота, установленных по периметру корпуса вокруг главной оси трубопровода, каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота, при этом ось чувствительного рычага, соединяющая ось вращения рычага с ближайшей точкой касания рычага с внутренней поверхностью трубопровода номинального диаметра в плоскости, проходящей через главную ось трубопровода, образует угол 60-80° с главной осью трубопровода.

Общим недостатком перечисленных выше устройств является изнашиваемость контактных поверхностей измерительных рычагов, соприкасающихся с внутренней поверхностью трубопровода, что приводит к необходимости проведения частой замены изношенных частей измерительных рычагов. Частая замена изношенных частей рычагов влечет за собой увеличение себестоимости работ по внутритрубной диагностике трубопроводов. Контакт с внутренней поверхностью трубопровода быстро изнашиваемых контактных поверхностей измерительных рычагов приводит к получению недостоверной диагностической информации. Все перечисленные выше устройства имеют пружинный механизм измерительного рычага. Известные конструкции пружинного механизма измерительного рычага при контакте с внутренней поверхностью трубопровода (с учетом геометрических особенностей трубопровода, в том числе дефектов) могут вызвать инерционный отскок, что также приводит к получению недостоверной информации и даже к потере диагностической информации на отдельных участках трубопровода. Кроме того, известные конструкции пружинного механизма измерительного рычага при движении внутритрубного устройства в трубопроводе подвержены поперечным нагрузкам, приводящим к деформации измерительных рычагов.

Под геометрическими особенностями трубопровода следует понимать сужения внутреннего проходного диаметра трубопровода, образовавшиеся из-за деформации трубопровода (вмятина); сужения внутреннего проходного диаметра трубопровода из-за выступающих во внутреннюю полость трубопровода конструктивных элементов трубопровода, крутоизгибные отводы трубопровода, а также сужения внутреннего проходного диаметра трубопровода из-за асфальтосмолопарафиновых отложений на внутренней стенке трубопровода.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности диагностических данных по измерению внутреннего профиля, получаемых по результатам внутритрубной диагностики.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода, состоит из цилиндрического корпуса, на котором установлены полиуретановые манжеты, колесные опоры, одометрическая система и по крайней мере одна измерительная секция, включающая рычажные системы, равномерно установленные по окружности цилиндрического корпуса независимо друг от друга, при этом каждая рычажная система включает неподвижно установленный на цилиндрическом корпусе кронштейн, содержащий вертикальную ось, на которой размещен поворотный кронштейн, с горизонтальной осью, на которой размещен рычаг с накладкой, при этом каждая рычажная система оснащена датчиком угловых перемещений и пружинным механизмом, с целью уменьшения поперечного габарита рычажной системы. Пружинный механизм включает пружину растяжения, соединенную одним концом с поворотным кронштейном, а другим - с цилиндрическим корпусом. Цилиндрический корпус содержит герметичную колбу с электронным оборудованием записи и хранения информации.

Устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода, имея в составе рычажную систему измерительной системы, защищено от воздействия поперечных нагрузок, приводящих к деформации рычагов, при прохождении геометрических особенностей трубопровода, что повышает точность диагностических данных по измерению внутреннего профиля трубопровода.

Использование в рычажную системе пружинного механизма, включающего пружину растяжения, позволило уменьшить поперечный габарит рычажной системы, и как следствие, дало возможность установить большее количество рычажных систем по окружности цилиндрического корпуса, что в свою очередь так же повышает точность диагностических данных по измерению внутреннего профиля трубопровода.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена секция устройства для измерения внутреннего профиля трубопровода (трубопровод не показан), фиг. 2 изображена конструкция рычажной системы устройства.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения:

1. Устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода;

2. Цилиндрический корпус,

3. Полиуретановая манжета,

4. Колесные опоры;

5. Измерительная система,

6. Одометрическая система,

7. Неподвижный кронштейн,

8. Вертикальная ось,

9. Поворотный кронштейн,

10. Горизонтальная ось,

11. Рычаг,

12. Накладка,

13. Пружинный механизм,

14. Датчик угловых перемещений,

15. Упорный элемент.

Заявленное устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода работает следующем образом:

Устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода 1, включает корпус 2, манжеты 3, колесные опоры 4, измерительную систему 5 и одометрическую систему 6. Измерительная система 5 содержит рычажные системы, равномерно установленные по окружности корпуса 2 независимо друг от друга. Рычажная система измерительной системы 5 состоит из неподвижного кронштейна 7, вертикальной оси 8, поворотного кронштейна 9, горизонтальной оси 10, рычага 11, накладки 12, датчика угловых перемещений 14, упорного элемента 15, пружинного механизма 13, включающего пружину растяжения, при этом неподвижный кронштейн 7 является базовым элементом, с помощью которого осуществляется крепление рычажной системы измерительной системы 5 на корпусе 1, поворотный кронштейн 9 крепится к неподвижному кронштейну 7 по средством вертикальной оси 8 и упорного элемента 15 с возможностью упругого качения в установленном диапазоне, рычаг 11 установлен на поворотный кронштейн 9 так, что способен поворачиваться вокруг горизонтальной оси 10 в пределах диапазона углов, ограниченного упорами на поворотном кронштейне 9, а датчик угловых перемещений 14 фиксирует перемещение рычага 11.

Устройство 1 перемещается внутри трубопровода вместе с перекачивающимся продуктом, при этом рычаги 11 рычажной системы измерительной системы 5 касаются внутренней стенки трубопровода, а одометрическая система 6 производит отсчет дистанции, пройденной устройством 1. При наезде на геометрическую особенность внутренней поверхности трубопровода рычаг 11 отклоняется от горизонтальной оси 10 и датчик угловых перемещений 14 отслеживает величину отклонения рычага 11. В случае наезда на препятствие или прохождения какой-либо геометрической особенности внутренней поверхности трубопровода, приводящей к возникновению на рычаге 11 рычажной системы измерительной системы 5 поперечной нагрузки рычаг 11 упруго поворачивается на вертикальной оси 8 и «уходит» от боковой силы. После прекращения воздействия поперечной нагрузки рычаг 11 возвращается в исходное положение.

1. Устройство для измерения внутреннего профиля трубопровода, состоящее из цилиндрического корпуса, на котором установлены полиуретановые манжеты, колесные опоры, одометрическая система и по крайней мере одна измерительная секция, включающая рычажные системы, равномерно установленные по окружности цилиндрического корпуса независимо друг от друга, отличающееся тем, что каждая рычажная система включает неподвижно установленный на цилиндрическом корпусе кронштейн, содержащий вертикальную ось, на которой размещен поворотный кронштейн, с горизонтальной осью, на которой размещен рычаг с накладкой, при этом каждая рычажная система оснащена датчиком угловых перемещений и пружинным механизмом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пружинный механизм включает пружину растяжения, соединенную одним концом с поворотным кронштейном, а другим - с цилиндрическим корпусом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический корпус содержит герметичную колбу с электронным оборудованием записи и хранения информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу измерения объемных координат перемещаемого щупа. В способе измерения объемных координат перемещаемого щупа путем проецирования лазерного паттерна из двух или более пространственных положений на известную геометрическую поверхность регистрация полученной картинки осуществляется через оптическую систему фотоматрицей, которая сама жестко механически связана как с геометрической поверхностью проецирования, так и с измерительным щупом, и позволяет математически рассчитать положение измерительного щупа относительно известных координат и векторов проецирования источников лазерного паттерна.

Изобретение может быть использовано для изготовления емкостей, подвергаемых градуировке для определения объемов в контрольных точках, расположенных на заданной высоте.

Изобретение предназначено для автоматизации контроля диаметров и отклонения формы при размерной сортировке миниатюрных несимметричных деталей цилиндрической формы, например штырей радиотехнических разъемов.

Способ относится к области технических измерений и может быть использован при измерении формы поперечных сечений сложного профиля, а также отклонений от круглости номинально круглых сечений.

Группа изобретений относится к ядерной технике. Способ измерения искривления технологического канала ядерного реактора типа РБМК, заключающийся в том, что гибкий стержневой элемент, оснащенный оптоволоконными датчиками деформации, помещают в центральный канал тепловыделяющей сборки, пропускают через оптоволоконный датчик световой сигнал, а регистрацию изгиба стержневого элемента осуществляют за счет анализа отраженных световых сигналов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения геометрических параметров длинномерных деталей. Способ заключается в том, что длинномерную деталь устанавливают горизонтально на двух опорах с концов детали или консольно, обеспечивают ее неподвижность в процессе измерения, производят измерение в единой системе координат круглограмм сечений поверхности детали в поперечных плоскостях, расположенных вдоль продольной координатной оси и перпендикулярных ей.

Изобретение относится к измерительной технике в области диагностики цилиндрических и сферических резервуаров и может быть использовано для оценки остаточного ресурса стенки резервуара по малоцикловой усталости.

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении и может быть использовано для контроля формы цилиндрических поверхностей тонкостенных цилиндрических оболочек в научных исследованиях и производственной практике.

Предложенная группа изобретений относится к средствам для измерения размеров деталей в турбомашинах. Заявленный способ измерения деформации детали в турбомашине заключается в том, что проверяют профиль стержня в трех измерениях при помощи трехмерной модели профиля части эталонной детали; вставляют стержень в эндоскопическое отверстие корпуса турбомашины; позиционируют и закрепляют профилированную часть стержня на части контролируемой детали, соответствующей части эталонной детали; вводят эндоскоп внутрь корпуса турбомашины; измеряют деформацию части контролируемой детали при помощи эндоскопа, затем извлекают стержень из турбомашины и осуществляют новую проверку профиля стержня в трех измерениях, чтобы убедиться, что она не подверглась деформации в корпусе турбомашины.

Изобретение относится к области управления качеством продукции, в частности, крупногабаритных топливных баков ракет. Способ заключается в выборе информативных параметров качества (ИПК) изготовления тонкостенной оболочки бака.

Изобретение относится к эксплуатации магистральных газопроводов, в частности к эксплуатации потенциально опасных участков (ПОУ) с повышенным, ненормативным уровнем напряженно-деформированного состояния (НДС).

В заявке на предлагаемое изобретение описывается универсальный трубоукладочный модуль, представляющий собой базовую машину землеройно-укладочного комплекса, простой заменой в которой сменного рабочего оборудования можно получить одну из двух специализированных машин, входящих в его состав: трубозаглубителя и траншеезасыпателя.

Изобретение относится к телекоммуникационным устройствам удаленного мониторинга, телеметрии и может быть использовано при мониторинге подводных переходов магистральных трубопроводов и коммуникационных линий связи.

Устройство относится к измерительным устройствам и может быть использовано для обследования внутренней поверхности трубы в условиях наличия колебательных движений трубы.

Изобретение относится к строительству подводных газопроводов. Предлагаемое изобретение обеспечивает утяжеление трубы подводного газопровода без строительства над ней дополнительной железобетонной оболочки.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов. Зажимное устройство (1) для внутреннего центрирования труб относительно друг друга содержит две зажимные головки (5, 6), выполненные с возможностью размещения во взаимно обращенных концах труб.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефти и газа и может быть использовано для балластировки сооружаемых или ремонтируемых подземных трубопроводов.

Изобретение относится к развертыванию и непосредственной стыковке подводных трубопроводов, применяемых для транспортировки углеводородов. Способ установки подводного трубопровода, имеющего непосредственную стыковку с подводной конструкцией включает в себя, при вводе трубопровода в водную среду с трубоукладочного судна, создание пластической деформации в области на конце трубопровода, подлежащем стыковке, или вблизи от него, причем указанная пластическая деформация создает радиус rl кривизны на участке трубопровода, расположенном рядом с концом трубопровода, который меньше, чем заданный максимальный радиус RMAX кривизны, для создания стыковочного петлевого температурного компенсатора на стыковочном конце трубопровода, и во время или после стыковки упругое деформирование указанной области путем приложения к трубопроводу растягивающей нагрузки для увеличения ее радиуса кривизны указанной области.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность трубного лейнера. Сущность: трубу (13) лейнера испытывают на герметичность до реверсии, после протяжки через несущую трубу (11), подлежащую лейнированию, с помощью обжимного кольца (21), и когда на трубу (13) лейнера действует усилие натяжения.

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при строительстве магистральных трубопроводов на болотах третьей категории, производстве подводных работ, в зоне распространения вечномерзлых грунтов, при быстром возведении дорог, аэродромов, объектов инженерной инфраструктуры ВПК и МЧС, спортивных площадок, укреплении береговой полосы и различных откосов, в частности при сооружении покрытий грунтовых площадок.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и, в частности, может быть использовано при ремонте магистрального трубопровода с заменой дефектного участка методом вырезки/врезки катушки. Способ замены дефектного участка трубопровода, включает обнаружение дефектного участка, оценку напряженно-деформированного состояния дефектного участка трубопровода, вырезку дефектного участка, центрирование труб, разметку, установку и сварку ремонтной «катушки» с трубами трубопровода. При оценке напряженно-деформированного состояния дефектного участка трубопровода определяют вид его упругой деформации и производят на дефектном участке следующие сквозные надрезы: при деформации сжатия продольные надрезы, относительно продольной оси трубопровода, при деформации растяжения и/или кручения надрезы в виде витков спирали относительно продольной оси трубопровода, при деформации изгиба поперечные надрезы со стороны действия растягивающих напряжений. Упомянутые надрезы производят до высвобождения упругой деформации дефектного участка трубопровода. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх