Системы и способы, используемые при сварке сегментов трубы в трубопроводе

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке труб, например, в полевых условиях. Система для сварки содержит первое и второе устройства для зацепления трубы, выполненные с возможностью зацепления с внутренней поверхностью соответствующей трубы с их фиксацией, одну или несколько сварочных горелок, выполненных с возможностью размещения внутри труб для создания внутреннего сварного шва в области контактной поверхности между трубами, по меньшей мере один двигатель для вращения горелок вдоль области контактной поверхности между трубами и один или несколько процессоров, выполненных с возможностью управления двигателем и сварочными горелками для генерации законченного кольцевого сварного шва, при этом процессоры выполнены с возможностью изменения угла опережения сварочных горелок во время процесса сварки. Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений труб. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 169 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на выдачу патента PCT/US2015/047603, поданной 28 августа 2015 года, которая заявляет приоритет по предварительной заявке США No. 62/043 757, поданной 29 августа 2014 года. Настоящая заявка также является частичным продолжением заявки на выдачу патента PCT/US2015/022665, поданной 26 марта 2015 года, и заявки на патент США No. 14/228 708, поданной 28 марта 2014 года. PCT/US2015/022665 испрашивает приоритет по заявке США No. 14/228 708. Настоящая заявка также является частичным продолжением заявки на выдачу патента PCT/US2014/039148, поданной 22 мая 2014 года, и заявки на патент США No. 14/272 914, поданной 8 мая 2014 года, которые испрашивают приоритет по предварительной заявке США No. 61/826,628, поданной 23 мая 2013 года. Заявка PCT/US2014/039148 испрашивает приоритет по заявке США No. 14/272 914. Настоящая заявка также заявляет приоритет по предварительной заявке США No. 62/175 201, поданной 12 июня 2015 года, и предварительной заявке США No. № 62/189 716, поданной 7 июля 2015 года. Полное содержание всех этих заявок включено в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка на патент относится к различным полевым системам и способам, используемым для сварки сегментов трубы трубопровода.

[0003] Системы трубопроводов, которые содержат протяженные секции или сегменты трубы (например, мили сегментов трубы), содержащие стальные трубы, трубы из нержавеющей стали или трубы из других типов металлов, используются для транспортировки жидкостей, таких как вода, масло, и природный газ между двух локаций (например, от источника происхождения, которым может находится на земле и ли на воде, к подходящему месту хранения). Конструкция систем трубопроводов, как правило, содержит соединение вместе сегментов трубы необходимого диаметра и продольного размера посредством сварного соединения, например, способного обеспечить водонепроницаемое уплотнение соединяемых сегментов трубы.

[0004] При формировании сварного соединения между двумя сегментами трубы (например, двумя сегментами, имеющими одинаковые или схожие размеры в поперечном сечении), при этом конец одной секции или сегмента трубы находится в непосредственной близости или контактирует с концом второй секции или сегмента трубы. Сегменты трубы удерживаются относительно друг друга и выполняется сварное соединение для стыковки двух концов сегментов трубы с использованием сварочного процесса. Поле выполнения сварки и очистки сварной шов подвергается проверке. После проверки желательно нанести внешнее защитное покрытие на сварное соединение.

[0005] Традиционные внутренние сварочные аппараты зачастую содержат внутренние механизмы выравнивания, которые расположены радиально по направлению наружу для соединения с внутренней частью трубы. Выравнивание двух сегментов трубы выполняется изнутри, когда вытягиваемые элементы центрального элемента соединяются с внутренней частью трубы достаточно близко к сопрягаемым поверхностям сегмента трубы с обеих сторон соединения, как проиллюстрировано в патентах США №3 461 264; 3 009 048; 3 551 636; 3 612 808 и Великобритании 1261814 (каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки). Для сварки соединения структура экспандера должна быть выполнена с возможностью обеспечения достаточного пространства для размещения поворотной горелки. Преимуществом было бы обеспечить внутреннее выравнивание, обеспечивающее достаточное пространство для поворотной или шарнирной горелки, или для внешнего выравнивания сегментов трубы, для того, чтобы исключить необходимость во внутреннем экспандере, который может создавать значительные внутренние помехи.

[0006] При этом, обычные процессы внутренней сварки, как правило, включают внутреннее или внешнее выравнивание и установку внутреннего сварочного аппарата таким образом, чтобы горелка была отрегулирована относительно сопрягаемой поверхности. При таком процессе бывает трудно определить точность позиционирования внутреннего сварочного аппарата в целом и сварочной горелки в частности. Еще сложнее определить точность позиционирования сварочной горелки, так как сварочная горелка перемещается поперечно внутри трубы вдоль ее орбитальной траектории во время сварки. Таким образом, желательно предоставить систему контроля за структурой или позиционированием краев трубы на контактной поверхности трубы для управления сварочной горелкой посредством использования отслеживаемого положения контактной поверхности. В конкретном случае, желательно сначала записать профиль контактной поверхности с помощью лазера перед отправкой сигнала электронному контроллеру, управляющему положением и ориентацией сварочной горелки относительно отслеживаемого профиля контактной поверхности.

[0007] Кроме того, в обычных системах сварки трубопроводов, использующих внешние механизмы выравнивания, как правило, два сегмента удерживаются на роликах, а положением и ориентацией сегментов управляют до получения удовлетворительного выравнивания. Несмотря на это, удовлетворительное выравнивание, как правило, основывается, к примеру, на соответствующих промышленных приборах для измерения несоответствия при сварке, которые являются довольно точными, но управляются и позиционируются вручную на дискретных локациях, а не по всей поверхности контакта трубы. В других случаях, поверхность контакта или структура поверхности контакта, изученная внутри трубы, как правило, не дает представления о качестве выравнивания. Таким образом, желательно предоставить систему выравнивания, в которой информация о профиле поверхности контакта, считываемая лазером, использовалась бы в качестве входных параметров во время процесса внешнего выравнивания. В конкретном случае, желательно предоставить информацию от лазера, управляющего сварочной горелкой, контроллеру, который будет использовать эту информацию в механизмах управления внешним выравниванием.

[0008] Более того, обычным системам трубопроводов для сваривания сегментов трубы не хватает возможности визуального инспектирования сварного шва, накладываемого сварочной горелкой. Таким образом, желательно предоставить камеру, которая будет следовать за сварочной горелкой при наложении сварного шва, и экран для демонстрации изображения сварного шва оператору для визуального инспектирования качества сварного шва. Другими преимуществами настоящего изобретения станут очевидными из обзора настоящего описания. Патентные преимущества не ограничиваются преимуществами, освещенными в данном разделе. Дополнительно, рассмотренные в данном документе преимущества следует рассматривать независимо один от другого и вне зависимости один о другого, если в данном документе явно не указано иное. Дополнительные преимущества также описаны в формуле изобретения, прилагаемой к данной заявке.

[0009] В сварочных операциях, как правило, трубы предварительно нагревают до необходимой температуры перед началом сварочных работ, при том генерируется значительное количество тепла во время самого процесса сварки.

[0010] Иногда, после завершения сварочных и очистных работ, сварной шов подвергается проверке. Желательно проверить сварной шов при температуре, близкой к рабочей температуре эксплуатации трубы, чем при высокой температуре сварного шва. В связи с этим, после процесса сварки желательно выполнить охлаждение до начала проверки. После проверки желательно нанести внешнее защитное покрытие на соединение. Для выполнения такого защитного покрытия к трубе подводят тепло для повышения ее температуры до температуры, необходимой для нанесения определенного внешнего защитного покрытия (например, полипропилена).

[0011] После такого нагревания соединение трубы идеально подходят для охлаждения до заданной температуры перед дополнительными выполняемыми этапами обработки (например, перед обматыванием соединенных секций трубопровода или транспортировкой/размещением секций трубопровода в воде, или на другом подходящем месте на поверхности земли).

[0012] Во время определенных этапов обработки трубы (например, после сварки и перед проверкой), внешние сегменты соединяемой трубы легкодоступны, а охлаждение наружной поверхности является опцией. Тем не менее, во время выполнения некоторых частей процесса (например, после нанесения на наружную поверхность трубы определенных материалов) наружная поверхность, к которой применяется процесс охлаждения трубы, недоступна.

[0013] Внутреннее охлаждение может быть удобным во время определенных этапов процесса обработки (например, даже при доступном внешнем охлаждении). Внутреннее охлаждение внутри трубы требует особых подходов с учетом размера труб и сложности доступа к внутренним частям трубных секций, расположенных на или рядом со сварным соединением. В связи с этим, очень желательно предоставить внутреннее охлаждение таким образом, чтобы во время этапов обработки, когда внешняя поверхность трубы недоступна, охлаждение можно было бы реализовать для быстрого обеспечения необходимого состояния трубы для последующих этапов, требующих низких температур (например, обматывания).

[0014] Существующие процессы проверки сварки трубопроводов, например, ультразвуковое тестирование и рентгенография, могут быть достаточно сложными. Например, некоторые процессы могут потребовать большой команды (например, 4 или более сотрудника) высококвалифицированного персонала, которую необходимо доставить в удаленное место, где строится трубопровод; могут потребоваться компьютеры в полевом исполнении, которые необходимо транспортировать отдельным грузовиком в удаленное место и использовать в суровых условиях; предоставить оборудование для проверки, которое связано сетевыми проводами («привязано») к выделенному компьютерному оборудованию и грузовикам в полевом исполнении; процессы могут быть малоэффективными, так как каждый член команды может потребоваться только для определенных этапов процесса; требуется тщательно подготовленный технический персонал на участке выполнения работ для расшифровки результатов испытаний; и требуется, чтобы был выполнен необходимый анализ, а результаты были записаны на трубе перед перемещением команды к следующему сварному шву. Конечно же, все это утверждение общего характера и не все эти проблемы существуют во всех системах.

[0015] Сегодняшние технологии соединения труб остаются областью техники, основанной на предупреждении совершения ошибок рабочим, выполняющим сварной шов. Некоторые технологии сварки требуют соответствующего управления данными, управлением работой и наблюдением за ходом работ. Вследствие таких проблем, качество сварки, время выполнения и экономические показатели также являются неоднозначными.

[0016] Настоящая патентная заявка предоставляет улучшения по сравнению с предыдущим уровнем техники полевых систем и способов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Настоящее изобретение относится к полевым системам и способам, задействованным в прикладных задачах сварки труб. Полевые системы представлены множеством вариантов реализации, относящимися к системам и способам сварки труб, которые используются в комбинации одна с другой, или отдельно. Такие сварочные системы и способы включают, к примеру, внутренние сварочные системы и способы, системы и способы сварки плетей трубопровода, системы и способы проверки труб, системы и способы подачи и укладки труб, системы и способы внутреннего охлаждения труб, системы и способы неразрушающего тестирования, а также, к примеру, системы и способы удаленного интерфейса и баз данных (uLog). Заявка дополнительно относится к сваренным трубам в результате некоторых или всех подобных процессов.

[0018] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему для сварки двух труб. Полевая система содержит первое устройство зацепления трубы; второе устройство зацепления трубы; измерительный датчик; двигатель; один или более процессоров; и сварочную горелку. Первое устройство зацепления трубы выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью первой трубы, позволяющее первому устройству зацепления трубы быть зафиксированным относительно первой трубы. Второе устройство зацепление трубы выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью второй трубы позволяющие второму устройству зацепление трубы быть зафиксированным относительно второй трубы. Измерительный датчик расположен между первым устройством зацепления трубы и вторым устройством зацепления трубы, при этом измерительный датчик выполнен с возможностью испускать исследовательский пучок излучения. Двигатель функционально связан с измерительным датчиком для направления исследовательского пучка излучения вдоль контактной поверхности между трубами. Один или более процессоров функционально связаны с измерительным датчиком для определения профиля контактной поверхности между двумя трубами. Сварочная горелка выполнена с возможностью создания сварного шва между трубами на основании данных о профиле контактной поверхности между трубами.

[0019] Другой аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему для сварки двух труб. Полевая система содержит первое устройство зацепления трубы; второе устройство зацепления трубы; измерительный датчик; двигатель; один или более двигателей для ориентации; один или более процессоров; и узел сварочной горелки. Первое устройство зацепления трубы выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью первой трубы, позволяющее первому устройству зацепления трубы быть зафиксированным относительно первой трубы. Второе устройство зацепление трубы выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью второй трубы позволяющие второму устройству зацепление трубы быть зафиксированным относительно второй трубы. Измерительный датчик расположен по оси между первым устройством зацепления трубы и вторым устройством зацепления трубы, при этом измерительный датчик выполнен с возможностью проверки области контактной поверхности между трубами и формирования данных о профиле на основании такой проверки. Один или более двигателей для ориентации функционально связаны с измерительным датчиком для направления исследовательского пучка излучения вдоль контактной поверхности между трубами. Один или более процессоров функционально связаны с измерительным датчиком и выполнены с возможностью получения данных о профиле от измерительного датчика для определения одной или более характеристик области контактной поверхности между трубами. Узел сварочной головки содержит сварочную горелку и по меньшей мере один двигатель сварочной горелки, при этом сварочная горелка и по меньшей мере один двигатель сварочной горелки приводятся в действие одним или более процессорами для создания сварного шва между трубами на основании одной или более характеристик области контактной поверхности между трубами.

[0020] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему для сварки двух труб. Полевая система содержит каркас, выполненный с возможностью размещения внутри труб; множество роликов выполненных с возможностью удерживания каркаса с возможностью вращения; приводной двигатель, который приводит в движение ролики для перемещения каркаса внутри труб; тормозную систему, удерживающую каркас в заданном положении внутри труб от перемещения; измерительный датчик, удерживаемый каркасом, при этом измерительный датчик выполнен с возможностью обнаружение характеристик области контактной поверхности между трубами; сварочную горелку, удерживаемую каркасом; одну или более аккумуляторных батарей, удерживаемых каркасом, при этом одна или более аккумуляторных батарей выполнены с возможностью питания приводного двигателя, измерительного датчика и сварочной горелки; и один или более процессоров, функционально связанных с приводным двигателем, измерительным датчиком и сварочной горелкой.

[0021] Еще один пример настоящей патентной заявки предоставляет способ для сварки друг с другом пары изолированных труб. Каждая труба содержит внутреннюю металлическую часть трубы, окруженную изолирующим материалом. Концы свариваемой трубы имеют выступающую металлическую внутреннюю часть. Способ включает выравнивание свариваемых выступающих металлических концов, сварку выступающих металлических концов друг с другом, нагревание сваренных выступающих концов труб, наложение изолятора на нагретые выступающие концы сваренных труб таким образом, что изолятор налипает на внешнюю поверхность внутренней металлической части трубы, таким образом, изолируя выступающие ранее части труб, и прикладывая энергию охлаждения внутри труб к внутренней поверхности металлических труб.

[0022] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему для сварки друг с другом пары изолированных труб. Каждая труба содержит металлическую внутреннюю часть, окруженную изолирующим материалом. Концы свариваемой трубы имеют выступающую металлическую внутреннюю часть. Система включает сварочную горелку, выполненную с возможностью сваривания выступающих металлических концов трубы друг с другом; нагревательный прибор, выполненный с возможностью нагрева выступающих концов сваренных труб; устройство подачи изолятора, выполненное с возможностью наложения изолирующего материала на нагретые выступающие концы сваренных труб таким образом, что изолятор налипает на внешнюю поверхность внутренней металлической трубы, таким образом, изолируя ранее выступающие концы труб; и систему охладителя, которая прикладывает энергию охлаждения к внутренней поверхности металлических труб, что способствует охлаждению металлических труб после наложения изолирующего материала.

[0023] Еще один пример настоящей патентной заявки предоставляет способ для сварки друг с другом пары изолированных труб. Каждая труба содержит внутреннюю металлическую часть трубы, окруженную изолирующим материалом. Концы свариваемой трубы имеют выступающую металлическую внутреннюю часть. Способ включает выравнивание свариваемых выступающих металлических концов трубы, сварку выступающих металлических концов трубы друг с другом, нагревание выступающих концов сваренных труб, наложение изолятора на нагретые выступающие концы сваренных труб таким образом, что изолятор налипает на внешнюю поверхность внутренней металлической части трубы, таки образом, изолируя выступающие ранее концы труб, и применение энергии охлаждения внутри труб на внутреннюю поверхность металлических труб после наложения изолятора; и выполнение процедуры развертывания трубопровода. Применение энергии охлаждения снижает время ожидания между наложением изолятора и выполнением процедуры развертывания трубопровода.

[0024] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет узел сварной трубы. Узел сварной трубы содержит первую металлическую трубу, имеющую длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов; вторую металлическую трубу, имеющую длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов; металл сварного шва, соединяющий первую трубу со второй трубой, при этом металл сварного шва содержит множество слоев сварного шва, при этом множество слоев сварного шва содержит проход при заварке корня шва и горячий проход, расположенный сверху корневого валика, при этом слой горячего прохода располагается ближе внутренней продольной оси сваренных первой и второй труб, чем корневой валик.

[0025] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет узел сварной трубы. Узел содержит первую металлическую трубу, имеющую длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов; вторую металлическую трубу, имеющую длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов; металл сварного шва, соединяющий первую трубу со второй металлической трубой, при этом металл сварного шва содержит первую внутреннюю разделку шва, выполненную в первой металлической трубе и вторую внутреннюю разделку шва, выполненную во второй металлической трубе, и проход при заварке корня шва металла сварного шва, расположенный в области, определяемой первой внутренней разделкой шва и второй внутренней разделкой шва.

[0026] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему охлаждения трубы. Система охлаждения трубы содержит каркас, множество роликов, приводной двигатель, тормозную систему и один или более процессоров. Каркас выполнен с возможностью размещения внутри сваренных труб. Множество роликов выполнены с возможностью удерживания каркаса с возможностью вращения. Приводной двигатель управляет перемещением каркаса внутри труб. Тормозная система удерживает каркас в заданном положении внутри труб от перемещения. Охладитель представляет собой охладитель, удерживаемый каркасом, при этом охладитель прилагает энергию охлаждения к внутренней поверхности металлических труб, что способствует охлаждению сваренных металлических труб. Один или более процессоров функционально связаны с приводным двигателем, тормозной системой и охладителем. Один или более процессоров управляют охладителем для снижения температуры сваренных труб до предварительно заданного уровня.

[0027] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет узел сварной трубы. Узел сварной трубы содержит первую металлическую трубу; вторую металлическую трубу и металл сварного шва, соединяющий первую металлическую трубу со второй металлической трубой. Первая металлическая труба имеет длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов. Вторая металлическая труба имеет длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов. Металл сварного шва содержит множество слоев сварного шва. Множество слоев сварного шва содержит проход при заварке корня шва и горячий проход, расположенный сверху прохода при заварке корня шва. Слой горячего прохода располагается ближе к внутренней продольной оси сваренных первой и второй труб, чем проход при заварке корня шва.

[0028] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет узел сварной трубы. Узел сварной трубы содержит первую металлическую трубу, вторую металлическую трубу и сварное соединение, соединяющее первую металлическую трубу со второй металлической трубой. Первая металлическая труба имеет длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов. Вторая металлическая труба имеет длину по меньшей мере 30 футов и наружный диаметр менее 24 дюймов. Сварное соединение содержит первую внутреннюю разделку шва, выполненную в первой металлической трубе, и вторую внутреннюю разделку шва, выполненную во второй металлической трубе, и проход при заварке корня шва металла сварного шва, расположенный в области, определяемой первой внутренней разделкой шва и второй внутренней разделкой шва.

[0029] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему для сварки двух труб. Полевая система содержит первое устройство зацепления трубы, выполненное с возможностью зацепления с внутренней поверхностью первой трубы, позволяющей устройству зацепления трубы быть закрепленным по отношению к первой трубе; второе устройство зацепления трубы, выполненное с возможностью зацепления с внутренней поверхностью второй трубы, позволяющей устройству зацепления трубы быть закрепленным по отношению ко второй трубе; одну или более сварочных горелок, выполненных с возможностью размещения внутри труб для создания внутреннего сварного шва на поверхности области между трубами; двигатель, функционально связанный с одной или более сварочными горелками для вращения одной или более сварочных головок вдоль контактной поверхности между свариваемыми трубами; один или более процессоров, управляющих двигателем и одной или более сварочными горелками, при этом один или более процессоров управляют двигателем и одной или более сварочными горелками для формирования законченного кольцевого сварного шва вдоль области контактной поверхности за счет вращения одной или более сварочных горелок вдоль области контактной поверхности в одном направлении до завершения кольцевого сварного шва.

[0030] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему проверки для предварительного контроля области контактной поверхности между двумя трубами, которые сварены встык. Система содержит каркас, выполненный с возможностью размещения внутри труб; множество роликов, выполненных с возможностью удерживания каркаса с возможностью вращения; приводной двигатель для перемещения каркаса внутри труб; тормозную систему, удерживающую каркас в заданном положении внутри труб от перемещения ; датчик, перемещаемый вместе с каркасом, который обнаруживает область контактной поверхности между трубами; измерительный датчик, выполненный с возможностью генерировать сигналы на основе профиля области контактной поверхности между трубами; двигатель, вращательно перемещающий измерительный датчик вдоль области контактной поверхности; и один или более процессоров, функционально связанных с приводным двигателем, датчиком, измерительным датчиком и двигателем, при этом один или более процессоров управляют приводным двигателем для перемещения каркаса по меньшей мере через одну из труб до тех пор, пока датчик не обнаружит область контактной поверхности между трубами, один или более процессоров управляют тормозной системой для удерживающей каркас в заданном положении внутри труб от перемещения, которая позиционирует измерительный датчик по отношению к области контактной поверхности между трубами, чтобы измерительный датчик мог обнаружить профиль области контактной поверхности между трубами; один или более процессоров управляют измерительным датчиком и двигателем для сканирования области контактной поверхности между трубами, и, в ответ на обнаружение одной или более нежелательных характеристик области контактной поверхности, на основе этих данных, один или более процессоров отправляют инструкции.

[0031] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему для предварительного контроля области контактной поверхности между двумя трубами, сваренными встык. Система содержит каркас, выполненный с возможностью размещения внутри труб; множество роликов, выполненных с возможностью удерживания каркаса с возможностью вращения; приводной двигатель для перемещения каркаса внутри труб; тормозную систему, удерживающую каркас в заданном положении внутри труб от перемещения; измерительный датчик, выполненный с возможностью генерировать сигналы на основе профиля области контактной поверхности между трубами; один или более двигателей для ориентации, вращательно перемещающие измерительный датчик вдоль области контактной поверхности; и один или более процессоров, функционально связанных с приводным двигателем, датчиком, измерительным датчиком и двигателем, при этом один или более процессоров управляют тормозной системой для удерживающей каркас в заданном положении внутри труб от перемещения, которая позиционирует измерительный датчик по отношению к области контактной поверхности между трубами, чтобы измерительный датчик мог обнаружить профиль области контактной поверхности между трубами; один или более процессоров управляют измерительным датчиком и двигателем для сканирования области контактной поверхности между трубами для генерирования данных контактной поверхности предварительного сваривания, и, в ответ на обнаружение одной или более нежелательных характеристик контактной поверхности предварительного сваривания, на основе этих данных, один или более процессоров отправляют инструкции.

[0032] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ для предварительного контроля области контактной поверхности между двумя трубами, сваренными встык. Способ включает перемещение каркаса внутри по меньшей мере одной из свариваемых труб; обнаружение области контактной поверхности между трубами; удерживание каркаса в области контактной поверхности между трубами от перемещения; обнаружение профиля области контактной поверхности между трубами; и, в ответ на обнаружение одной или более нежелательных характеристик области контактной поверхности между трубами, генерирование, на основе этих данных, инструкций.

[0033] Еще один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему охлаждения трубы. Систему охлаждения трубы содержит каркас, выполненный с возможностью размещения внутри сваренных труб; множество роликов, выполненных с возможностью удерживания каркаса с возможностью вращения; приводной двигатель, который приводит в движение ролики для перемещения каркаса внутри труб; тормозную систему, удерживающую каркас в заданном положении внутри труб от перемещения; охладитель, переносимый каркасом, при этом охладитель прикладывает энергию охлаждения к внутренней поверхности металлических труб, что способствует охлаждению сваренных металлических труб; и один или более процессоров, функционально связанных с приводным двигателем, тормозной системой и охладителем, при этом один или более процессоров управляют охладителем для снижения температуры сваренных труб до предварительно заданного уровня.

[0034] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ для сварки двух труб. Способ включает внутреннюю фиксацию первой трубы с помощью первого зажима; внутреннюю фиксацию второй трубы с помощью второго зажима, при этом первая и вторая трубы фиксируются таким образом, что они располагаются встык по отношению друг к другу с областью контактной поверхности между ними; сканирование области контактной поверхности на основании положения внутри труб и между зажимами для получения данных о профиле области контактной поверхности между трубами; сварку двух труб, расположенных встык по отношению друг к другу на основе данных о профиле; и внутреннюю проверку сваренных труб на основании положения внутри труб и между зажимами.

[0035] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему обработки данных о сварке, способствующую удаленной от полевой системы сварке труб, для выполнения операций по сварке между собой первой трубы и второй трубы. В качестве примера, удаленная полевая система содержит измерительный датчик, выполненный с возможностью испускать исследовательский пучок излучения для сканирования профиля области контактной поверхности между первой и второй трубами и сварочную горелку, выполненную с возможностью создания сварного шва между первой и второй трубами на основе профиля области контактной поверхности между первой и второй трубами. Система обработки данных о сварке содержит: ресивер, выполненный с возможностью получать, от удаленной системы сварки, данные о профиле, определенные за счет сканирования области контактной поверхности между трубами измерительным датчиком; один или более процессоров, выполненных с возможностью сравнения одной или более характеристик данных о профиле при сканировании области с одной или более характеристиками предварительно заданных данных о профиле по предварительно заданным областям контактной поверхности, и выполненные с возможностью определять данные о работе системы управления для удаленной полевой системы на основе таких сравнений; и передатчик, выполненный с возможностью передачи данных о работе системы управления удаленной полевой системе. Данные о работе системы управления выполнены с возможностью предписывать сварочной горелке выполнять одну или более сварочных операций в области контактной поверхности между трубами.

[0036] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ для сварки труб. Указанный способ включает: выравнивание концов двух свариваемых труб, при этом свариваемые трубы содержат внутреннюю металлическую часть трубы, окруженную изолирующим материалом, металлическая внутренняя часть трубы выступает за части трубы, прилегающие к концам свариваемых труб; сварку изнутри выровненных труб друг с другом для образования сварного соединения; генерирование данных о сварке в процессе сварки выровненных концов, при этом данные о сварке соответствуют параметрам сварки, связанным со сваркой; проверку сварного шва с помощью проверочного лазера изнутри сваренных труб для получения данных о внутренней проверке сварного шва; проверку сварного шва с помощью источника исследовательского излучения для получения данных о проверке с помощью излучения; передачу данных о сварке, данных о внутренней проверке и данных о проверке с помощью излучения удаленной компьютерной системе для получения дополнительных данных о сварке; и получение собранных дополнительных данных о сварке. Дополнительные данные о сварке извлекаются из передаваемых данных и дополнительных данных о проверке, полученных удаленной системой за счет проверки других труб.

[0037] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет полевую систему, способствующую проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Указанная полевая система содержит: полевое устройство, выполненное с возможностью выполнять операции, физически воздействующие на объект; проверочное устройство, выполненное с возможностью сканирования объекта; и один или более процессоров, связанных с возможностью обмена данными с проверочным устройством, и выполненные с возможностью получать данные о проверке, связанные со сканированием объекта проверочным устройством. Один или более процессоров связаны с возможностью обмена данными с удаленной компьютерной системой, и выполнены с возможностью передачи данных о проверке удаленной компьютерной системе. Один или более процессоров выполнены с возможностью получать данные, относящиеся к выполнению операций, от удаленной компьютерной системы, способной реагировать на передачу данных о проверке, и предписывающие полевому устройству выполнять операции, которые физически воздействуют на объект, на основе данных, относящихся к выполнению операций. Данные, относящиеся к выполнению операций, извлекаются из данных о проверке и других данных о проверке, связанных с отдельным сканированием другого объекта.

[0038] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ, способствующий проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Указанный способ включает: сканирование проверочным устройством полевой системы объекта для предоставления данных о проверке, связанных со сканированием объекта, одному или более процессорам; передачу, одним или более процессорами полевой системы, данных о проверке удаленной компьютерной системе; получение, одним или более процессорами, данных, связанных с выполнением операций, которые физически воздействуют на объект, от удаленной компьютерной системы, способной реагировать на передачу данных о проверке; и предписание одним или более процессорами, на основе данных, связанных с выполнением операций, выполнить операции, которые физически воздействуют на объект. Данные, относящиеся к выполнению операций, извлекаются из данных о проверке и других данных о проверке, связанных с отдельным сканированием другого объекта.

[0039] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерную систему, способствующую выполнению проверки в полевых условиях и выполнению физических операций на основании такой проверки, удаленно от полевой системы, на которой выполняется такая проверка в полевых условиях и выполняются физические операции. Удаленная полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканирования объекта, и полевое устройство, выполненное с возможностью выполнять операции, которые физически воздействуют на объект. Указанная компьютерная система содержит: ресивер, выполненный с возможностью получать данные, связанные со сканированием объекта проверочным устройством, от удаленной полевой системы; один или более процессоров, выполненных с возможностью обработки данных о проверке для генерирования данных, относящихся к выполнению операций, которые физически воздействуют на объект; и передатчик, выполненный с возможностью передачи данных, связанных с выполнением операций, удаленной полевой системе, предписывающих удаленной полевой системе выполнять операции, которые физически воздействуют на объект, при этом операции выполняются на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0040] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ, способствующий выполнению проверки в полевых условиях и выполнению физических операций на основании такой проверки, удаленно от полевой системы, на которой выполняется такая проверка в полевых условиях и выполняются физические операции. Удаленная полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканирования объекта, и полевое устройство, выполненное с возможностью выполнять операции, которые физически воздействуют на объект. Указанный способ включает: получение ресивером данных, связанных со сканированием объекта проверочным устройством, от удаленной полевой системы; обработку, одним или более процессорами, данных о проверке для генерирования данных, относящихся к выполнению операций, которые физически воздействуют на объект; и передачу передатчиком данных, связанных с выполнением операций, удаленной полевой системе, предписывающих удаленной полевой системе выполнять операции, которые физически воздействуют на объект, при этом операции выполняются на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0041] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерную систему, способствующую проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканировать объект, и одно или более полевых устройств, выполненных с возможностью выполнять одну или более операций, которые физически воздействуют на объект. Компьютерная система содержит ресивер, выполненный с возможностью получать от компьютерной системы данные о проверке, связанные со сканированием объекта проверочным устройством. Сканирование объекта проверочным устройством следует за выполнением одной или более операций одним или более полевыми устройствами, которые физически воздействуют на объект. Одна или более операций выполняются с использованием первого набора входных параметров. Компьютерная система также содержит один или более процессоров, выполненных с возможностью: определять, на основе данных о проверке, дефекты, связанные с объектом; генерировать протокол выполнения операции, связанной по меньшей мере с одним типом операции из одной или более операций, в ответ на обнаружение дефекта, при этом протокол выполнения операции содержит второй набор входящих параметров, имеющих по меньшей мере один входной параметр, отличающийся от первого набора входных параметров; выбирать протокол выполнения операции для выполнения последующей операции, аналогичной по меньшей мере одной или более операциям; и генерировать, на основе по меньшей мере одного входящего параметра протокола выполнения операции, данные, связанные с выполнением последующей операции. Компьютерная система дополнительно содержит передатчик, выполненный с возможностью передавать данные, связанные с выполнением операции, одной или более полевым системам для выполнения последующей операции. Последующая операция выполняется на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0042] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ, способствующий проведению полевой проверки и выполнения, на ее основе, физических операций. Полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканировать объект, и одно или более полевых устройств, выполненных с возможностью выполнять одну или более операций, которые физически воздействуют на объект. Способ включает получение ресивером от полевой системы данных о проверке, связанных со сканированием объекта проверочным устройством. Сканирование объекта проверочным устройством следует за выполнением одной или более операций одним или более полевыми устройствами, которые физически воздействуют на объект. Одна или более операций выполняются с использованием первого набора входных параметров. Указанный способ также включает: обнаружение дефекта одним или более процессорами, на основе данных о проверке, относящегося к объекту; генерирование одним или более процессорами протокола выполнения операций, связанного с одним типом операции из одной или боле операций, реагирующих на обнаружение дефекта, при этом протокол выполнения операции содержит второй набор входных параметров, имеющий по меньшей мере один входной параметр, отличающийся от первого набора входных параметров; выбор одним или более процессорами протокола выполнения операций для выполнения последующей операции, аналогичной по меньшей мере одной из одной или более операциям; генерирование одним или более процессорами, на основе по меньшей мере одного входного параметра, протокола выполнения операций, данных, относящихся к выполнению последующей операции; и передачу передатчиком данных, относящихся к выполнению операций, одной или полевых систем, предписывающих одной или более полевым системам выполнять последующую операцию. Последующая операция выполняется на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0043] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерную систему, способствующую проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканировать объект, и одно или более полевых устройств, выполненных с возможностью выполнять одну или более операций, которые физически воздействуют на объект. Компьютерная система содержит ресивер, выполненный с возможностью получать от компьютерной системы данные о проверке, связанные со сканированием объекта. Сканирование объекта следует за выполнением одной или более операций, которые фактически воздействуют на объект. Одна или более операций выполняются с использованием первого набора входных параметров. Компьютерная система также содержит один или более процессоров, выполненных с возможностью: определять, на основе данных о проверке, превышает ли качество одного или более аспектов объекта, полученных в результате выполнения одной или более операций, стандарты качества, указанные в предварительно заданном профиле качества; генерировать протокол выполнения операции, связанной по меньшей мере с одним типом операции из одной или более операций, при этом протокол выполнения операций генерируется для включения одного или более параметров из набора входных параметров, реагирующих на качество одного или более аспектов объекта, превышающего стандарты качества, указанные в предварительно заданном профиле качества; выбирать протокол выполнения операций для выполнения последующей операции, аналогичной по меньшей мере одной из операции из одной или более операций; и генерировать, на основе по меньшей мере одного входного параметра протокола выполнения операций, данные, относящиеся к выполнению последующей операции. Компьютерная система дополнительно содержит передатчик, выполненный с возможностью передавать данные, связанные с выполнением операции, одной или более полевым системам для выполнения последующей операции. Последующая операция выполняется на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0044] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ, способствующий проведению полевой проверки и выполнения, на ее основе, физических операций. Полевая система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью сканировать объект, и одно или более полевых устройств, выполненных с возможностью выполнять одну или более операций, которые физически воздействуют на объект. Способ включает получение ресивером от полевой системы данных о проверке, связанных со сканированием объекта. Сканирование объекта следует за выполнением одной или более операций, которые фактически воздействуют на объект. Одна или более операций выполняются с использованием первого набора входных параметров. Указанный способ также включает: определение одним или более процессорами, на основе данных о проверке, превышает ли качество одного или более аспектов объекта, полученных в результате выполнения одной или более операций, стандарты качества, указанные в предварительно заданном профиле качества; генерирование одним или более процессорами протокола выполнения операции, связанного по меньшей мере с одним типом операции из одной или более операций, при этом протокол выполнения операций генерируется для включения одного или более параметров из набора входных параметров, реагирующих на качество одного или более аспектов объекта, превышающего стандарты качества, указанные в предварительно заданном профиле качества; выбор одним или более процессорами протокола выполнения операций для выполнения последующей операции, аналогичной по меньшей мере одной из операции из одной или более операций; и генерирование одним или более процессорами на основе по меньшей мере одного входного параметра протокола выполнения операций, данных, относящиеся к выполнению последующей операции; и передачу одним или более процессорами данных, связанных с выполнением операций, одной или более полевых систем, предписывающих одной или более полевых систем выполнять последующую операцию. Последующая операция выполняется на основе данных, связанных с выполнением операций.

[0045] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерную систему, способствующую проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Компьютерная система также содержит один или более процессоров, выполненных с возможностью: получать от одной или более полевых систем данные, связанные с исследованием одной или более операций, выполняемых на множестве объектов. Множество объектов содержит (і) один или более объектов, определенных как имеющие дефект в результате выполнения одной или более исследованных операций и (іі) один или более объектов, не имеющих дефектов. Один или более процессоров также выполнены с возможностью: сравнения, на основе данных, связанных с исследованием, первого набора исследований операций, выполненных на объекте, определенном как имеющем дефект, с одним или более другими наборами исследований операций, выполненных на одном или более других объектах, не имеющих дефектов; определения, на основе сравнения, различий между первым набором исследований и одним или более другими наборами исследований; и предписания, на основе этих различий, реализации триггера выполнения операций таким образом, что полевая система выполняет операции, соответствующие триггеру выполнения операций, когда состояние, соответствующее различиям, возникают во время последующей операции, которая физически воздействует на один или более дополнительных объектов.

[0046] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ, способствующий проведению полевой проверки и выполнения, на ее основании, физических операций. Способ включает получение одним или более процессорами от одной или более полевых систем данных, связанных с исследованиями одной или более операций, выполняемых на множестве объектов. Множество объектов содержит (і) один или более объектов, определенных как имеющие дефект в результате выполнения одной или более исследованных операций и (іі) один или более объектов, не имеющих дефектов. Указанный способ также включает: сравнение одним или более процессорами, на основе данных, связанных с исследованием, первого набора исследований операций, выполненных на объекте, определенном как имеющем дефект, с одним или более другими наборами исследований операций, выполненных на одном или более других объектах, не имеющих дефектов; определение одним или более процессорами, на основе сравнения, различий между первым набором исследований и одним или более другими наборами исследований; и предписание одним или более процессорами, на основе этих различий, реализации триггера выполнения операций таким образом, что полевая система выполняет операции, соответствующие триггеру выполнения операций, когда состояние, соответствующее различиям, возникают во время последующей операции, которая физически воздействует на один или более дополнительных объектов.

[0047] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему для выравнивания и сваривания вместе двух сегментов трубы. Система содержит сварочный механизм для сваривания сопрягаемой поверхности между двумя сегментами, при этом сварочных механизм содержит шарнирную сварочную горелку, лазерный датчик для считывания профиля сопрягаемой поверхности, и электронный контроллер для получения информационных сигналов от лазерного датчика для управления положением и/или ориентацией сварочной горелки; механизм выравнивания для управления выравниванием продольной оси по меньшей мере одного сегмента по отношению к другому; и, при этом, сварочный механизм дополнительно содержит каретку для фиксации положения сварочного механизма в трубе и часть сварочного механизма, способную вращаться относительно окружающей его части внутри трубы; и, при этом, сварочная горелка и лазерный датчик удерживаются с возможностью вращения частью сварочного механизма таким образом, что во время сварки сварочная горелка следует за лазерным датчиком вдоль сопрягаемой поверхности.

[0048] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ для выравнивания и сваривания вместе двух сегментов трубы. Указанный способ содержит этапы: размещения первого сегмента трубы на устройстве выравнивания; размещения внутреннего сварочного аппарата, имеющего лазер и сварочную горелку, в первый сегмент трубы; общего выравнивания второго сегмента трубы по отношению к первому сегменту трубы и сварочному аппарату; захвата внешней части первого и второго сегментов трубы для регулировки осевого положения внутреннего сварочного аппарата для того, чтобы в общем случае совпали сопрягаемые поверхности первого и второго сегментов трубы; регулировки относительно выравнивания первого и второго сегментов трубы с помощью устройства выравнивания на основе сигналов от внутреннего сварочного аппарата; начала цикла корневого сварного шва, в котором лазер сканирует сопрягаемую поверхность, сварочная горелка следует за лазером, а выходные сигналы лазера используются для управления положением шарнирной сварочной горелки, где управляется положение и ориентация сварочной горелки по отношению к сопрягаемой поверхности для получения качественного сварного шва; определения профиля сопрягаемой поверхности за счет лазера; высвобождения выравнивающего устройства и извлечения внутреннего сварочного аппарата из открытого конца сегмента трубы; и повторного позиционирования следующего сегмента трубы на внешнем механизме выравнивания при подготовке к сварке следующей сопрягаемой поверхности.

[0049] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет внутренний теплообменник (IHEX) для сварки трубопровода. Внутренний теплообменник содержит систему привода, выполненную с возможностью перемещения IHEX в определенное положение по меньшей мере внутри одной секции трубы рядом с расположением сварного соединения с другой секцией трубы; секцию охлаждения, содержащую устройство охлаждения, выполненное с возможностью избирательного охлаждения одного или более участков внутренней поверхности по меньшей мере одной секции трубы; а также контроллер, имеющий связь с устройством охлаждения и выполненный с возможностью приведения в действие секции охлаждения, когда IHEX находится в определенном местоположении по меньшей мере внутри одной секции трубы.

[0050] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему сварки. Система сварки содержит множество сварочных станций, каждая сварочная станция содержит компьютер станции сварки и систему сварки, которая соединена с возможностью обмена данными с компьютером станции сварки, каждая станция сварки содержит один или более датчиков, при этом один или более датчиков выполнены с возможностью измерять данный сварки, включая данные о скорости питающего провода; множество беспроводных устройств, соединенных с возможностью обмена данными с одним или более компьютерами станции сварки для приема данных о сварке, включая измеренные данные о скорости питающего провода; и облачный сервер, соединенный с возможностью обмена данными с беспроводными устройствами, при этом облачный сервер выполнен с возможностью обработки данных о сварке, включая данные о скорости питающего провода, и выполненный с возможностью определения количества потребляемого сварочного материала, используемого множеством сварочных станций за заданный период времени, при этом облачный сервер выполнен с возможностью предавать количество использованного потребляемого сварочного материала одному или более беспроводным устройствам.

[0051] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему сварки. Сварочная система содержит сварочную станцию, при этом сварочная станция содержит компьютер станции сварки и систему сварки, соединенную с возможностью обмена данными с компьютером станции сварки, система сварки содержит устройство подачи сварочного материала, сварочное устройство и узел двигателя устройства подачи сварочного материала, который перемещает сварочный материал к сварочному аппарату; сварочное устройство функционально соединенное с компьютером станции сварки и выполненное с возможностью измерять вес подаваемого сварочного материала и предавать вес подаваемого сварочного материала компьютеру станции сварки в форме данных о весе; а также датчики, функционально связанные с узлом двигателя устройства подачи сварочного материала и компьютером станции сварки для того, чтобы передавать скорость узла двигателя устройства подачи сварочного материала компьютеру станции сварки в форме данных о сварке; при этом компьютер станции сварки функционально связан с узлом двигателя устройства подачи сварочного материала и выполнен с возможностью управлять скоростью узла двигателя на основе данных о скорости.

[0052] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ управления сваркой. Способ включает измерение, с использованием устройства измерения веса, первой массы подаваемого сварочного материала в первый момент времени; измерение, с использованием устройства измерения веса, второй массы подаваемого сварочного материала во второй момент времени, следующий за первым моментом времени; вычисление, с использованием компьютера, разницы в измеренной массе между первой массой и второй массой, при этом разница в измеренной массе соответствует измеренному использованному сварочному материалу; измерение, с использованием компьютера, расчетной массы использованного сварочного материала на основе скорости узла двигателя, подающего сварочный материал к сварочному устройству; сравнение компьютером расчетной массы использованного сварочного материала с измеренной массой использованного сварочного материала; и регулировку компьютером скорости узла двигателя для того, чтобы скорректировать проскальзывание узла двигателя.

[0053] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему сварки. Система сварки содержит множество сварочных станций, каждая сварочная станция содержит компьютер станции сварки и систему сварки, соединенную с возможностью обмена данными с компьютером станции сварки, при этом каждая сварочная система содержит один или более датчиков, и один или более датчиков выполнены с возможностью измерять данные о сварке, включая скорость питающего провода; множество беспроводных устройств, соединенных с возможностью обмена данными с одним или более компьютерами станции сварки для приема данных о сварке, включая измеренный данные о скорости питающего провода; и каждый компьютер станции сварки выполнен с возможностью обработки данных о сварке, включая данные о скорости питающего провода, для системы сварки, с которой они соединены с возможностью обмена данными, при этом компьютер сварочной станции выполнен с возможностью определять количество потребляемого сварочного материала, использованного системой сварки в течение заданного периода времени и генерировать, на его основе, данные о потреблении.

[0054] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему для проверки трубопровода. Система содержит проверочное устройство, выполненное с возможностью генерировать данные неразрушающего теста, относящиеся по меньшей мере к части сварки; указанное проверочное устройство передает указанные данные неразрушающего теста второму устройству, которое выполнено с возможностью принимать указанные данные неразрушающего теста; и указанное проверочное устройство выполнено с возможностью удаленной работы от средств анализа указанных данных неразрушающего теста.

[0055] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему для неразрушающей проверки трубопровода. Система содержит оборудование для визуализации для генерирования данных неразрушающего теста, относящихся к части сваренной трубы; удаленное устройство обработки, выполненное с возможностью принимать и обрабатывать данные проверки, относящиеся к указанной части указанной сваренной трубы.

[0056] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ для неразрушающей проверки трубопровода. Указанный способ содержит этапы: предоставления оборудования для визуализации; генерирование данных неразрушающего теста; предоставления средств для предоставления указанных данных неразрушающего теста для анализа; и указанные данные неразрушающего теста предоставляются для анализа на удаленное от протестированной части трубы местоположение и оборудования, находящегося рядом с протестированной частью трубы.

[0057] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет систему для строительства трубопровода. Система содержит систему записи данных о сварке в режиме реального времени; и указанные данные о сварке предоставляются для анализа компьютеризированными средствами и/или экспертами в предметной области.

[0058] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерный программный продукт, обеспечивающий процесс сварки. Компьютерный программный продукт содержит средства машиночитаемого программного кода, предоставляющие данные о сварке в компьютерную память; средства машиночитаемого программного кода, которые предоставляют данные в указанную память из набора данных, содержащих данные о трубопроводе; средства машиночитаемого программного кода, которые обрабатывают указанные данные о сварке и указанные данные о трубопроводе для предоставления выходной записи.

[0059] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет способ управления данными, выполняемый на компьютере. Указанный способ содержит этапы: передачи первых данных из первого устройства на второе устройство, указанные первые данные, представляют собой данные, относящиеся к строительству трубопровода; обработки указанных первых данных средствами сети с использованием облачных вычислений.

[0060] Один аспект настоящей патентной заявки предоставляет компьютерную систему. Система содержит первое устройство, содержащее процессор, который обрабатывает данные о строительство трубопровода, при этом указанное первое устройство передает указанные данные о строительстве трубопровода в память с использованием облачных вычислений, указанные данные о строительстве трубопровода обрабатываются процессором с использованием облачных вычислений.

[0061] Эти и другие аспекты настоящей патентной заявки, а также способы выполнения операций и функций связанных элементов структуры, а также комбинация частей и организация производства, станут более очевидными после рассмотрения последующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылками на прилагаемые графические материалы, все из которых являются частью настоящего описания, при этом одинаковые обозначенные ссылочные позиции соответствуют деталям на разных фигурах. В одном варианте реализации настоящей патентной заявки структурные компоненты, проиллюстрированные в данном документе, вычерчены в масштабе. Тем не менее, следует явно понимать, что эти графические материалы приведены в иллюстративных и описательных целях и не предназначены для описания ограничений настоящей патентной заявки. Также следует понимать, что характерные признаки одного варианта реализации изобретения, изложенные в данном документе, могут быть использованы в других вариантах реализации изобретения, изложенных в данном документе. В данном подробном описании и формуле изобретения формы единственного числа ʺa,ʺ ʺan,ʺ и ʺtheʺ включают множественное число, если контекст безусловно не требует иного. В дополнение, в данном описании и формуле изобретения термин «или» означает «и/или», если контекст явно не требует иного. Также следует понимать, что некоторые компоненты и характерные признаки, описанные в данном документе, могут быть описаны в отношении только одного (отдельного) из таких компонентов, и что дополнительные однотипные компоненты, описанные в данном документе, могут быть не описаны подробно с целью уменьшения избыточности. Просто для примера, там, где описана одна сварочная горелка, аналогичная конфигурация может использоваться для дополнительных сварочных горелок, представленных в другой системе (например, во внутренней сварочной системе), а также может использоваться в других сварочных системах (например, в стыковочных сварочных аппаратах), описанных в данном документе. Аналогично, различные компоненты, например, зажимы, уплотнения, тормоза, системы обнаружения потребления металла для сварного шва, или другие компоненты, описанные в данном документе, могут использоваться в различных вариантах реализации изобретения, описанных в данном документе. Например, тормозная система, двигатели, уплотнения зажимов, описанные в одном варианте реализации изобретения, могут применяться в других вариантах реализации изобретения, описанных в данном документе, как будет понятно специалистам в данной области техники.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0062] Фиг. 1A и 1B иллюстрируют блок-схемы способа для сварки сегментов трубы, при этом Фиг. 1A иллюстрирует блок-схему высокого уровня способа, а Фиг. 1B иллюстрирует более детальную блок-схему способа, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0063] Фиг. 2 иллюстрирует поперечное сечение сварного соединения, соединяющего первую трубу и вторую трубу, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0064] Фиг. 2A и 2B иллюстрируют детали разделки шва для одного сегмента трубы и для соединения (перед сваркой) между двумя сегментами трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0065] Фиг. 2C-2F иллюстрируют вид спереди, вид в перспективе, вид сбоку и детализированный вид углового калибра, используемого в качестве калибра разделки шва в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0066] Фиг. 2G-2I иллюстрирую поперечное сечение трубопровода со сварным швом, образованным между его трубами, при этом Фиг. 2G иллюстрирует сварное соединение, в котором проход при заварке корня шва образован внутренней системой сварки, а слои заполняющего прохода и облицовочного прохода сварного шва образованы внешней системой сварки, при этом Фиг. 2Н иллюстрирует сварное соединение, в котором проход при заварке корня шва образован внутренней системой сварки, а слои горячего прохода, заполняющего прохода и облицовочного прохода сварного шва образованы внешней системой сварки, и при этом Фиг. 2I иллюстрирует сварное соединение, образованное внешней системой сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0067] Фиг. 3-7 иллюстрируют блок-схемы способов сварки сегментов трубы для разных станций сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0068] Фиг. 7A и 7B иллюстрируют внешний вид зажима, используемого для наружной стыковки труб друг с другом, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0069] Фиг. 8 иллюстрирует вид в перспективе системы для сварки двух сегментов трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0070] Фиг. 9 иллюстрирует укрупненный вид контактной поверхности между двумя сегментами трубы, свариваемой с использованием системы на Фиг. 8, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0071] Фиг. 9A иллюстрирует частичный поперечный разрез трубопровода, в котором идеально выровнена сварочная горелка по отношению к внутренней разделке шва (вдоль продольной оси труб), в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0072] Фиг. 10-1 иллюстрирует систему на Фиг. 8, в которой внутренняя система сварки введена в первый сегмент трубы, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0073] Фиг. 10-2 и 10-3 иллюстрируют систему на Фиг. 8, в которой внутренняя система сварки введена в первый сегмент трубы, а второй сегмент трубы выровнен по отношению к первому сегменту трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0074] Фиг. 10A и 10B иллюстрируют внешний вид внутренней системы сварки, построенной и смонтированной для размещения в трубах, имеющих наружный диаметр от 26 до 28 дюймов, а также в трубах, имеющих наружный диаметр менее 24 дюймов соответственно, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0075] Фиг. 10C и 10D иллюстрируют левую сторону вида в перспективе и нижний вид в перспективе платформы для транспортировки и перемещения первой трубы и второй трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0076] Фиг. 10E и 10F иллюстрируют ошибки выравнивания двух труб, при этом Фиг. 10E иллюстрирует ошибку углового выравнивания трубы, а Фиг. 10F иллюстрирует ошибку выравнивания положения трубы;

[0077] Фиг. 11 иллюстрирует внутреннюю систему сварки двух сегментов трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0078] Фиг. 11A иллюстрирует внешний вид фала, функционально соединенного с внутренней системой сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0079] Фиг. 12 иллюстрирует подробный вид самой передней секции внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0080] Фиг. 13-22 иллюстрирует внешний вид различных компонентов самой передней секции внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0081] Фиг. 22A иллюстрирует приводимую в качестве примера катушку для намотки провода в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0082] Фиг. 22В иллюстрирует приводимый в качестве примера узел подачи сварочного материала в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0083] Фиг. 23 и 24 иллюстрируют вид спереди и поперечный разрез центральной секции внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0084] Фиг. 25-31 иллюстрируют внешний вид различных компонентов центральной секции внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0085] Фиг. 32A и 32B иллюстрируют вид сбоку и вид сверху на секцию привода внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0086] Фиг. 33 иллюстрирует внешний вид центральной секции внутренней системы сварки, установленной внутри сегментов трубы, при этом оба зажима и уплотнения входят в зацепление с внутренней поверхностью труб, а некоторые компоненты центральной секции не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0087] Фиг. 34 иллюстрирует поперечный разрез центральной секции внутренней системы сварки, расположенной внутри сегментов трубы, а некоторые компоненты центральной секции не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0088] Фиг. 35 иллюстрирует внешний вид центральной секции внутренней системы сварки, установленной внутри сегментов трубы, при только зажимы входят в зацепление с внутренней поверхностью труб, а некоторые компоненты центральной секции не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0089] Фиг. 35A и 35B иллюстрируют поперечные сечения центральной секции внутренней системы сварки, при этом зажимы находятся, соответственно, в вытянутом и сложенном положении, а некоторые компоненты центральной секции не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0090] Фиг. 35C иллюстрирует вид сбоку (спереди) внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0091] Фиг. 36 иллюстрирует внешний вид башмака зажима внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0092] Фиг. 37 иллюстрирует внешний вид паукообразного элемента зажима внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0093] Фиг. 38 иллюстрирует внешний вид пальца башмака зажима внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0094] Фиг. 39 и 40 иллюстрируют узел зажима внутренней системы сварки с пальцем башмака зажима и соединенным с ним рычагом, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0095] Фиг. 41 и 42 иллюстрируют вид в перспективе спереди и вид в перспективе сзади узла сварочной головки внутренней системы сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0096] Фиг. 43 иллюстрирует другой вид в перспективе сзади узла сварочной горелки внутренней системы сварки, при этом сварочная горелка сварочной головки приподнимается до необходимого положения при сварке, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0097] Фиг. 44-46 иллюстрируют левосторонний вид в перспективе, вид в перспективе и поперечный разрез узла сварочной головки, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0098] Фиг. 47, 48 и 49 иллюстрируют вид в перспективе узла сварочной головки, при этом сварочная горелка расположена, посредством системы осевого позиционирования, в центральном осевом положении на Фиг. 47, и сварочная горелка расположена, посредством системы осевого позиционирования, в правом и левом осевом положении на Фиг. 48 и 49 соответственно, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[0099] Фиг. 50 и 51 иллюстрируют левосторонний вид в перспективе и изображение в разобранном виде узла сварочной головки, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00100] Фиг. 52 иллюстрирует нижний вид в перспективе верхнего элемента позиционирования узла сварочной головки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00101] Фиг. 53 иллюстрирует верхнюю вертикальную проекцию узла сварочной головки, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00102] Фиг. 54 иллюстрирует поперечный разрез узла сварочной головки в котором сварочная горелка расположена в обычном, не наклоненном положении, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00103] Фиг. 55 и 56 иллюстрируют, соответственно, вид сзади в перспективе и поперечный разрез узла сварочной головки, в котором сварочная горелка установлена системой управления углом наклона в положение с наклоном +5°, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00104] Фиг. 56A иллюстрирует поперечный разрез узла сварочной головки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки

[00105] Фиг. 57 и 58 иллюстрируют, соответственно, вид сзади в перспективе и поперечный разрез узла сварочной головки, в котором сварочная горелка установлена системой управления углом наклона в положение с наклоном -5°, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00106] Фиг. 59 иллюстрирует узел сварочной головки в разобранном виде, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00107] Фиг. 60A-63 иллюстрируют схематическое изображение внутренней системы сварки с одной сварочной горелкой, камерой контроля и двумя проверочными датчиками, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00108] Фиг. 64-69 иллюстрируют схематическое изображение внутренней системы сварки с двумя сварочными горелками, камерой контроля и двумя проверочными датчиками, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00109] Фиг. 70 иллюстрирует схематическую диаграмму потока сжатого воздуха через внутреннюю систему сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00110] Фиг. 71 иллюстрирует схематическую диаграмму, демонстрирующую распределение потоков электроэнергии, включая электропитание сварки, передачу коммуникационных данных и данных управления через внутреннюю систему сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00111] Фиг. 72 иллюстрирует схематическую диаграмму потока защитного газа через внутреннюю систему сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00112] Фиг. 72A, 72B и 72C иллюстрируют, соответственно, вид крупным планом внутренней сварочной горелки, используемой в системе предыдущего уровня техники и внутренней системе сварки, при этом трубы имеют широкий диапазон выравнивания зазора и радиального смещения;

[00113] Фиг. 72D иллюстрирует приводимые в качестве примера параметры сварки для процедур сварочный, сварки снизу вверх и сверху вниз, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00114] Фиг. 73 иллюстрирует вид в перспективе системы для сварки двух выроненных по внешнему краю сегментов трубы, удерживаемых на механизмах выравнивания, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00115] Фиг. 74 иллюстрирует укрупненный вид снаружи контактной поверхности между двумя сегментами трубы, свариваемой с использованием системы на Фиг. 73, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00116] Фиг. 75 иллюстрирует систему, в которой система сварки введена внутрь сегмента трубы, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки, при этом один из сегментов трубы не проиллюстрирован для ясности;

[00117] Фиг. 76 иллюстрирует укрупненный вид секции, проиллюстрированной на Фиг. 75, иллюстрирующий сварочную часть системы сварки, установленной в положение для сваривания в сегменте трубы, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки, при этом один из сегментов трубы не проиллюстрирован для ясности.

[00118] Фиг. 77 иллюстрирует поперечное сечение детали на Фиг. 76, взятое по оси В-В, демонстрирующее схему размещения различных частей сварочного механизма в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00119] Фиг. 78 и 79 иллюстрируют вид сбоку на систему сварки, проиллюстрированную на Фиг. 75, при этом сегмент трубы не проиллюстрирован для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00120] Фиг. 80 иллюстрирует вид в перспективе на систему, проиллюстрированную на Фиг. 73, в конфигурации, демонстрирующей первую процедуру, в которой сегмент трубы размещен на внешнем механизме выравнивания в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00121] Фиг. 81 иллюстрирует вид в перспективе на систему, проиллюстрированную на Фиг. 73, в конфигурации, демонстрирующей следующую по отношению к Фиг. 80 процедуру, в которой система сварки введена в сегмент трубы, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00122] Фиг. 82 иллюстрируют вид сбоку на часть сварочного механизма системы, проиллюстрированной на Фиг. 73, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00123] Фиг. 83 иллюстрирует укрупненный вид в перспективе секции части сварочного механизма системы, проиллюстрированной на Фиг. 73, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00124] Фиг. 84 иллюстрирует другой укрупненный вид в перспективе секции части сварочного механизма системы, проиллюстрированной на Фиг. 73, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00125] Фиг. 85 иллюстрирует увеличенный вид в перспективе механизма поворота системы, проиллюстрированной на Фиг. 73, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00126] Фиг. 86 иллюстрирует систему продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00127] Фиг. 87 иллюстрирует подробный вид самой передней секции системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00128] Фиг. 88 иллюстрирует узел продувки системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00129] Фиг. 89 и 90 иллюстрируют вид спереди и поперечный разрез центральной секции системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00130] Фиг. 91 иллюстрирует газовые уплотнения системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00131] Фиг. 92 иллюстрирует поворотную ступицу системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00132] Фиг. 93 иллюстрирует подробный вид секции привода системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00133] Фиг. 94 иллюстрирует схематическую диаграмму, демонстрирующую поток продувочного газа через систему продувки и проверки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00134] Фиг. 95 иллюстрирует схематическую диаграмму, демонстрирующую поток сжатого воздуха через систему продувки и проверки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00135] Фиг. 96 иллюстрирует схематическую диаграмму, демонстрирующую поток продувочного газа через систему продувки и проверки, в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00136] Фиг. 97 иллюстрирует частичный вид системы продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00137] Фиг. 98 иллюстрирует вид крупным планом внешней сварочной горелки внешней системы сварки, используемой в системе продувки и проверки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00138] Фиг. 99 и 100 иллюстрирует вид крупным планом внешней сварочной горелки внешней системы сварки, используемой, соответственно, в системе предыдущего уровня техники и системе продувки и проверки, при этом трубы имеют широкий диапазон выравнивания зазора и радиального смещения;

[00139] Фиг. 101 иллюстрирует стыковочную внутреннюю систему сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00140] Фиг. 102 иллюстрирует подробный вид секции снабжения электроэнергией стыковочной внутренней системы сварки в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00141] Фиг. 103 иллюстрирует схематическую диаграмму, демонстрирующую распределение потоков электроэнергии, включая электропитание сварки, передачу коммуникационных данных и данных управления через стыковочную внутреннюю систему сварки, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00142] Фиг. 103А иллюстрирует поперечное сечение центральной секции стыковочной внутренней системы сварки, при этом зажимы находятся, соответственно, в вытянутом и сложенном положении, а некоторые компоненты центральной секции не проиллюстрированы для ясности, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00143] Фиг. 103B иллюстрирует способ выравнивания двух труб, предварительной проверки области контактной поверхности между двумя свариваемыми стык в стык трубами, сварки двух труб, проверки после сварки сварного шва, образованного между двумя трубами в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00144] Фиг. 103С иллюстрирует вид сбоку на стыковочную внутреннюю систему сварки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00145] Фиг. 103D иллюстрирует вид в перспективе стыковочной внутренней системы сварки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00146] Фиг. 103Е иллюстрирует вид в перспективе узла сварочной головки стыковочной внутренней системы сварки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00147] Фиг. 103F иллюстрирует вид спереди на узлы сварочной головки стыковочной внутренней системы сварки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00148] Фиг. 103G-103J иллюстрируют процедуру, в которой один или более узлов сварочной головки работают в направлении по часовой стрелке и против часовой стрелки для выполнения сварочных операций в стыковочной внутренней системе сварки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00149] Фиг. 104 иллюстрирует вид в перспективе приводимой в качестве примера внутренней системе охлаждения, используемой при сварке трубопровода в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00150] Фиг. 105 иллюстрирует вид в перспективе внутренней системы охлаждения, проиллюстрированной на Фиг. 104, непосредственно перед введением внутрь с торца секции трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00151] Фиг. 106 иллюстрирует вид в перспективе внутренней системы охлаждения, проиллюстрированной на Фиг. 104, расположенной внутри первой секции трубы, закрепленной посредством сварного соединения со второй секцией трубы в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00152] Фиг. 107 иллюстрирует другой вид, проиллюстрированный на Фиг. 106, в котором внутренняя система охлаждения расположена внутри первого и второго сегментов в нужном положении по отношению к сварному соединению, способствующем внутреннему охлаждению сварного соединения в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00153] Фиг. 108 иллюстрирует вид в перспективе внутренней системы охлаждения, проиллюстрированной на Фиг. 104, соединенной со стыковочным зажимом в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00154] Фиг. 109 иллюстрирует вид в перспективе внутренней системы охлаждения, проиллюстрированной на Фиг. 104, соединенной со стыковочным зажимом в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00155] Фиг. 110А и 110В иллюстрируют, соответственно, вид в перспективе и частичный вид в перспективе внутренней системы охлаждения, используемой при сварке трубопровода в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00156] Фиг. 111A и 111B иллюстрируют частичный вид в перспективе частей внутренней системы охлаждения, используемой при сварке трубопровода, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки, в котором часть внутреннего теплообменника находится внутри двух сегментов трубы, соединенных друг с другом посредством сварного соединения, а водяная помпа предусмотрена на конце части секции трубы;

[00157] Фиг. 112A и 112B иллюстрируют частичный вид в перспективе частей внутренней системы охлаждения, используемой при сварке трубопровода, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки, в котором часть внутреннего теплообменника находится внутри двух сегментов трубы, соединенных друг с другом посредством сварного соединения, а водяная помпа предусмотрена на конце части секции трубы;

[00158] Фиг. 113 иллюстрирует поперечный разрез труб с их выступающими металлическими концами, выровненными в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00159] Фиг. 114 иллюстрирует поперечный разрез труб со сварным соединением, образованным между их выступающими металлическими концами в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00160] Фиг. 115A и 115B иллюстрируют, соответственно, поперечный разрез и вид в перспективе труб со сварным соединением, образованным между их выступающими металлическими концами, и нагревателя, расположенного на трубах для нагревания выступающих металлических концов сваренных труб, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00161] Фиг. 116A и 116B иллюстрируют, соответственно, поперечный разрез и вид в перспективе труб со сварным соединением, образованным между их выступающими металлическими концами, и устройства подачи изолятора, расположенного на трубах, для нанесения изолирующего материала на нагретые выступающие металлические концы сваренных труб, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00162] Фиг. 117A и 117B иллюстрируют, соответственно, поперечный разрез труб со сварным соединением, образованным между их выступающими металлическими концами, и вид в перспективе устройства подачи изолятора, расположенного на трубах, для нанесения изолирующего материала на нагретые выступающие металлические концы сваренных труб, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00163] Фиг. 118 иллюстрирует поперечный разрез труб со сварным соединением, образованным между их выступающими металлическими концами, и изолятора, прилипшего на наружную поверхность внутренней металлической трубы, изолируя, таким образом, ранее выступавшие концы труб в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00164] Фиг. 119 иллюстрирует вид в перспективе системы охладителя, выполненной с возможностью приложения энергии охлаждения к внутренней поверхности труб, способствующего охлаждению труб после применения изолирующего материала в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00165] Фиг. 120 иллюстрирует частичный поперечный разрез системы охладителя, устанавливаемой внутри труб в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00166] Фиг. 121 и 122 иллюстрируют частичный поперечный разрез системы охладителя, устанавливаемого внутри труб, при этом Фиг. 121 иллюстрирует теплообменник системы охладителя, контактирующий с внутренней поверхностью сваренных труб для отвода тепла от сваренных труб, а Фиг. 122 иллюстрирует теплообменник в выведенном положении и не контактирующем с внутренней поверхностью сваренных труб, в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00167] Фиг. 123 иллюстрирует вид в перспективе системы охладителя, при этом жидкостные форсунки, выполненные с возможностью нанесения охлаждающей жидкости на внутреннюю поверхность сваренных труб для отвода тепла от сваренных труб, проиллюстрированы в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00168] Фиг. 124 и 125 иллюстрируют вид в перспективе и вид спереди на элемент теплообменника или элемент радиаторную пластину системы охладителя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00169] Фиг. 126-128 иллюстрируют вид в перспективе системы, выполненной с возможностью способствовать размещению системы охладителя внутри и/или извлечения системы охладителя из трубы в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00170] Фиг. 129 иллюстрирует частичный вид в перспективе системы охладителя, при этом множество роликов выполнены с возможностью входить в зацепление с внутренней поверхностью одной или более труб, а приводной двигатель выполнен с возможностью приводить ролики в движение для того, чтобы перемещать узел каркаса узла охладителя, проиллюстрированного в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00171] Фиг. 130 иллюстрирует вид в перспективе системы охладителя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00172] Фиг. 131 иллюстрирует вид сверху на источник питания двигателя, перемещаемый узлом каркаса системы охладителя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00173] Фиг. 132 иллюстрирует теплообменник системы охладителя, контактирующий с внутренней поверхностью сваренных труб для отвода тепла от сваренных труб в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00174] Фиг. 133 и 134 иллюстрируют вид в перспективе системы охладителя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00175] Фиг. 135 и 136 иллюстрируют вид в перспективе и частичный поперечный разрез системы охладителя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00176] Фиг. 136A иллюстрирует вид в перспективе станции ультразвуковой проверки, выполненной с возможностью проверки сварного шва между сваренными металлическими трубами в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00177] Фиг. 136B иллюстрирует способ, демонстрирующий процедуру развертывания трубопровода в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00178] Фиг. 136C и 136D иллюстрируют схематический вид процедуры S-образной укладки труб и J-образной укладки труб в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00179] Фиг. 136E иллюстрирует S-образное и J-образное разматывание труб с баржи в соответствии с вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00180] Фиг. 137A иллюстрирует систему, способствующую проверке полевой системы или выполнению на ней операций в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00181] Фиг. 137B иллюстрирует коммуникационные связи между удаленной компьютерной системой, полевой компьютерной системой полевой системы и другими компонентами полевой системы в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00182] Фиг. 137C иллюстрирует коммуникационные связи между удаленной компьютерной системой и компонентами полевой системы без полевой компьютерной системы в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00183] Фиг. 138 иллюстрирует блок-схему способа, способствующего, посредством полевой системы, полевой проверке и выполнению физических операций, основанных на такой проверке, в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00184] Фиг. 139-142 иллюстрируют блок-схему способа, способствующего, посредством компьютерной системы, полевой проверке и выполнению физических операций, основанных на такой проверке, в соответствии с другими вариантами реализации настоящей патентной заявки;

[00185] Фиг. 143 иллюстрирует пример трубопровода в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00186] Фиг. 144 иллюстрирует сварочную станцию в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00187] Фиг. 145 иллюстрирует множество сварочных станций в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00188] Фиг. 146 иллюстрирует схематическую диаграмму системы со множеством сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными с множеством станций управления и сбора журналов регистрации данных в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00189] Фиг. 147 иллюстрирует схематическую диаграмму системы со множеством сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными с множеством станций управления и сбора журналов регистрации данных в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00190] Фиг. 148 иллюстрирует схематическую диаграмму сварочной станции, соединенной с возможностью обмена данными с сетью посредством Wi-Fi-соединения в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00191] Фиг. 149 иллюстрирует схематическую диаграмму множество производственных участков, соединенных с возможностью обмена данными с облачным сервером посредством глобальной сети (Интернет) в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00192] Фиг. 150 иллюстрирует схематическую диаграмму множества сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными с промежуточными вычислительными устройствами (ведущих специалистов, инспекторов, инженеров), которые, в свою очередь, соединены с возможностью обмена данными с облачным сервером через Интернет в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00193] Фиг. 151 иллюстрирует схематическую диаграмму множество сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными с промежуточной компьютерной системой (терминалами инженера, техника и специалиста по качеству) посредством беспроводного (например, Wi-Fi) коммуникационного канала в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00194] Фиг. 152 иллюстрирует схематическую диаграмму множества сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными с компьютерной системой посредством беспроводного (например, Wi-Fi) коммуникационного канала в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00195] Фиг. 153 иллюстрирует схематическую диаграмму множества сварочных станций, соединенных с возможностью обмена данными со множеством промежуточные компьютерных систем (терминалами инженера, инспектора по качеству и техника), которые, в свою очередь, соединены с возможностью обмена данными с облачным сервером в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00196] Фиг. 154 иллюстрирует пример графического интерфейса пользователя (ГИП) для «Главного экрана« приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, реализованного компьютерной системой на сварочной станции, на промежуточной компьютерной системе или на облачном сервере в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00197] Фиг. 155 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Регистрации в режиме реального времени» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего зависимость напряжения от времени на одной сварочной станции в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00198] Фиг. 156 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Получить журнал» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего параметры данных о сварке, включая типы событий при сварке, время, зону, скорость продвижения сварного шва, скорость продвижения сварной проволоки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00199] Фиг. 157 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Сводного отчета» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего различные сварочные параметры, включая время сварки, идентификационный номер станции сварки, напряжение сварочной дуги, и так далее, в соответствии с другим вариантом реализации настоящее патентной заявки;

[00200] Фиг. 158 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Сохранить данные в журнале» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего различные параметры, в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00201] Фиг. 159 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Аналитические данные» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего две пиктограммы для выбора типа выполняемого аналитического отчета (например, диаграммы, скользящее среднее) в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00202] Фиг. 160 иллюстрирует пример ГИП для экрана «Сварочные параметры» приложения для ведения журнала записи универсальных данных (uLog) на основе облачных вычислений, отображающего два варианта параметров для выбора типа выполняемой функции в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00203] Фиг. 161A отображает схематическое изображение примера катушки, выполненной с возможностью намотки сварочной проволоки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00204] Фиг. 161B отображает схематическое изображение боковой проекции втулки-преобразователя, выполненной с возможностью измерять вес катушки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00205] Фиг. 161C иллюстрирует другую боковую проекцию втулки-преобразователя, демонстрирующую расположение элементов преобразователя или тензодатчика/калибра для измерения давления, создаваемого массой катушки, когда катушка установлена на втулку в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00206] Фиг. 162 иллюстрирует схематическое расположение элементов, при котором сварочная проволока в катушке, установленной на втулке, протягивается узлом двигателя для подачи проволоки 82 на устройство сварки (не показано), в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00207] Фиг. 163 иллюстрирует блок-схему, отображающую процесс сравнения измеренной массы и расчетного веса, определенного на основании скорости подачи проволоки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00208] Фиг. 164A и 164B иллюстрируют укрупненный боковой поперечный разрез узла двигателя в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00209] Фиг. 165 иллюстрирует диаграмму конфигурации сварочной системы, отображающую внутренние связи различных компонентов системы в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00210] Фиг. 166 иллюстрирует обзор системы неразрушающей проверки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00211] Фиг. 167 иллюстрирует обобщенный вариант реализации системы неразрушающей проверки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00212] Фиг. 168 иллюстрирует вариант реализации ультразвуковой проверки системы неразрушающей проверки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

[00213] Фиг. 169 иллюстрирует вариант реализации рентгенографической проверки системы неразрушающей проверки в соответствии с другим вариантом реализации настоящей патентной заявки;

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00214] Фиг. 1A и 1B иллюстрируют блок-схемы способа 1000 для сварки вместе секций трубы или сегментов 1022 (например,1022а и 1022b, как проиллюстрировано на Фиг. 2) трубопровода 1024 (как проиллюстрировано на Фиг. 2). Например, Фиг. 1A иллюстрирует блок-схему высокого уровня способа 1000, а Фиг. 1B иллюстрирует более детальную блок-схему способа 1000.

[00215] Фиг. 2 иллюстрирует поперечный разрез сварного соединения 1026, соединяющего сегменты трубы 1022 (например,1022a и 1022b) трубопровода 1024. Сегменты трубы 1022 (например,1022a и 1022b) могут взаимозаменяемо называться в данном документе трубами или сегментами трубы. В одном варианте реализации изобретения, сварное соединение 1026 представляет собой законченный кольцевой сварной шов, соединяющий сегменты трубы 1022 (например,1022a и 1022b), состыкованными по кругу. В одном варианте реализации изобретения, сварное соединение 1026 может называться круговым швом или стыковочным швом. В одном варианте реализации изобретения, как описано более подробно ниже, сегменты трубы 1022а и 1022b сварены вместе на их скошенных концах.

[00216] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1002b имеют длину не менее 30 футов. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1002b имеют длину не менее 31,5 футов. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют длину не менее 33 футов. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют длину не менее 34,5 футов. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют длину не менее 36 футов.

[00217] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют наружный диаметр 24 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, наружный диаметр сегмента трубы также может называться внешним диаметром сегмента трубы.

[00218] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют номинальный наружный диаметр 24 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b каждый имеет наружный диаметр 24,1875 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b каждый имеет наружный диаметр 23,8125 дюйма или меньше.

[00219] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют наружный диаметр 22,8 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b имеют наружный диаметр 21,6 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b каждый имеет наружный диаметр 20,4 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b каждый имеет наружный диаметр 19,2 дюйма или меньше.

[00220] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b каждый имеет наружный диаметр от 26 до 28 дюймов.

[00221] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из металла. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из углеродистой стали. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из легированной стали. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из низколегированной стали. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из нержавеющей стали. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b могут быть сделаны из материала согласно спецификации 5L grade X52 Американского нефтяного института (АНИ) (например, минимальный предел текучести 52000 фунтов/кв. дюйм и минимальная прочность на растяжение 66000 фунтов/кв. дюйм). В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b могут быть сделаны из материала согласно спецификации API 5L grade X60 (например, минимальный предел текучести 60000 фунтов/кв. дюйм и минимальная прочность на растяжение 75000 фунтов/кв. дюйм).

[00222] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b могут быть полностью или частично сделаны из коррозионностойкого сплава (КСС). В одном варианте реализации изобретения, коррозионностойкий сплав может содержать как сплавы на железной основе, например, различные сорта нержавеющей стали, так и сплавы на основе никеля (например, обычно известный под торговым названием «Инконель»).

[00223] В одном варианте реализации изобретения, для некоторых материалов КСС может потребоваться защитный газ с двух сторон сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, в таком случае, система продувки и проверки 7001 (как будет описано более подробно в отношении Фиг. 86-100) может использоваться внутри труб 1022a, 1022b для предоставления камеры продувочного газа внутри (в области контактной поверхности) свариваемых труб, а внешняя система сварки 7500 (как проиллюстрировано на Фиг. 97) может использоваться снаружи труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, внешняя система сварки 7500 выполнена с возможностью предоставления защитного газа снаружи (например, на стыке) свариваемых труб.

[00224] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из одного и того же материала. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b сделаны из разных материалов.

[00225] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть сделаны из биметаллических материалов, при этом внутренняя часть сегмента трубы представляет собой материал КСС, а наружная часть сегмента трубы может быть сделан либо из углеродистой стали, либо из КСС материала, отличного от материала внутренней части.

[00226] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2G, первый сегмент трубы 1022a и второй сегмент трубы 1022b содержит металлическую внутреннюю часть трубы 5244, окруженную изолятором/покрытием 5246. В одном варианте реализации изобретения, концы свариваемого первого сегмента трубы 1022a и второго сегмента трубы 1022b имеют сдвинутый изолятор/покрытие 5246 и выступающую внутреннюю металлическую часть трубы 5244.

[00227] В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть покрыты с наружной стороны стойким к коррозии материалом/покрытием, если первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b используются в агрессивной среде (например, море/соленая вода/океан, химические вещества т. д.). В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть покрыты с наружной стороны износостойким материалом/покрытием. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть покрыты с наружной стороны изолирующим материалом/покрытием. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть покрыты с внутренней стороны стойким к коррозии материалом/покрытием, износостойким материалом/покрытием, изолирующим покрытием/материалом или их комбинацией. В одном варианте реализации изобретения, первый сегмент трубы 1022а и второй сегмент трубы 1022b могут быть покрыты с наружной и внутренней стороны стойким к коррозии материалом/покрытием, износостойким материалом/покрытием, изолирующим покрытием/материалом или их комбинацией.

[00228] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2A и 2B, конец 1038a трубы 1022a приварен ко второму концу 1038b трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, конец 1038а трубы 1022а имеет внутреннюю фаску разделки шва 5228 и наружную фаску разделки шва 5230. В одном варианте реализации изобретения, конец 1038b трубы 1022b имеет внутреннюю фаску разделки шва 5232 и наружную фаску разделки шва 5234. В одном варианте реализации изобретения, как будет понятно из описания ниже, слой прохода при заварке корня шва в металле шва расположен в области IBR, заданной первой внутренней фаской разделки шва 5228 и второй внутренней фаской разделки шва 5232, если внутренняя система сварки 5004 используется для наложения слоя прохода при заварке корня шва внутри труб 1022a, 1022b.

[00229] В одном варианте реализации изобретения, наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 могут содержат, соответственно, первые наружные фаски разделки шва 5230а и 5234а и вторые наружные фаски разделки шва 5230b и 5234b. В одном варианте реализации изобретения, первые наружные фаски разделки шва 5230a и 5234a скошены под углом EB1 по отношению к оси N-N, перпендикулярной продольной оси A-A сегментов трубы 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, угол EB1 составляет 5°.

[00230] В одном варианте реализации изобретения, вторые наружные фаски разделки шва 5230b и 5234b скошены под углом EB2 по отношению к оси N-N. В одном варианте реализации изобретения, угол EB2 больше угла EB1. В одном варианте реализации изобретения, угол EB2 составляет 45°.

[00231] В одном варианте реализации изобретения, наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 могут содержать одну фаску разделки шва. В одном варианте реализации изобретения, наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 могут содержать одну непрерывную поверхность, имеющую J-образную форму.

[00232] В одном варианте реализации изобретения, внутренние фаски разделки шва 5228 и 5232 скошены под углом IB по отношению к оси N-N. В одном варианте реализации изобретения, угол IB составляет 37,5°. В одном варианте реализации изобретения, внутренние фаски разделки шва 5228 и 5232 могут иметь отрезок B, измеренный вдоль оси N-N, от соответствующих внутренних поверхностей трубы 5130 и 5132. В одном варианте реализации изобретения, отрезок В, измеренный вдоль оси N-N, от соответствующих внутренних поверхностей трубы 5130 и 5132, составляет 0. 05 дюйма.

[00233] В одном варианте реализации изобретения, наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 и внутренние фаски разделки шва 5228 и 5232 могут быть отделены друг от друга поверхностью, не имеющей фаски. В одном варианте реализации изобретения, поверхность, не имеющая фаски, может иметь отрезок NB, измеренный вдоль оси N-N. В одном варианте реализации изобретения, отрезок NB, измеренный вдоль оси N-N, составляет 0. 05 дюйма. В одном варианте реализации изобретения, поверхность, не имеющая фаски, является необязательной и наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 и их соответствующие внутренние фаски разделки шва 5228 и 5232 могут находиться рядом (и касаться) друг друга.

[00234] В одном варианте реализации изобретения, внутренние фаски разделки шва 5228 и 5232 сегментов трубы 1022а, 1022b могут иметь один и тот же угол фаски. В одном варианте реализации изобретения, наружные фаски разделки шва 5230 и 5234 сегментов трубы 1022а, 1022b могут иметь один и тот же угол фаски(ок). В другом варианте реализации изобретения, угол фаски внутренних фасок разделки шва 5228 и 5232 сегментов трубы 1022a, 1022b может отличаться. В другом варианте реализации изобретения, угол(ы) фаски внешних фасок разделки шва 5230 и 5234 сегментов трубы 1022a, 1022b может отличаться.

[00235] В одном варианте реализации изобретения, размеры В внутренних фасок разделки шва, размер NB поверхности, на имеющей фаски, и угла фаски IB, EB1 и EB2 могут отличаться и зависеть от толщины Т сегментов трубы 1022a, 1022b.

[00236] В одном варианте реализации изобретения, конец 1038a трубы 1022a и конец 1038b трубы 1022a соединены для образования кромки под сварку 5236, формируемую между ними. В одном варианте реализации изобретения, кромка под сварку 5236 может иметь V-образное поперечное сечение. В одном варианте реализации изобретения, конец 1038а трубы 1022а и конец 1038b трубы 1022b спроектирован и подготовлен таким образом, чтобы иметь J-образную конфигурацию для того, чтобы кромка под сварку, образуемая при соединении конца 1038а трубы 1022а и конца 1038b трубы 1022b вместе, имела U-образную конфигурацию. В другом варианте реализации изобретения, форма кромки под сварку зависит от сварочных параметров или условий сварки.

[00237] Как проиллюстрировано на Фиг. 2, в одном варианте реализации изобретения, металл сварного шва 1034 выполнен с возможностью соединения первого сегмента трубы 1022а и второго сегмента трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, металл сварного шва 1034 может содержать Инконель или сплав Инконель. В одном варианте реализации изобретения, металл сварного шва 1034 может содержать материал, имеющий более высокую прочность, чем материал труб. В одном варианте реализации изобретения, состав металла сварного шва 1034 может отличаться по составу от материала труб. Например, в одном варианте реализации изобретения, металл сварного шва может содержать Инконель или сплав Инконель, а материал первого сегмента трубы 1022а и второго сегмента трубы 1022b может содержать нержавеющую сталь.

[00238] В одном варианте реализации изобретения, металл сварного шва 1034 и/или сварное соединение 1026 содержит множество слоев сварного шва 1014, 1016, 1018 и 1020. Например, в одном варианте реализации изобретения, множество слоев прохода сварного шва 1014, 1016, 1018 и 1020 могут содержать проход при заварке корня шва 1014, горячий проход 1016, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слой облицовочного прохода 1020, как будет более подробно описано ниже. Слой(и) прохода сварного шва может взаимозаменяемо называться в данном документе слоем(ями) прохода. В одном варианте реализации изобретения, проход сварочного шва (например, проход при заварке корня шва, горячий проход, заполняющий проход(ы), облицовочный проход) может быть одинарным проходом сварочного инструмента или системы сварки вдоль сварного соединения 1026. В одном варианте реализации изобретения, валик сварного шва или сварной шов образуется в результате каждого прохода сварного шва.

[00239] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 1A, 1B и 2, способ 1000 для сварки секций или сегментов трубы 1022a и 1022b вместе, как правило, включает процедуру прохода при заварке корня шва 1002, процедуру горячего прохода 1004, процедуру заполняющего и облицовочного прохода 1006, процедуру проверки сварного шва 1008, процедуру нагрева 1010 и процедуру нанесения покрытия 1012. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего прохода и облицовочного прохода 1006 может содержать одну или более процедуру заполняющего прохода сварного шва 1006а и процедуру облицовочного прохода сварного шва 1006b. В одном варианте реализации изобретения, способ 1000, как правило, представляет собой процедуру многопроходного сварного шва или многослойного сварного шва, которая содержит, к примеру, процедуру прохода при заварке корня шва 1002, процедуру горячего прохода сварного шва 1004, и процедуру заполняющего и облицовочного прохода 1006.

[00240] В одном варианте реализации изобретения, один или более проходов сварного шва (например, проход при заварке корня шва, горячий проход, заполняющий проход(ы), облицовочный проход) способа 1000 многопроходного или многослойного сварного шва может быть выполнен одной и той же системой сварки или инструментом в разное время. В одном варианте реализации изобретения, проходы сварного шва могут выполняться последовательно одной и той же системой или инструментом. Например, в одном варианте реализации изобретения, процедуры прохода при заварке корня шва и горячего прохода могут выполняться последовательно внутренней системой сварки 5004 (как будет более подробно описано ниже) внутри труб. В одном варианте реализации изобретения, процедуры заполняющего и облицовочного прохода могут выполняться последовательно внешней системой сварки 7500 снаружи труб.

[00241] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004, как правило, выполнена с возможностью сварки сегментов трубы 1022а и 1022b внутри трубопровода 1024, а внешняя система сварки 7500, как правило, выполнена с возможностью сварки сегментов труб 1022а 1022b снаружи трубопровода 1024. В одном варианте реализации изобретения, в результате сварки, выполняемой внутренней системой сварки 5004, образуется К-образный валик сварного шва или слой, а в результате сварки, выполняемой внешней системой сварки 7500, образуется J-образный валик сварного шва или слой.

[00242] В одном варианте реализации изобретения, процедуры горячего, заполняющего и облицовочного прохода могут выполняться последовательно внешней системой сварки 7500 снаружи труб, при этом только процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004 (как будет более подробно описано ниже) внутри труб.

[00243] В одном варианте реализации изобретения, один или более проходов сварного шва (например, проход при заварке корня шва, горячий проход, заполняющий проход(ы), облицовочный проход) способа 1000 многопроходного или многослойного сварного шва может быть выполнен разными системами сварки или инструментами в одно и то же или разное время. В одном варианте реализации изобретения, проходы сварного шва могут выполняться последовательно разными системами сварки или инструментами.

[00244] В одном варианте реализации изобретения, каждая из процедур горячего, заполняющего или облицовочного прохода выполняется в своей соответствующей сварочной кабине снаружи труб. В одном варианте реализации изобретения, сварочная кабина представляет собой относительно небольшую камеру, приблизительно 12 футов в ширину, 10 футов в длину и 8 футов в высоту, в котором установлена внешняя система сварки и перемещается от одного сварного соединения к другому сварному соединению посредством хвостовой платформы. Сварочная кабина, как правило, представляет собой раму из легкого металла, покрытую тонким листовым металлом. Сварочная кабина имеет специальный пол, разработанный для поворота вверх, позволяющего сварочной кабине опускаться на трубы и затем разворачиваться обратно для получения удобного доступа к трубе. В одном варианте реализации изобретения, каждая из одной или более процедур заполняющего прохода выполняется в разных сварочных кабинах, каждая из которых содержит внешнюю систему сварки.

[00245] В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 является первой сварочной процедурой способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется внутренней системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется торцевой внутренней системой сварки 3001 (как будет более подробно описано ниже), содержащей встроенную систему питания сварки.

[00246] В одном варианте реализации изобретения, выполняемая затем с помощью внутренней системы сварки 5004 процедура прохода при заварке корня шва 1002, занимает 1,03 минуты. В одном варианте реализации изобретения, продолжительность цикла для процедуры прохода при заварке корня шва составляет 4 минуты (это время рассчитано с момента, когда приводная тяга или фал 5034 установлен в режим автоматического перемещения). В одном варианте реализации изобретения, общая продолжительность цикла процедуры прохода при заварке корня шва (выполняемой внутренней системой сварки 5004) составляет 13, 15 минуты (включая 2,30 минуты для процедуры замены катушки/сварочной проволоки) и средняя продолжительность цикла процедуры прохода при заварке корня шва (выполняемой внутренней системой сварки 5004) составляет 4,42 минуты.

[00247] В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется внешней системой сварки 7500. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется внешней системой сварки 7500 с помощью системы продувки и проверки 7001. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется внешней системой сварки 7500 с помощью торцевых зажимов. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется внешней системой сварки 7500 с помощью расположенных изнутри зажимов 7050, 7052. В одном варианте реализации изобретения, расположенные изнутри зажимы могут представлять собой стандартные зажимы или зажимы с продувкой (например, систему продувки и проверки 7001).

[00248] В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 формирует слой прохода при заварке корня шва 1014. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 1A и 1B, слой прохода при заварке корня шва 1014 представляет собой первый валик сварного шва или слой в способе 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, слой прохода при заварке корня шва также называется корневой герметизирующий валик или слой. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа на коротком замыкании (GMAW-S). В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 выполняется посредством других сварочных процессов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00249] В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 является второй сварочной процедурой способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется внутренней системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 может выполняться торцевой внутренней сварочной системой 3001, содержащей встроенную систему питания сварки.

[00250] В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется внешней системой сварки 7500. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется внешней системой сварки с помощью расположенных изнутри зажимов. В одном варианте реализации изобретения, расположенные изнутри зажимы могут представлять собой стандартные зажимы или зажимы для продувки и контроля. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется ручным сварочным аппаратом. В таком варианте реализации изобретения, концы трубы имеют конфигурацию, содержащую разделку шва под углом в 30°.

[00251] В одном варианте реализации изобретения, выполняемая затем процедура горячего прохода 1004 с помощью внешней системы сварки (в сварочной кабине) и со стороны траншеи, может занимать 1,06 минуты. В одном варианте реализации изобретения, выполняемая затем процедура горячего прохода 1004 с помощью внешней системы сварки (в сварочной кабине) и с рабочей стороны, может занимать 58 секунд. В одном варианте реализации изобретения, продолжительность цикла процедуры горячего прохода составляет 2,38 минуты (это время рассчитано с момента, когда сварочная кабина для горячего прохода установлена на трубе). В одном варианте реализации изобретения, общая продолжительность цикла для трех циклов процедуры горячего прохода, выполняемой внешней системой сварки в сварочной кабине составляет 11,35 минут, а средняя продолжительность цикла для процедуры горячего прохода, выполняемой внешней системой сварки в сварочной кабине составляет 3,34 минуты.

[00252] В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 формирует сварочный слой горячего прохода 1016. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2, слой горячего прохода шва 1016 представляет собой второй валик сварного шва или слой, наносимый в способе 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 следует сразу за процедурой прохода при заварке корня шва 1002. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа на коротком замыкании (GMAW-S). В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода 1004 выполняется посредством других сварочных процессов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00253] В одном варианте реализации изобретения, одна или более процедур заполняющего прохода 1006а и процедур облицовочного прохода 1006b процедуры заполняющего и облицовочного прохода 1006 выполняются внешней системой сварки 7500. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода 1006 выполняется на множестве станций. В другом варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода 1006 выполняется ручным сварочным аппаратом. В таком варианте реализации изобретения, концы трубы имеют конфигурацию, содержащую разделку шва под углом в 30°.

[00254] В одном варианте реализации изобретения, одна или более процедура заполняющего прохода 1006а следует (или выполняется после) процедуры горячего прохода 1004. В одном варианте реализации изобретения, одна или более процедуры заполняющего прохода 1006а формируют слои(й) заполняющего прохода сварного шва 1018. Слои(й) 1018 заполняющего прохода выполнен с возможностью заполнения кромки под сварку и зачистки, практически, заподлицо с поверхностью сегментов трубы 1022а и 1022b трубопровода 1024. В одном варианте реализации изобретения, количество процедур заполняющего прохода 1006а в способе 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва может отличаться. В одном варианте реализации изобретения, количество процедур заполняющего прохода 1006а в способе 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва может зависеть от толщины свариваемых вместе сегментов трубы 1022а и 1022b трубопровода 1024.

[00255] В одном варианте реализации изобретения, процедуры заполняющего прохода 1006а выполняются дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW). В одном варианте реализации изобретения, процедуры заполняющего прохода 1006а выполняются дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). В одном варианте реализации изобретения, процедуры заполняющего прохода 1006а выполняются импульсно-дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW-P). В одном варианте реализации изобретения, процедуры заполняющего прохода 1006а выполняются посредством других сварочных процессов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00256] В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b является последней или финальной сварочной процедурой способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b следует (или выполняется после) процедур(ы) заполняющего прохода 1006a. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2, слой облицовочного прохода сварного шва 1020 представляет собой валик сварного шва или слой, накладываемый после процедуры заполняющего прохода 1006а. В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b также может называться процедурой перекрывающего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b формирует слой облицовочного прохода сварного шва 1020. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2, слой облицовочного прохода сварного шва 1020 представляет собой последний или финальный валик сварного шва, накладываемый в способе 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, слой облицовочного прохода сварного шва 1020 практически выступает над поверхностью сегментов трубы 1022а и 1022b трубопровода 1024.

[00257] В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b выполняется дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006b выполняется дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего прохода 1006а выполняются импульсно-дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW-P). В одном варианте реализации изобретения, процедура облицовочного прохода 1006а выполняется посредством других сварочных процессов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00258] В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002 являться только процедурой прохода способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва, выполняемой внутренней системой сварки 5004, при этом процедура горячего прохода 1004 и процедура заполняющего прохода 1006 выполняются с использованием внешней системы сварки 7500.

[00259] В другом варианте реализации изобретения, и процедура прохода при заварке корня шва 1002, и процедура горячего прохода 1004 способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва выполняются внутренней системой сварки 5004, при этом процедура заполняющего и облицовочного прохода 1006 выполняется с использованием внешней системы сварки 7500.

[00260] В еще одном варианте реализации настоящего изобретения, процедура прохода при заварке корня шва 1002, процедура горячего прохода 1004 и процедура заполняющего прохода 1006 выполняются с использованием внешней системы сварки 7500. В одном варианте реализации изобретения, зажимы для продувки и контроля используются внутри труб 1022а, 1022b, при этом внешняя система сварки 7500 выполняет процедуру прохода при заварке корня шва 1002, процедуру горячего прохода 1004 и процедуру заполняющего и облицовочного прохода 1006.

[00261] Фиг. 2G-2I иллюстрируют поперечный разрез трубопроводов 1024 со сформированными между ними сварными соединениями 1026.

[00262] Фиг. 2G иллюстрирует поперечный разрез трубопровода 1024 со сформированным между ним сварным соединением 1026. Например, сварное соединение 1026 на Фиг. 2G содержит слой прохода при заварке корня шва 1014 и слой горячего прохода 1016, сформированные внутренней системой сварки 5004 внутри труб 1022а, 1022b, при этом один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слой облицовочного прохода 1020 сформирован внешней системой сварки 7500 снаружи труб 1022а, 1022b.

[00263] Отдельные слои похода сварного шва (например, слой прохода при заварке корня шва 1014, слой горячего прохода 1016, слои заполняющего и облицовочного прохода 1018 и 1022) также хорошо видны на Фиг. 2. Граница 1032 между металлом сварного шва 1034 и материалом трубы 1036 можно легко и явно рассмотреть на Фиг. 2. В одном варианте реализации изобретения, форма границы 1032 (как проиллюстрировано в виде линии ABCDE) характерна для трубопровода 1024 сваренного (например, посредством процедуры прохода при заварке корня шва 1002 и/или процедуры горячего прохода 1004) внутри трубопровода 1024.

[00264] В одном варианте реализации изобретения, когда обе процедуры - процедура прохода при заварке корня шва 1002, и процедура горячего прохода 1004 способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва - выполняются внутренней системой сварки 5004 внутри трубопровода 1024, расположение слоя прохода при заварке корня шва 1014 и слоя горячего прохода 1016 меняется местами (например, по сравнению со сварным соединением, в котором процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004 внутри трубопровода 1024, а процедура горячего прохода 1004 выполняется внешней системой сварки снаружи трубопровода 1024). В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2 и 2G, слой горячего прохода 1016 располагается ближе к внутренней продольной оси А-А сваренных первой и второй труб 1022а и 1022b, чем слой прохода при заварке корня шва 1014.

[00265] В одном варианте реализации изобретения, слой горячего прохода 1016 металла сварного шва 1034 имеет по меньшей мере соответствующую часть 5238, расположенную ближе к продольной оси А-А, чем внутренняя поверхность 5130, 5132 сваренных труб 1022а и 1022b, в области 5240 и 5242 сваренных труб 1022а и 1022b, непосредственно прилегающей к металлу сварного шва 1034 с противоположной стороны металла сварного шва 1034. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2 и 2G, когда обе процедуры - процедура прохода при заварке корня шва 1002 и процедура горячего прохода 1004 способа 1000 выполнения многопроходного или многослойного сварного шва - выполняются внутренней системой сварки 5004 внутри трубопровода 1024, область шейки 1028 сварного соединения 1026 образуется дальше от внутренних стенок 5130, 5132 трубопровода 1024.

[00266] В одном варианте реализации изобретения, слой прохода при заварке корня шва 1024 расположен во внутренней ФАСКЕ 5228, 5232 первой и второй трубы 1022а и 1022b, а слой горячего прохода 1016 расположен на верхней части слоя прохода при заварке корня шва 1014 (то есть, ближе к внутренней продольной оси А-А). В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 построена и смонтирована для выполнения более чем одного прохода сварного шва внутри трубопровода 1024. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 построена и смонтирована для приведения в действие в радиальном направлении для того, чтобы внутренняя система сварки 5004 могла регулировать высоту сварочной горелки 5502 между двумя проходами (например, между процедурой прохода при заварке корня шва 1002 и процедурой горячего прохода 1004).

[00267] В одном варианте реализации изобретения, дополнительный слой(и) прохода сварного шва могут накладываться сверху слоя горячего прохода 1016 и располагаться ближе к внутренней продольной оси А-А сваренной первой и второй трубы 1022а, 1022b, чем слой горячего прохода 1016. Например, в одном варианте реализации изобретения, один или более слоев заполняющего прохода 1018 может формироваться внутренней системой сварки 5004 таким образом, чтобы один или более слоев заполняющего прохода 1018 накладывался на слой горячего прохода 1016 и располагался ближе к внутренней продольной оси А-А сваренной первой и второй труб 1022а, 1022b, чем слой горячего прохода 1016. Например, в одном варианте реализации изобретения, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слоев облицовочного прохода 1020 могут формироваться внутренней системой сварки 5004 таким образом, чтобы один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слоев облицовочного прохода 1020 накладывался на слой горячего прохода 1016 и располагался ближе к внутренней продольной оси А-А сваренной первой и второй труб 1022а, 1022b, чем слой горячего прохода 1016.

[00268] В другом варианте реализации изобретения, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слой облицовочного прохода 1020 накладываются во внутренней фаске 5230, 5234 первой и второй трубы 1022а и 1022b, и могут формироваться внешней системой сварки 7500 снаружи трубопровода 1024.

[00269] Фиг. 2Н иллюстрирует поперечный разрез трубопровода 1024 со сформированным между ним сварным соединением 1026. Например, сварное соединение 1026 на Фиг. 2H содержит слой прохода при заварке корня шва 1014, сформированный внутренней системой сварки 5004 внутри труб 1022а, 1022b, при этом слой горячего прохода 1016, один или более слоев заполняющего прохода 1018, и слой облицовочного прохода 1020 сформированы внешней системой сварки 7500 снаружи труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, слой прохода при заварке корня шва 1014 накладывается во внутренней фаске 5228, 5232 первой и второй трубы 1022а и 1022b. В одном варианте реализации изобретения, слой горячего прохода 1016, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слой облицовочного прохода 1020 накладываются во внешних фасках 5230, 5234 первой и второй трубы 1022а и 1022b.

[00270] Фиг. 2I иллюстрирует поперечный разрез трубопровода 1024 со сформированным между ним сварным соединением 1026. Например, сварное соединение 1026 на Фиг. 2I содержит слой прохода при заварке корня шва 1014, слой горячего прохода 1016, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и 1020, сформированные внешней системой сварки 7500 снаружи труб 1022а и 1022b. В одном варианте реализации изобретения, слой прохода при заварке корня шва 1014, один или более слоев горячего прохода 1016, один или более слоев заполняющего прохода 1018 и слой облицовочного прохода 1020 накладываются во внешних фасках 5230, 5234 первой и второй трубы 1022а и 1022b.

[00271] В одном варианте реализации изобретения, после выполнения сварного соединения 1026, сварное соединение 1026 проверяется во время процедуры проверки сварного шва 1008. В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 выполняется после процедуры заполняющего и облицовочного прохода 1006. В одном варианте реализации изобретения, сварное соединение 1026 очищается перед проведением процедуры проверки сварного шва 1008. В одном варианте реализации изобретения, значительное количество тепла генерируется во время сварочных процедур (например, процедур 1002, 1004, и 1006). В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 выполняется при рабочей температуре, меньшей, чем наивысшая температура сварки. В одном варианте реализации изобретения, сварное соединение 1026 может быть охлаждено перед процедурой проверки сварного шва 1008 внутренней системой охлаждения 2010 или 6500 (как описано более подобно ниже). В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать любой тип неразрушающего тестирования/проверки сварного соединения 1026.

[00272] В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать автоматизированное ультразвуковое тестирование (АУТ). В одном варианте реализации изобретения, автоматизированное ультразвуковое тестирование сварного соединения 1026 может использоваться для условий применения сварки трубопровода как на суше, так и в открытом море. В одном варианте реализации изобретения, АУТ выполнено с возможностью его использования в условиях массового производства. В одном варианте реализации изобретения, АУТ выполнено с возможностью его использования для обнаружения и определения размеров дефектов сварного шва.

[00273] В одном варианте реализации изобретения, автоматизированное ультразвуковое тестирование выполняется системой АУТ сканирования (например, 6801, как проиллюстрировано на Фиг. 136A). В одном варианте реализации изобретения, система АУТ сканирования содержит систему ультразвукового датчика. В одном варианте реализации изобретения, система АУТ сканирования может быть переносной. В одном варианте реализации изобретения, система АУТ сканирования также может содержать систему сбора данных, функционально связанную с системой ультразвукового датчика. В одном варианте реализации изобретения, система ультразвукового датчика может содержать излучатель, выполненный с возможностью отправлять, к примеру, ультразвуковые сигналы (например, волновые импульсы) внутри сегментов трубы 1022а и 1022b и/или кольцевого шва 1026 между ними. В одном варианте реализации изобретения, ультразвуковые сигналы или импульсы отправляются с частотой от 1 Гц до 20 000 Гц. В одном варианте реализации изобретения, частота ультразвуковых волн может варьироваться в пределах от 0,5 МГц до 23 МГц.

[00274] В одном варианте реализации изобретения, ультразвуковые сигналы или импульсы, посылаемые излучателем, выполнены с возможностью отражать от границ, где меняется плотность кольцевого шва 1026. В одном варианте реализации изобретения, система ультразвукового датчика может содержать приемник, выполненный с возможностью получать/обнаруживать отраженные импульсы. В одном варианте реализации изобретения, приемник выполнен с возможностью измерять интенсивность отраженных импульсов и формировать электрический сигнал, пропорциональный интенсивности отраженных импульсов. В одном варианте реализации изобретения, излучатель и приемник системы ультразвукового датчика могут иметь множество элементов или компонентов. В одном варианте реализации изобретения, система ультразвукового датчика может активироваться избирательно для определения ультразвуковых импульсов в заданном местоположении.

[00275] Водном варианте реализации изобретения, диапазон автоматизированного ультразвукового тестирования (АУТ) может включать времяпролетную дифракцию (ToFD), фазированную решетку (PA), картирование коррозии, и/или полную проверку сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, времяпролетная дифракция (ToFD) ультразвуковой проверки сварного шва может использоваться, когда определено множество участков разделки шва.

[00276] В одном варианте реализации изобретения, АУТ процедуры проверки сварного шва может включать полное покрытие эхоимпульсной ультразвуковой проверкой сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, технологии эхоимпульсной ультразвуковой проверки используют датчики на фазированной решетке (РА) в сочетании с проверкой ToFD для получения очень точных измерений дефектов сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, сварные швы разбиваются на зоны (зональная селективность), которые оцениваются отдельно, а результаты собираются в комплексный анализ сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, линейное и секторальное сканирование обеспечивают превосходную проверку сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, ToFD ультразвуковой проверки сварного шва может использоваться для полного покрытия эхоимпульсной ультразвуковой проверкой сварного шва.

[00277] В еще одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать рентгенографическое тестирование. В одном варианте реализации изобретения, рентгенографическое тестирование выполняется рентгенографической системой. В одном варианте реализации изобретения, рентгенографическая система содержит излучатель, выполненный с возможностью излучать рентгенографическое излучение в сегменты трубы 1022а и 1022b, и кольцевой шов 1026 между ними. В одном варианте реализации изобретения, интенсивность рентгенографического излучения может ослабляться материалом сегментов трубы 1022а и 1022b и кольцевым швом 1026 между ними. В одном варианте реализации изобретения, рентгенографическая система содержит приемник, выполненный с возможностью измерять интенсивность рентгенографического излучения, проходящего через материал сегментов трубы 1022а и 1022b и кольцевой шов 1026 между ними.

[00278] В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать проверку гамма-излучением и рентгенографическим излучением в непосредственной близости. В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать магнитно-порошковый контроль (MPI) или контроль методом проникающей краски (DPI). В одном варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1008 может содержать любую другую неразрушающую проверку (NDT), например, помимо прочего, ультразвуковую проверку направляемой волной (MFL), проверку вихревыми токами, твердометрию, проверку методом рассеивания магнитного потока (MFL), стилоскопирование, исследование картирования коррозии и т. д. В одном варианте реализации изобретения, неразрушающая проверка (NDT), главным образом, может означать любую проверку, выполненную с возможностью идентификации дефектов сварного шва без повреждения труб и/или сварного шва между ними.

[00279] Как проиллюстрировано на Фиг. 2G, в одном варианте реализации изобретения, как описано выше, каждый сегмент трубы 1022а, 1022b содержит внутреннюю металлическую часть 5244, окруженную внешним защитным покрытием (например, изолирующим материалом) 5246. В одном варианте реализации изобретения, концы 5248 и 5250 свариваемых сегментов трубы 1022а, 1022b имеют выступающую внутреннюю металлическую часть.

[00280] В одном варианте реализации изобретения, после процедуры проверки сварного шва 1008 внешнее защитное покрытие обратно накладывается на сварное соединение 1026. Например, изолятор накладывается на выступающие концы 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b так, чтобы изолятор 5246А (как проиллюстрировано на Фиг. 118) приклеился на внешнюю поверхность 5254 внутренней металлической части трубы 5244, изолируя, таким образом, ранее выступающие концы труб 5248, 5250 труб 1022а, 1022b.

[00281] В одном варианте реализации изобретения, чтобы способствовать применению наружного защитного покрытия или изолятора, сварное соединение 1026 и окружающие части сегментов трубы 1022а и 1022b трубопровода 1024 нагреваются до предварительно заданной температуры нанесения покрытия. В одном варианте реализации изобретения, выступающие концы 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b нагреваются. В одном варианте реализации изобретения, предварительно заданная температура нанесения покрытия представляет собой температуру, необходимую для нанесения внешнего защитного покрытия или изолятора. В одном варианте реализации изобретения, предварительно заданная температура нанесения покрытия задана для обеспечения хорошей адгезии или прилипания между внешним защитным покрытием или изолятором и трубой 1024.

[00282] В одном варианте реализации изобретения, процедура нагревания 1010 выполняется после процедуры проверки сварного шва 1008. В одном варианте реализации изобретения, процедура индукционного предварительного нагревания может использоваться для нагрева выступающих концов 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b трубопровода 1024 для подготовки к применению защитного материала(ов) или изолятора.

[00283] В одном варианте реализации изобретения, процедура нагревания 1010 выполняется системой нагрева 5304 (которая проиллюстрирована и пояснена на Фиг. 115A и 115B). В одном варианте реализации изобретения, система нагрева может содержать систему электрического нагрева. В одном варианте реализации изобретения, система нагрева может содержать индукционную катушку сверхвысокой частоты (СВЧ), выполненную с возможностью мгновенного нагрева выступающих концов 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b трубопровода 1024 до заданной температуры нанесения покрытия. В одном варианте реализации изобретения, система нагрева также выполнена с возможностью регулировки температуры выступающих концов 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b трубопровода 1024 для поддержания подходящей температуры нанесения покрытия. В одном варианте реализации изобретения, система нагрева может содержать систему нагрева с обратной связью, позволяющую системе нагрева достигать и поддерживать требуемую температуру нанесения покрытия, а также датчик температуры, функционально связанный с системой обратной связи. В одном варианте реализации изобретения, датчик температуры может представлять собой контактный или бесконтактный датчик температуры. В одном варианте реализации изобретения, система нагрева с обратной связью может содержать один или более датчиков, выполненных с возможностью определять другие параметры процедуры нагревания - время нагревания, и т. д.

[00284] В одном варианте реализации изобретения, процедура нанесения покрытия 1012 выполняется непосредственно после процедуры нагревания 1010. В одном варианте реализации изобретения, процедура нанесения покрытия 1012 выполняется в кабине для нанесения покрытия (например, аналогичной по конструкции со сварочной кабиной), имеющей в своем составе головку для нанесения покрытия, построенную и смонтированную для применения/распыления/нанесения смеси изолятора/покрытия/эпоксидной смолы на выступающие концы 5248, 5250 сваренных труб 1022а, 1022b трубопровода 1024. В одном варианте реализации изобретения, головка для нанесения покрытия выполняет процедуру нанесения покрытия менее чем за минуту. В одном варианте реализации изобретения, головка для нанесения покрытия выполняет процедуру нанесения покрытия за 50 секунд.

[00285] В одном варианте реализации изобретения, изолятор/покрытие наносится на нагретые выступающие концы 5248, 5250 сваренных труб таким образом, чтобы изолятор/покрытие 5246А (как проиллюстрировано на Фиг. 118) приклеился на внешнюю поверхность 5254 внутренней металлической части трубы, изолируя, таким образом, ранее выступающие концы труб 5248, 5250 труб 1022а, 1022b.

[00286] В одном варианте реализации изобретения, покрытие наносится на внешние поверхности или участки сегментов трубы 1022а и 1022b, окружающие сварное соединение 1026 для создания изолирующего барьера, предотвращающего или минимизирующего коррозию на сваренных участках.

[00287] В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать полипропиленовое покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать полиэтиленовое покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать полиуретановое покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать теплоизолирующее (например, от потерь тепла при нагреве) покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать антикоррозионное покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать износостойкое покрытие. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать наплавляемое эпоксидное покрытие (FBE). В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать наплавляемое эпоксидное покрытие (FBE) вместе с двойным базовым слоем химически модифицированного полипропилена (CMPP) или полиэтилена (CMPE). В одном варианте реализации изобретения, сразу после этого слой химически модифицированного полипропилена (CMPP) или полиэтилена (CMPE) сопровождается нанесением полипропиленовой (PP) или полиэтиленовой (PE) пленки. В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать многокомпонентное жидкое покрытие (MCL) (например, MCL покрытия на основе уретана и эпоксидной смолы). В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать изоляцию сварного шва (FJC).

[00288] В одном варианте реализации изобретения, покрытие может содержать полипропилен, получаемый литьем под давлением. В таком варианте реализации изобретения, трубопровод 1024 предварительно нагревается до температуры 180°C перед нанесением покрытия из полипропилена, получаемого литьем под давлением.

[00289] В одном варианте реализации изобретения, может использоваться автоматизированное оборудование для нанесения материалов для покрытия на сварное соединение 1026. В одном варианте реализации изобретения, система подачи покрытия может содержать систему нанесения покрытия, полученного литьем под давлением, как проиллюстрировано и описано подробно в отношении Фиг. 117A и 117B. В одном варианте реализации изобретения, система подачи покрытия может содержать систему пламенного напыления покрытия. В одном варианте реализации изобретения, изолятор/покрытие может наносится на выступающие участки сварного соединения с использованием распыляющего устройства. В одном варианте реализации изобретения, распыляющее устройство выполнено с возможностью распыления изолирующего материала на выступающий участок трубы в области сварных швов. В одном варианте реализации изобретения, распыляющее устройство проиллюстрировано и описано в отношении Фиг. 116A-116B.

[00290] В одном варианте реализации изобретения, процедура очистки абразивными материалами может выполняться для подготовки трубопровода 1024 для нанесения покрытия. В одном варианте реализации изобретения, процедура очистки абразивными материалами может выполняться перед процедурой нагревания 1010. В одном варианте реализации изобретения, окисленное сварное соединение трубы очищается пескоструйным аппаратом для удаления всех загрязнений.

[00291] В одном варианте реализации изобретения, система нанесения покрытия может содержать систему нанесения покрытия с обратной связью, позволяющую системе нанесения покрытия получать требуемое покрытие на трубопроводе 1024 и один или более датчиков, функционально связанных с системой нанесения покрытия с обратной связью. В одном варианте реализации изобретения, один или более датчиков выполнены с возможностью определять следующие параметры процедуры нанесения покрытия - время нагревания, температуру нагревания, температуру материала покрытия, объем материала покрытия и т. д.

[00292] В одном варианте реализации изобретения, способ 1000 может содержать другие процедуры, которые не проиллюстрированы на Фиг. 1A. В одном варианте реализации изобретения, эти другие процедуры способа 1000 проиллюстрированы и пояснены в отношении Фиг. 1B.

[00293] В одном варианте реализации изобретения, способ 1000 может включать процедуру подготовки трубы 1040, процедуру выравнивания трубы 1042, процедура дополнительной проверки сварного шва 1044, процедуру ремонта 1046, процедуру охлаждения 1048 и процедуру развертывания трубопровода 1050. В одном варианте реализации изобретения, каждая из этих процедур является необязательной.

[00294] В одном варианте реализации изобретения, процедура подготовки трубы 1040 выполняется перед процедурой прохода при заварке корня шва 1002. В одном варианте реализации изобретения, процедура подготовки трубы 1040 выполняется перед процедурой выравнивания трубы 1042.

[00295] В одном варианте реализации изобретения, процедура подготовки трубы 1040 может содержать процедуру резания 1040а. В одном варианте реализации изобретения, процедура резания 1040а выполняется для подготовки кромки или концов сегментов трубы 1022а, 1022b к сварке. В одном варианте реализации изобретения, во время процедуры резания 1040а, свариваемые вместе сегменты трубы 1022а и 1022b обрезаются до нужных размеров. В одном варианте реализации изобретения, процедура резания 1040а может выполняться на месте производства.

[00296] В одном варианте реализации изобретения, способ может содержать процедуру укладки труб, в которой трубы распределяются в соответствии с проектом (перед процедурой соединения/сварки). В одном варианте реализации изобретения, каждое соединение сегмента трубы имеет определенное место в трубопроводе. Команда укладчиков убеждается, что каждая часть трубы размещена там, где она должна находиться. Инспекторы проверяют назначенные номера труб, чтобы убедиться, что соединения находятся в правильном порядке.

[00297] В одном варианте реализации изобретения, способ может содержать процедуру гибки, в которой трубы изгибают для того, чтобы они соответствовали характеру местности трассы трубопровода. В одном варианте реализации изобретения, трубы вставляют в станок для гибки труб и затем позиционируют дорн в трубе. Дорн построен и смонтирован для приложения давления внутри трубы для предотвращения выпучивания при изгибании. Оператор позиционирует трубу и выполняет изгиб. После выполнения изгиба труба удаляется из станка для гибки труб. После процедуры гибки каждая часть трубы устанавливается на место.

[00298] В одном варианте реализации изобретения, процедура подготовки трубы 1040 может содержать процедуру снятия фаски 1040b. В одном варианте реализации изобретения, процедура снятия фаски 1040b выполняется для подготовки кромки или концов сегментов трубы 1022а, 1022b к сварке. В одном варианте реализации изобретения, во время процедуры снятия фаски 1040b концы свариваемых вместе секций трубы или сегментов 1022а и 1022b срезают под углом до заданных размеров. В одном варианте реализации изобретения, требуемые фаски могут быть механически обработаны на концах сегментов трубы 1022. В одном варианте реализации изобретения, аппарат для обработки концов трубы вводится в трубу и фиксируется на трубе (за счет подъема башмаков внутреннего зажима). В одном варианте реализации изобретения, процедура снятия фаски 1040b может занимать 10 секунд. В одном варианте реализации изобретения, оператор может вручную проверить сформированную фаску посредством углового калибра 5801, проиллюстрированного на Фиг. 2C-2F. Фиг. 2C-2E иллюстрируют, соответственно, вид спереди, вид в перспективе и вид сбоку на угловой калибр 5801, при этом Фиг. 2F иллюстрирует укрупненный вид детали А на Фиг. 2C. В одном варианте реализации изобретения, процедуры снятия фаски 1040а, 1040b могут выполняться на месте производства.

[00299] В одном варианте реализации изобретения, стандартная глубина разделки шва для монтажной сварки внутри трубы составляет 0,050 дюйма. В одном варианте реализации изобретения, валик сварного шва составляет около 3 миллиметров в высоту, таким образом, валик сварного шва выступает над поверхностью на высоту от 0,05 до 0,07 дюйма. Для выполнения двух проходов сварного шва (например, прохода при заварке корня шва и горячего прохода), в одном варианте реализации изобретения, разделка шва может быть вырезана на глубину от 0,150 до 0,170 дюйма.

[00300] В одном варианте реализации изобретения, процедура выравнивания трубы 1040 выполняется перед процедурой прохода при заварке корня шва 1002. В одном варианте реализации изобретения, процедура выравнивания трубы 1042 выполняется в промежутке между процедурой подготовки трубы 1040 и процедурой прохода при заварке корня шва 1002. В одном варианте реализации изобретения, процедура предварительного нагрева может выполняться перед процедурой сварки (например, перед процедурой прохода при заварке корня шва) для нагрева трубы свыше 100°C для того, чтобы испарилась вся влага с поверхности трубы.

[00301] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 2G, процедура выравнивания трубы 1042 может содержать представление второй трубы 1022а на втором конце 1038b первой трубы 1022b и выравнивание свариваемых концов 1038а, 1038b первой и второй трубы 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать систему обратной связи (например, с использованием измерительного датчика 5056, одного или более процессоров 5140, двигателей для ориентации 5030, 5074, внешней платформы 5330, 6010А, 6010В, внутренних зажимов 5144, 5144, 7050, 7052, как будет пояснено более подробно ниже), выполненную с возможностью определять, правильно ли выравнены концы 1038а, 1038b первой и второй трубы 1022а, 1022b. Термин «двигатель», широко используемый в данном документе, означает любой тип электромеханического двигателя, например, электрического двигателя, гидравлического двигателя, пневматического двигателя.

[00302] В одном варианте реализации изобретения, дополнительная процедура проверки сварного шва 1044 может выполняться в промежутке между процедурой горячего прохода 1004 и процедурой заполняющего и облицовочного прохода 1006. В одном варианте реализации изобретения, дополнительная процедура проверки сварного шва 1044 может содержать рентгенографическое тестирование. В одном варианте реализации изобретения, рентгенографическое тестирование выполняется рентгенографической системой. В одном варианте реализации изобретения, система рентгенографического тестирования содержит излучатель, выполненный с возможностью испускать рентгенографическое излучение в сегменты трубы 1022а и 1022b, и сформированные между ними слои прохода при заварке корня шва и горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, интенсивность рентгенографического излучения может ослабляться материалом сегментов трубы 1022а и 1022b, а также сформированными между ними слоями прохода при заварке корня шва и горячего прохода 1014, 106. В одном варианте реализации изобретения, рентгенографическая система содержит приемник, выполненный с возможностью измерять интенсивность рентгенографического излучения, проходящего через материал сегментов трубы 1022а и 1022b, и сформированные между ними слои прохода при заварке корня шва и горячего прохода 1014, 1016. В другом варианте реализации изобретения, процедура проверки сварного шва 1044 может содержать проверку гамма-излучением и рентгенографическим излучением в непосредственной близости.

[00303] В одном варианте реализации изобретения, процедура ремонта 1046 выполняется после процедуры проверки сварного шва 1008, и перед процедурами нагревания и нанесения покрытия 1010 и 1012. В одном варианте реализации изобретения, процедура ремонта 1046 выполнена с возможностью ремонта любых дефектов сварного шва, которые обнаружены во время проведения процедуры проверки сварного шва 1008.

[00304] Процедура ремонта сварного шва, описанная в данном документе, может быть одной из различных типов процедур. В одном варианте реализации изобретения, дополнительная сварочная операция выполняется поверх предыдущего сварного шва для исправления любого дефекта сварного шва. В другом варианте реализации изобретения, сварной шов, имеющие дефекты, может быть отшлифован или, при желании, полностью срезан (вручную или автоматически) перед выполнением последующей операцией ремонта.

[00305] В одном варианте реализации изобретения, после процедур нагревания и нанесения покрытия 1010 и 1012, разрешается охлаждение трубопровода 1024 до необходимой температуры перед дополнительными этапами обработки, которые могут быть реализованы (например, перед обмоткой соединенных сегментов трубы или перемещением/размещением сегментов трубы в воде или на каком-либо другом подходящее местоположении на суше). В одном варианте реализации изобретения, процедура охлаждения 1048 выполняется после процедуры нанесение покрытия 1012. В одном варианте реализации изобретения, процедура охлаждения 1048 выполняется системой охлаждения 2010, 2110, 2210, 65000 (как проиллюстрировано и описано в отношении Фиг. 104-112B и 119-136), которые выполнены с возможностью отвода тепла от сваренных труб таким образом, чтобы снизить их температуру до допустимой температуры эффективной обмотки. Например, температура трубопровода должен быть в пределах предварительно заданной температуры (например, от 50 до 70 °C) для выполнения процедуры намотки, процедуры S-образной укладки труб и т. д. В одном варианте реализации изобретения, система охлаждения может представлять собой внутреннюю систему охлаждения, выполненную с возможностью охлаждения сваренных труб внутри трубопровода 1024.

[00306] В одном варианте реализации изобретения, сваренные трубы могут охлаждаться потоком воздуха в течение определенного времени. В одном варианте реализации изобретения, сваренные трубы могут охлаждаться путем распыления или разливания жидкости по наружной части изоляции/покрытия на трубопроводе. В одном варианте реализации изобретения, процедура разбрызгивания или разливания жидкости может выполняться в одной или более станциях.

[00307] В одном варианте реализации изобретения, процедура охлаждения 1048 выполняется, к примеру, для процедуры сварки на барже, процедуры сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе и процедуры сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе. В одном варианте реализации изобретения, процедура сварки главного трубопровода на берегу и процедура сварки плетей трубопровода в море могут не содержать отдельной процедуры охлаждения.

[00308] В одном варианте реализации изобретения, процедура развертывания/опускания трубопровода 1050 выполняется после процедуры нанесения покрытия 1012. В одном варианте реализации изобретения, процедура развертывания/опускания трубопровода 1050 выполняется после процедуры охлаждения 1048.

[00309] В одном варианте реализации изобретения, процедура развертывания трубопровода 1050 может содержать процедуру намотки 1050а, процедуру S-образной укладки труб 1050b или процедуру опускания трубопровода 1050с.

[00310] В одном варианте реализации изобретения, процедура намотки 1050а выполнена с возможностью намотки трубопровода на корабль, который транспортирует трубопровод на его конечное место назначения или местоположение. В одном варианте реализации изобретения, температура трубопровода должен быть в пределах предварительно заданной температуры (например, от 50 до 70 °C) для выполнения процедуры намотки 1050a. В одном варианте реализации изобретения, предварительно заданная температура (например, от 50 до 70 °C) задана для предотвращения любого повреждения во время процедуры намотки 1050а.

[00311] В одном варианте реализации изобретения, процедура S-образной укладки труб представляет собой процедуру укладки труб в море, при которой трубопровод опускается в море в горизонтальном положении. В одном варианте реализации изобретения, во время процедуры S-образной укладки труб трубопровод сталкивается с конца корабля по S-образной кривой. В одном варианте реализации изобретения, температура трубопровода должен быть в пределах предварительно заданной температуры (например, от 50 до 70 °C) для выполнения процедуры S-образной укладки труб 1050b. В одном варианте реализации изобретения, предварительно заданная температура (например, от 50 до 70 °C) задана для предотвращения любого повреждения во время процедуры S-образной укладки труб 1050b.

[00312] Процедура намотки, процедура S-образной укладки труб и процедура J-образной укладка труб описана подробно по отношению к Фиг. 136B-E.

[00313] В одном варианте реализации изобретения, процедура опускания 1050с трубопровода выполнена с возможностью позиционирования/опускания трубопровода в предварительно вырытую траншею.

[00314] В одном варианте реализации изобретения, состояние/условия выполнение сварки трубопровода может быть классифицировано на пять категорий, называемых: процедура сварки главного трубопровода на суше, процедура торцевой сварки на суше, процедура сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе, процедура сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе и процедура сварки на барже.

[00315] Процедура сварки главного трубопровода на суше проиллюстрирована на Фиг. 3. Процедура сварки главного трубопровода на суше, как правило, выполняется на уровне земной поверхности и рядом с предварительно вырытой траншеей, в которой будет располагаться трубопровод. В одном варианте реализации изобретения, наземные трубопроводы свариваются вместе по секциям, к примеру, до 1 мили в длину. Сварочные станции наземной сварки располагаются рядом друг с другом. Процедуры, выполняемые перед сваркой и после сварки, процесса сварки на суше отделены от фактической сварочной процедуры таким образом, что процедуры, выполняемые перед и после сварки, могут выполняться с их собственной скоростью. После того, как сегменты трубопровода сварены вместе, они опускаются предварительно вырытую траншею.

[00316] Процедура сварки плетей трубопровода проиллюстрирована на Фиг. 4. Процедура сварки плетей трубопровода на суше, как правило, реализуется в предварительно вырытой траншее, в которой будет располагаться трубопровод. Другими словами, секции или сегменты обрезаются до нужной длины и свариваются вместе в предварительно вырытой траншее.

[00317] Процедура сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе проиллюстрирована на Фиг. 5. Процедура сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе, как правило, выполняется в обстановке, приближенной к заводской. Все действия процедуры сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе происходят внутри непрерывного производственного процесса, приближенного и соответствующего заводским условиям. Например, трубы свариваются, проверяются и на них наносится покрытие вдоль монтажной линии для формирования плети труб (например, достигающей, в некоторых случаях, 7 километров). Плети труб хранятся до тех пор, пока они не будут смотаны на корабле для транспортировки к месту их конченого назначения. Другими словами, когда корабль/баржа находится вдалеке от береговой трубосварочной базы, сваренные трубы хранятся в виде длинных секций. Плети труб сматываются на большие катушки на баржах (как правило, в виде J-образной укладки) и разматываются, когда баржа достигает места выполнения работ.

[00318] Процедура сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе проиллюстрирована на Фиг. 6. Процедура сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе используется для соединения предварительно собранных секций трубопровода или сегментов вместе, в том виде, в котором они будут смотаны на корабль/судно, который, как правило, транспортирует трубопровод к его конечному месту назначения. Соединение охлаждается после нанесения покрытия, что снижает скорость сматывания. Все процедуры сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе выполняются на одной и той же станции.

[00319] Процедура сварки на барже проиллюстрирована на Фиг. 7. Процедура сварки на барже, как правило, выполняется в условиях, приближенных к заводским, на борту плавучего основания. Все действия процедуры сварки на барже, как правило, выполняются внутри непрерывного производственного процесса, приближенного и соответствующего заводским условиям. Трубопровод размещается в его конечном месте назначение при отделении от судна.

[00320] Каждое из этих мест выполнения сварки трубопровода может содержать одну или более процедур, описанных в отношении Фиг. 1A и 1B. Одна и более систем, описанных в данной патентной заявке (например, внутренняя система сварки 5004, внутренняя система сварки плетей трубопровода 3001, система продувки и проверки 7001, внешняя система сварки 7500 и внутренняя система охлаждения 2010) могут использоваться в рабочих процедурах таких мест выполнения сварки трубопровода.

[00321] Например, согласно Фиг. 3, процедура сварки главного трубопровода на суше начинается с процедуры подготовки трубы, в которой механически выполняется адаптированная под сварной шов фаска на каждом конце труб. Это выполняется подготовительной бригадой, которая работает на небольшом расстоянии перед бригадой сварщиков. После процедуры подготовки трубы выполняется процедура прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внешней системой сварки 7500 с помощью расположенного изнутри зажима(ов) 7050, 7052. После процедуры прохода при заварке корня шва выполняется процедура горячего прохода. Процедура горячего прохода может выполняться как внешней системой сварки, так и внутренней системой сварки 5004.

[00322] В одном варианте реализации изобретения, обе процедуры - процедура горячего прохода и прохода при заварке корня шва - выполняются внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, только процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004, при этом процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500.

[00323] В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняются после процедуры горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется внешней системой сварки 7500. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется на множестве станций.

[00324] После процедуры заполняющего и облицовочного прохода выполняется процедура проверки сварного шва. Например, для проверки может использоваться ультразвуковая, рентгенографическая или магнитная проверка области сварного шва. Любые дефекты, обнаруженные во время процедуры проверки сварного шва, устраняются во время процедуры ремонта сварного шва. Сваренные трубы покрываются наплавляемым эпоксидным покрытием. Наплавляемое эпоксидное покрытие накладывается на (нагретый) выступающий конец сваренной трубы таким образом, чтобы наплавляемое эпоксидное покрытие приклеилось к внешней поверхности внутренней части трубы. Процедура нанесения покрытия выполняется независимой бригадой, которая работает после ремонтной бригады. Заем трубопровод опускается в предварительно вырытую траншею. Процедура опускания трубопровода может выполняться независимой бригадой, которая работает перед бригадой, наносящей покрытие.

[00325] Как проиллюстрировано на Фиг. 4, процедура сварки плетей трубопровода на суше начинается с процедуры подготовки трубы. Заранее не известна требуемая длина трубы, таким образом наложение предназначено для процедуры сварки плетей трубопровода на суше. Как только трубы располагаются в траншее, одна труба обрезается для коррекции длины и механически выполняется необходимая фаска на конце трубы. После процедуры подготовки трубы выполняется процедура прохода при заварке корня шва.

[00326] В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется системой зажима при сварке плетей трубопровода с помощью внешней системы сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется ручным сварочным аппаратом с помощью размещенных снаружи зажимов.

[00327] После процедуры прохода при заварке корня шва выполняется процедура горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется ручным сварочным аппаратом.

[00328] В одном варианте реализации изобретения, обе процедуры - процедура горячего прохода и прохода при заварке корня шва - выполняются внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, только процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001, при этом процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500.

[00329] Процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняются после процедуры горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется внешней системой сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется ручным сварочным аппаратом. Процедура заполняющего и облицовочного прохода осуществляется снаружи труб. После процедуры заполняющего и облицовочного прохода выполняется процедура проверки сварного шва. Например, для проверки может использоваться ультразвуковая, рентгенографическая или магнитная проверка области сварного шва. Процедура проверки сварного шва осуществляется независимой бригадой, которая работает перед сварочной бригадой. Любые дефекты, обнаруженные во время процедуры проверки сварного шва, устраняются во время процедуры ремонта сварного шва. Процедура ремонта выполняется независимой бригадой, которая работает перед бригадой, выполняющей проверку. Сваренные трубы покрываются наплавляемым эпоксидным покрытием. Наплавляемое эпоксидное покрытие накладывается на (нагретый) выступающий конец сваренной трубы таким образом, чтобы наплавляемое эпоксидное покрытие приклеилось к внешней поверхности внутренней части трубы. Процедура нанесения покрытия выполняется независимой бригадой, которая работает после ремонтной бригады.

[00330] Как проиллюстрировано на Фиг. 5, процедура сварки главного трубопровода на береговой трубосварочной базе начинается с процедуры подготовки трубы, в которой механически выполняется необходимая фаска на концах трубы. После процедуры подготовки трубы выполняется процедура прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется системой продувки и проверки с помощью внешней системы сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренними зажимами с помощью внешней системы сварки.

[00331] После процедуры прохода при заварке корня шва выполняется процедура горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500.

[00332] В одном варианте реализации изобретения, обе процедуры - процедура горячего прохода и прохода при заварке корня шва - выполняются внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, только процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004, при этом процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500. В еще одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внешней системой сварки 7500 с помощью внутренних зажимов с продувкой 7001, при этом процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки 7500.

[00333] Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением выполняется после процедуры горячего прохода. Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением является необязательной.

[00334] Процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется после процедуры горячего прохода и процедуры проверки сварного шва рентгенографическим излучением. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется внешней системой сварки. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется на множестве станций.

[00335] После процедуры заполняющего и облицовочного прохода выполняется процедура проверки сварного шва для выполнения проверки сварного шва сварного соединения. Например, для проверки может использоваться ультразвуковая, рентгенографическая или магнитная проверка области сварного шва. Любые дефекты, обнаруженные во время процедуры проверки сварного шва, устраняются во время процедуры ремонта сварного шва. Сваренные трубы покрываются покрытием из полипропилена, полученного литьем под давлением. Покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, накладывается на (предварительно нагретые до 180°C) выступающие концы трубы таким образом, чтобы покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, приклеилось к внешней поверхности внутренней части трубы. После процедуры нанесения покрытия выполняется процедура охлаждения. Допускается охлаждение труб потоком воздуха в течение определенного времени.

[00336] Как проиллюстрировано на Фиг. 6, процедура сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе начинается с процедуры подготовки трубы, в которой механически выполняется необходимая фаска на концах трубы. После процедуры подготовки трубы выполняется процедура прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется системой зажимного устройства с продувкой 7001 с помощью внешней системы сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренними зажимами с помощью внешней системы сварки.

[00337] После процедуры прохода при заварке корня шва выполняется процедура горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки.

[00338] В одном варианте реализации изобретения, обе процедуры - процедура горячего прохода и прохода при заварке корня шва - выполняются внутренней системой сварки плетей трубопровода 3001. В другом варианте реализации изобретения, только процедура прохода при заварке корня шва выполняется системой сварки плетей трубопровода 3001.

[00339] Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением выполняется после процедуры горячего прохода. Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением является необязательной.

[00340] Процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняются после процедуры горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется внешней системой сварки. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется на множестве станций.

[00341] После процедуры заполняющего и облицовочного прохода выполняется процедура проверки сварного шва для выполнения проверки сварного шва сварного соединения. Например, для проверки может использоваться ультразвуковая, рентгенографическая или магнитная проверка области сварного шва. Любые дефекты, обнаруженные во время процедуры проверки сварного шва, устраняются во время процедуры ремонта сварного шва. Сваренные трубы покрываются покрытием из полипропилена, полученного литьем под давлением. Покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, накладывается на (предварительно нагретые до 180°C) выступающие концы трубы таким образом, чтобы покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, приклеилось к внешней поверхности внутренней части трубы. После процедуры нанесения покрытия выполняется процедура охлаждения. В одном варианте реализации изобретения, трубы могут охлаждаться за счет разливания или распыления воды по наружной поверхности изоляции. В другом варианте реализации изобретения, трубы могут охлаждаться внутренней системой охлаждения. В одном варианте реализации изобретения, трубы могут сматываться на судно после процедуры охлаждения. В одном варианте реализации изобретения, температура труб должна находиться в интервале от 50 до 70°C во время процедуры намотки для того, чтобы предотвратить любое повреждение во время процесса намотки. В одном варианте реализации изобретения, все процедуры последовательности сварки плетей трубопровода на береговой трубосварочной базе выполняются на одном и том же местоположении.

[00342] Как проиллюстрировано на Фиг. 7, процедура сварки плетей трубопровода на барже начинается с процедуры подготовки трубы, в которой механически выполняется необходимая фаска на концах трубы. После процедуры подготовки трубы выполняется процедура прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется системой зажимного устройства с продувкой 7001 с помощью внешней системы сварки 7500. В другом варианте реализации изобретения, процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренними зажимами с помощью внешней системы сварки 7500.

[00343] После процедуры прохода при заварке корня шва выполняется процедура горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, трубы продвигаются для выполнения процедуры горячего прохода после выполнения процедуры прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, процедура горячего прохода выполняется внешней системой сварки.

[00344] В одном варианте реализации изобретения, обе процедуры - процедура горячего прохода и прохода при заварке корня шва - выполняются внутренней системой сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, только процедура прохода при заварке корня шва выполняется внутренней системой сварки 5004. Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением выполняется после процедуры горячего прохода. Процедура проверки сварного шва рентгенографическим излучением является необязательной.

[00345] Процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется после процедуры горячего прохода и процедуры проверки сварного шва рентгенографическим излучением. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется внешней системой сварки. В одном варианте реализации изобретения, процедура заполняющего и облицовочного прохода выполняется на множестве станций.

[00346] После процедуры заполняющего и облицовочного прохода выполняется процедура проверки сварного шва для выполнения проверки сварного шва. Например, для проверки может использоваться ультразвуковая, рентгенографическая или магнитная проверка области сварного шва. Любые дефекты, обнаруженные во время процедуры проверки сварного шва, устраняются во время процедуры ремонта сварного шва. Сваренные трубы покрываются покрытием из полипропилена, полученного литьем под давлением. Покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, накладывается на (предварительно нагретые до 180°C) выступающие концы трубы таким образом, чтобы покрытие из полипропилена, полученного литьем под давлением, приклеилось к внешней поверхности внутренней части трубы. После процедуры нанесения покрытия выполняется процедура охлаждения. В одном варианте реализации изобретения, трубы могут охлаждаться за счет разливания или распыления воды по наружной поверхности изоляции. В одном варианте реализации изобретения, процедура охлаждения выполняется на множестве станций. В другом варианте реализации изобретения, трубы могут охлаждаться внутренней системой охлаждения. В одном варианте реализации изобретения, трубы сталкиваются с конца судна в S-образной конфигурации. В одном варианте реализации изобретения, температура труб должна находиться в интервале от 50 до 70°C во время процедуры S-образной укладки труб для предотвращения любого повреждения во время процедуры S-образной укладки труб.

[00347] В одном варианте реализации изобретения, предоставляется полевая система 5000 для сварки двух труб 1022а, 1022b. В данном документе термина «полевая система» является общим термином, предназначенным для обозначения изложенной в данном документе систем(ы) в целом, и/или любой из подсистем самой по себе. К примеру, «полевая система» может обозначать комбинацию внутренней системы проверки, внешнего сварочного аппарата, внутреннего охладителя трубы и системы неразрушающей ультразвуковой проверки вместе с удаленной системой обработки uLog (например, удаленной компьютерной системой 13704). В другом примере, «полевая система» может обозначать, к примеру, отдельно внутреннюю систему сварки, отдельно внутреннюю систему проверки, отдельно внутреннюю систему охлаждения, отдельно сварочный аппарат для сварки плетей трубопровода. Другими словами, «полевая система» может обозначать, к примеру, отдельно внутреннюю систему сварки 5004, отдельно внутреннюю систему проверки 7001, отдельно внутреннюю систему охлаждения 6500, отдельно сварочный аппарат для сварки плетей трубопровода 3001.

[00348] Как иллюстрировано на Фиг. 8, 9, 10-1, 10-2 и 10-3, в одном варианте реализации изобретения, каждый сегмент трубы 1022a или 1022b, имеет продольную ось, как показано стрелкой A-A. Как станет ясно из описания ниже, полевая система 5000 выполнена с возможностью служить опорой для множества сегментов трубы 1022а, 1022b, и регулировать их положение и/или ориентацию пока оба сегмента трубы 1022а, 1022b не будут выровнены вдоль одной продольной оси А-А, а один конец каждого из сегментов трубы 1022а, 1022b не соединится впритык в местах стыковки. Фиг. 9 иллюстрирует укрупненный вид полевой системы 5000 на Фиг. 8, в которой кромки образуют контактную поверхность 5002 (также известную, как соединение с «подгонкой»). В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 содержит внутреннюю систему сварки 5004, которая наносит сварочный шов на внутреннюю контактную поверхность 5002 изнутри подогнанных сегментов трубы 1022а, 1022b. Для наложения сварного шва на внутреннюю поверхность соединения 5002 внутренняя система сварки 5004 вкатывается через конец одного из сегментов трубы 1022b, как проиллюстрировано на Фиг. 10-1. Затем, второй сегмент трубы 1022а размещается и регулируется до тех пор, пока оба сегмента 1022а, 1022b не будут должным образом выровнены. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 накладывает сварной шов (например, дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа «GMAW») изнутри сегментов трубы 1022а, 1022b на боковую поверхность или сопрягаемую поверхность сегмента трубы 1022а, 1022b и в v-образный зазор, образованный скошенной кромкой/фаской двух сегментов трубы 1022а, 1022b (может использоваться другая форма поперечного разреза, отличающаяся от v-образного зазора).

[00349] Фиг. 9А иллюстрирует частичный поперечный разрез трубопровода 1024, демонстрирующий идеальное выравнивание сварочной головки 5502 внутренней системы сварки 5004 по отношению к внутренней разделке шва 5228 и 5232 (вдоль продольной оси А-А труб 1022а, 1022b). В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, трубы 1022а, 1022b идеально выровнены относительно друг друга и не имеют никакого ступенчатого перехода (т. е., разницы по высоте между фасками труб 1022а, 1022b после выравнивания трубы).

[00350] В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 может содержать наружные зажимы 5302, используемые для наружной фиксации труб вместе (внешнее по отношению к трубам). В одном варианте реализации изобретения, внешние зажимы 5302 имеют пруты поперек сварного соединения, и сварка может выполняться в ручном режиме. В одном варианте реализации изобретения, внешние зажимы 5302 могут приводиться в действие гидравлически или могут приводиться в действие механически (например, с использованием ручного рычага). Например, в одном варианте реализации изобретения, внешние зажимы 5302 могут быть зажимами тип-тон, как проиллюстрировано на Фиг. 7A и 7B.

[00351] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 соединена с внешней структурой/системой (т. е. внешней по отношению к свариваемым трубам 1022а, 1022b) посредством фала 5034 (как проиллюстрировано на Фиг. 10-1). В одном варианте реализации изобретения, внешняя система представляет собой удаленную обрабатывающую систему uLog. В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может иметь длину в интервале от 40 до 80 футов (например, для трубы, длина которой составляет от 40 до 80 футов). В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может называться «приводная тяга». В одном варианте реализации изобретения, приводная тяга/фал 5034 может быть жестко соединена с внутренней системой сварки 5004. Другими словами, приводная тяга/фал 5034 является постоянным элементом внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 содержит структурный трубчатый элемент, защищающий все кабели, провода и шланги (например, которые соединяют внешнюю структуру/систему и внутреннюю систему сварки 5004) от повреждения.

[00352] В одном варианте реализации изобретения, когда внутренняя система сварки 5004 перемещается от одного соединения (сварного) трубы к следующему соединению (сварному) трубы, фал 5034 отсоединяется в точке отсоединения DP (как проиллюстрировано на Фиг. 10-2). Такое отсоединение способствует размещению нового/поступающего сегмента трубы 1022а в определенном положении по отношению к первой трубе 1022b. Фиг. 10-2 иллюстрируют, что кабели, шланги и провода (например, которые соединяют внешнюю структуру/систему и внутреннюю система сварки 5004) на конце каждой приводная тяга/фала 5034 отсоединяются и что новый/поступающий сегмент трубы 1022а размещается в определенном положении по отношению к первой трубе 1022b.

[00353] Как проиллюстрировано на Фиг. 10-3, в одном варианте реализации изобретения, после поступающей трубы 1002а, размещенной в определенном положении по отношению к первой трубе 1002b, фал 5034 может высовываться/вытягиваться из поступающей трубы 1002а на расстояние HР. В одном варианте реализации изобретения, расстояние HР, на которое может высовываться/вытягиваться фал 5034 из поступающей трубы 1002а находится в пределах от 1 до 5 футов.

[00354] Фал 5034, как правило, используется для подачи жидкости (сжатого воздуха), передачи электрических сигналов и/или передачи коммуникационных сигналов между внешней структурой/системой и внутренней системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, система сварки плетей трубопровода 3001 не содержит приводную тягу или фал.

[00355] Например, фал 5034 может содержать линию электропитания сварки, выполненную с возможностью подачи электропитания к сварочным горелкам. В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 содержит три линии электропитания сварки для независимой подачи электропитания трем связанным сварочным горелкам во внутренней система сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, количество линий электропитания сварки в фале 5034 может меняться и зависеть от количества сварочных горелок во внутренней системе сварки 5004.

[00356] В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может содержать коммуникационные линии, выполненные с возможностью обмениваться данными с измерительным датчиком 5056, камерой контроля 5112 и/или другими электронными модулями (например, для запуска или остановки сварки) внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, обмен данными с внутренней системой сварки 5004, включая обмен данными с измерительным датчиком 5056, камерой контроля 5112, и/или другими электронными компонентами внутренней системы сварки 5004, может выполняться беспроводным способом. Следует понимать, что если предоставляется множество сварочных горелок, то также предоставляется множество измерительных датчиков/лазеров 5056.

[00357] В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может содержать линию подачи жидкости, выполненную с возможностью обеспечивать подачу сжатого воздуха во внутреннюю систему сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может содержать другие (отдельные) линии электропитания, выполненные с возможностью подавить электроэнергию для батарей 5116 для их подзарядки. В одном варианте реализации изобретения, отдельная линия электропитания для подзарядки батарей 5116 является необязательной. В одном варианте реализации изобретения, фал 5034 может содержать отдельную линию электропитания, выполненную с возможностью подачи питания к одному или более электронным модулям, и/или двигателям внутренней системы сварки 5004. В другом варианте реализации изобретения, отдельная линия электропитания является необязательной.

[00358] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 используется для труб, имеющих внутренний диаметр от 26 до 28 дюймов с толщиной стенки трубы от 0 до 1 дюйма. В связи с этим, внутренняя система сварки 5004 выполнена с возможностью соответствовать размеру отверстия от 24 до 28 дюймов. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 используется для труб, имеющих внутренний диаметр 24 дюйма или меньше с толщиной стенки трубы от 0 до 1 дюйма. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 используется для труб, имеющих наружный диаметр 24 дюйма или меньше. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 используется для труб, имеющих наружный диаметр от 26 до 28 дюймов.

[00359] Фиг. 10A иллюстрирует сооружаемую внутреннюю систему сварки 5004, выполненную по размеру и размещаемую в трубах, имеющих внутренний диаметр 26 дюймов с толщиной стенки 1 дюйм. Например, в одном варианте реализации изобретения, наружный диаметр каркасной конструкции внутренней системы сварки 5004 составляет 23,32 дюйма применительно к трубам с внутренним диаметром 26 дюймов (с толщиной стенки 1 дюйм). Например, для трубы с внутренним диаметром 26 дюймов (с толщиной стенки 1 дюйм) наружный диаметр каркасной конструкции (не имеющей собственных колес) внутренней системы сварки 5004 составляет 23,32 дюйма.

[00360] Фиг. 10В иллюстрирует сооружаемую внутреннюю систему сварки 5004, выполненную по размеру и размещаемую в трубах, имеющих внутренний диаметр 24 дюйма с толщиной стенки 1 дюйм. Например, в одном варианте реализации изобретения, наружный диаметр каркасной конструкции внутренней системы сварки 5004 составляет 21,32 дюйма применительно к трубам с внутренним диаметром 24 дюймов (с толщиной стенки 1 дюйм). Например, для трубы с внутренним диаметром 24 дюйма наружный диаметр каркасной конструкции (не имеющей собственных колес) внутренней системы сварки 5004 составляет 21,32 дюйма.

[00361] В одном варианте реализации изобретения, диаметр каркаса внутренней системы сварки 5004 может зависеть от возможности внутренней системы сварки проходить через изгибы трубы. В одном варианте реализации изобретения, стандартный минимальный радиус изгиба трубы составляет 30 умноженное на D, где D - наружный или внешний диаметр трубы. Другими словами, радиус оси поворота трубы в 30 раз больше наружного или внешнего диаметра трубы. Например, для трубы с наружным или внешним диаметром 26 дюймов минимальный радиус изгиба, необходимый для прохождения внутренней системы сварки 5004 составляет 780 дюймов (т. е. (26 дюймов) x 30). Например, для трубы с наружным или внешним диаметром 24 дюйма минимальный радиус изгиба, необходимый для прохождения внутренней системы сварки 5004 составляет 720 дюймов (т. е. (24 дюймов) x 30). В одном варианте реализации изобретения, длина каркаса внутренней системы сварки 5004 ограничена его размещением.

[00362] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 1°C и 10D, полевая система 5000 может содержать платформу 5330 для транспортировки и перемещения первой трубы 1022а и второй трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 выполнена с возможностью подведения второй трубы 1022а со второго 1038b конца первой трубы 1022b после установки каркаса внутренней системы сварки 5004 на втором конце первой трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 может называться «модуль стыковки» (LUM).

[00363] В одном варианте реализации изобретения, при необходимости, для удержания труб 1022а, 1022b могут использоваться несколько платформ. Например, если труба 1022а, 1022b небольшая и гибкая, могут использоваться не менее четырех платформ, установленных с промежутками вдоль всей длины трубы 1022а, 1022b. Если труба 1022а или 1022b большая и жесткая, могут использоваться только две платформы вдоль всей длины трубы 1022а, 1022b.

[00364] В одном варианте реализации изобретения, могут использоваться две платформы для транспортировки и перемещения трубы таким образом, что каждая платформа устанавливается на конце трубы. В одном варианте реализации изобретения, для транспортировки и перемещения трубы используются три платформы таким образом, что две платформы устанавливаются на концах трубы, а одна платформа устанавливается в центральной части секции трубы. В одном варианте реализации изобретения, размещенная по центру платформа выполнена с возможностью обеспечить только поддержку и без возможности соединения. В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330, используемая для поступающей трубы 1022а, может быть полностью выполнена с возможностью транспортировать, перемещать и подводить поступающую трубу 1022а ко второму концу первой трубы 1022b (после того, ка к узел каркаса внутренней системы сварки 5004 установлен на втором конце первой трубы 1022b) и повторного выравнивания поступающей трубы 1022а в том случае, если данные профиля предварительного сварного шва обнаруживают необходимость регулировки.

[00365] В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 может содержать набор внешних по отношению к трубам 1022а, 1022b приводимых в действие роликов 5332. В одном варианте реализации изобретения, ролики 5332 платформы 5330 могут называться «наружные поворотные элементы». В одном варианте реализации изобретения, наружная поверхность 5346 и/или 5348 (как проиллюстрировано на Фиг. 2G) первой трубы 1022a и/или второй трубы 1022b входят в подвижное соприкосновение с наружным(и) поворотным(и) элементом(ами) 5332, что способствует регулировке относительного положения труб 1022а, 1022b на основе инструкций от одного или более процессоров 5140.

[00366] В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 содержит зафиксированный каркас 5334, выполненный с возможностью жестко соединятся с поверхностью (например, основанием), первый подвижный каркас 5336, выполненный с возможностью перемещения для позиционирования трубы в горизонтальной плоскости, и второй подвижный каркас 5338, выполненный с возможностью позиционирования трубы в вертикальной плоскости.

[00367] В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 может приводится в действие гидравлически. Например, гидравлические цилиндры 5340, размещенные по бокам платформы 5330 могут быть выполнены с возможностью перемещения второго подвижного каркаса 5338. В одном варианте реализации изобретения, гидравлический цилиндр(ы) 5342, размещенные под платформой 5330 могут быть выполнены с возможностью перемещения первой подвижной платформы 5336. В одном варианте реализации изобретения, перемещение платформ 5330 (размещенных с обоих концов труб) может быть скоординированным для регулировки линейного перемещения трубы 1022а или 1022b во всех трех направлениях (вверх-вниз, влево-вправо, назад-вперед) и регулировки углового перемещения трубы 1022а или 1022b в двух направлениях (наклона в вертикальной и горизонтальной плоскости)).

[00368] В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 функционально связана с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, платформа 5330 соединена беспроводным способом или с использованием проводного соединения с одним или более процессорами 5140 таким образом, что в случае если данные профиля предварительного сварного шва обнаруживают необходимость регулировки, гидравлические цилиндры 5340 и 5342 приводятся в действие для перемещения и повторного выравнивания поступающей трубы 1022а на основе данных профиля предварительного сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, размещенные снаружи ролики 5332 могут быть функционально связаны и управляться одним или более процессорами 5140 посредством первого подвижного каркаса 5336 и второго подвижного каркаса 5338.

[00369] В одном варианте реализации изобретения, платформа 5300 может приводится в действие электрически. Например, Фиг. 73 иллюстрирует приводимые в действие электричеством платформы 6010А и 6010В. В одном варианте реализации изобретения, ролики платформ 6010А и 6010В могут управляться двигателями для линейного и/или углового перемещения трубы 1022а или 1022b. В одном варианте реализации изобретения, платформы 6010А 6010В могут содержать двигатели, функционально связанные с шарико-винтовой передачей, позволяющей перемещать первый подвижный каркас и/или второй подвижный каркас.

[00370] В общем случае, при выравнивании труб для сварочной процедуры, могут возникать две ошибки выравнивания, к примеру, ошибка углового выравнивания трубы и ошибка позиционирования трубы. Как проиллюстрировано на Фиг. 10E, ошибка углового выравнивания приводит к возникновению зазора 5344 на одной стороне трубы. Как проиллюстрировано на Фиг. 10F, ошибка позиционирования приводит к появлению ступенчатого перехода, т. е. выступа на одной стороне (например, 1022b), и впадины на другой стороне (e. g.,1022a).

[00371] В одном варианте реализации изобретения, платформы 5330 или платформы 6010А и 6010В используются при выравнивании трубопровода и сварочных процедурах на суше. В условиях установки трубопровода в море, обе ошибки - углового выравнивания и позиционирования - могут корректироваться посредством передачи управляющих сигналов от одного или более процессоров 5140 платформе 5330 или платформам 6010А и 6010В (для управления соответствующими роликами 5332). Таки образом, один или боле процессоров 5140 выполнены с возможностью регулировать относительное положение между трубами (для корректировки ошибок их выравнивания) посредством управления платформой 5330 или платформами 6010A и 6010B. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью приведения в действие платформы 5330 для относительного перемещения между собой первой трубы 1022а и второй трубы 1022b на основе данных о профиле предварительного сварного шва для изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед сварочными операциями на основе инструкций от одного или более процессоров 5140.

[00372] В одном варианте реализации изобретения, трубы 1002а, 1002b могут выравниваться краном и зажимом (внутренним или внешним). В одном варианте реализации изобретения, зажимы могут быть построены и смонтированы для выравнивания двух труб 1022а, 1022b как горизонтально, так и вертикально. В одном варианте реализации изобретения, кран выполнен с возможностью управления осевым положением и по двум углам (наклона в вертикальной и горизонтальной плоскости).

[00373] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 11, внутренняя система сварки 5004 содержит самую переднюю секцию 5006, центральную секцию 5008 и секцию привода 5010.

[00374] В одном варианте реализации изобретения, элементы каркаса самой передней секции 5006, центральной секции 5008 и секции привода 5010 вместе могут называться узел каркаса или каркас внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, каркас или узел каркаса внутренней системы сварки 5004 могут быть выполнены с возможностью поддержки всех компонентов каждой из секций: самой передней секции 5006, центральной секции 5008 и секции привода 5010. В одном варианте реализации изобретения, каркас или узел каркаса внутренней системы сварки 5004 может содержать самую переднюю секцию каркаса 5026 (как проиллюстрировано на Фиг. 12), переднюю секцию каркаса 5068 (как проиллюстрировано на Фиг. 23), и секцию привода каркаса 5278 (как проиллюстрировано на Фиг. 32A). В одном варианте реализации изобретения, каркас или узел каркаса внутренней система сварки 5004 выполнен с возможностью размещения внутри труб 1022а, 1022b.

[00375] В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция 5006 является секцией, где подключены внешние кабели, провода и шланги от внешней системы/структуры (внешней по отношению к свариваемым трубам). В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция 5006 выполнена с возможностью размещения в ней всех компонентов, обеспечивающих выполнение сварочного шва, как описано более подробно ниже. В одном варианте реализации изобретения, центральная секция 5008 выполнена с возможностью выравнивания сегментов трубы 1022а, 1022b и выполнения сварочных процедур. В одном варианте реализации изобретения, секция привода 5010 выполнена с возможностью перемещения внутренней системы сварки 5004 от одного соединения трубы к следующего соединению трубы. В одном варианте реализации изобретения, секция привода 5010 также выполнена с возможностью размещения в ней батарей, сжатого воздуха и защитного газа, которые являются частью внутренней системы сварки 5004, необходимой для работы.

[00376] В одном варианте реализации изобретения, некоторые компоненты внутренней системы сварки 5004 размещены таким образом, что половина компонентов размещена в самой передней секции 5006, а оставшиеся компоненты размещены в центральной секции 5008. В одном варианте реализации изобретения, некоторые компоненты внутренней системы сварки 5004 размещены в одной из трех секций внутренней системы сварки 5004, но при этом соединены с другими тремя секциями внутренней системы сварки 5004. Например, компоненты внутренней системы сварки 5004 размещены в самое передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004 и соединены только с центральной секцией 5008 внутренней системы сварки 5004.

[00377] Фиг. 12 иллюстрирует укрупненный вид самой передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция 5006 внутренней системы сварки 5004 содержит сцепное устройство 5012, самый передний электронный модуль 5014, контактное кольцо 5016, клапан управления передним зажимом 5018, узел подачи проволоки 5020, датчик переднего положения 5022, регулируемые направляющие 5024, самую переднюю секцию каркаса 5026, направляющие ролики 5028, передний двигатель вращения 5030 и переднюю вращающуюся муфту 5032. В одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 может содержать один или более процессоров 5014. В одном варианте реализации изобретения, клапан управления передним зажимом 5018, датчик переднего положения 5022 и передний двигатель вращения 5030 могут быть функционально связаны с один или более процессоров 5140.

[00378] Фиг. 13-22 иллюстрируют вид различных компонентов самой передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004. Например, Фиг. 13 иллюстрирует сцепное устройство 5012, Фиг. 14 иллюстрирует переднюю вращающуюся муфту 5032, Фиг. 15 иллюстрирует переднее контактное кольцо 5016, Фиг. 16 иллюстрирует самую переднюю секцию каркаса 5026, Фиг. 17 иллюстрирует регулируемые направляющие 5024, Фиг. 18 иллюстрирует направляющие ролики 5028, Фиг. 19 иллюстрируют передний двигатель вращения 5030, Фиг. 20 иллюстрирует клапан управления передним зажимом 5018, Фиг. 21 иллюстрирует датчик переднего положения 5022, и Фиг. 22 иллюстрирует узел подачи проволоки 5020, соответственно.

[00379] Фиг. 11A иллюстрирует вид фала 5034, на котором внутренняя система сварки 5004 выполнена с возможностью соединения с первым концом 5035 фала 5034, и систему управления оператора 5039, выполненную с возможностью соединения со вторым концом 5037 фала 5034. В одном варианте реализации изобретения, первый конец 5035 фала 5034 соединен со сцепным устройством 5012 самой передней секцией 5006 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, обмен данными (внутренней системы сварки 5004) с системой Ulog выполнен с возможностью его организации посредством одного или более процессоров, или модулей в системе управления оператора 5039. В одном варианте реализации изобретения, система управления оператора 5039 размещается снаружи по отношению к свариваемым трубам 1022а, 1022b.

[00380] В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция каркаса 5026 построена и смонтирована для размещения в ней/поддержки всех компонентов самой передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция каркаса 5026 построена и смонтирована для обеспечения точке крепления для всех компонентов спереди внутренней системы сварки 5004 и защиты этих компонентов от повреждения. В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция каркаса 5026 построена и смонтирована для направления новых сегментов трубы для выравнивания с предыдущими/существующими сегментами. В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция 5026 может быть сделана из стали или других материалов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00381] В одном варианте реализации изобретения, самая передняя секция каркаса 5026 построена и смонтирована таким образом, что содержит носовой обтекатель конусной формы, позволяющий внутренней системе сварки 5004 с легкостью перемещаться в новых сегментах трубы во время соединения/сварки новых сегментов трубы с предыдущими/существующими сегментами трубы. В одном варианте реализации изобретения, носовой обтекатель конусной формы самого переднего каркаса 5026 может служить выравнивающей структурой, выполненной с возможностью способствовать выравниванию второй трубы 1022b по отношению к первой трубе 1022а. В одном варианте реализации изобретения, носовой обтекатель конусной формы выполнен с возможностью выдвигаться наружу из второго конца первой трубы 1022а, что способствует выравниванию второй трубы 1022b по отношению к первой трубе 1022а.

[00382] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12, самая передняя секция каркаса 5026 содержит датчик 5352, выполненный с возможностью определять конец трубы, когда каркас внутренней системы сварки 5004 возвращается в отверстие трубы после сварки предыдущей трубы. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть выполнен с возможностью быть подвижным вместе с каркасом внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 функционально связан или соединен с один или более процессоров 5140.

[00383] В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть поворотным переключателем. Например, поворотный переключатель может иметь выступающий вниз стержень или провод, смещенный в сторону внутренней поверхности трубы и выполненный с возможностью продвигаться, касаясь внутренней поверхности трубы до того момента, пока он не достигнет ее края, и выдвигаться вниз после достижения края трубы для приведения в действие поворотного переключателя, обнаруживая, таким образом, конец трубы. Например, когда самая передняя секции каркаса 5026 достигает конца трубы, ее часть выдвинется наружу из трубы для того, чтобы принять на себя следующую свариваемую трубу, при этом провод выполнен с возможностью выдвигаться наружу из его нормального положения для обнаружения конца трубы. В другом варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть датчиком линейного перемещения, выполненным с возможностью быть функционально связанным с колесами/роликами внутренней системы сварки 5004 для определения расстояния, которое проходит внутренняя система сварки 5004 и использования этой информации для определения/обнаружения конца трубы известной длины.

[00384] В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 выполнен с возможностью обнаруживать область контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнен с возможностью управлять приводными двигателями 5124 для перемещения каркаса внутренней системы сварки 5004 по меньшей мере через одну из труб 1022а, 1022b до тех пор, пока датчик 5352 не обнаружит область контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 выполнен с возможностью обнаруживать размещение внутренней системы сварки 5004 в области контактной поверхности между двумя трубами 1002а, 1002b. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть измерительным датчиком 5056. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть лазером. В одном варианте реализации изобретения, датчик 5352 может быть камерой контроля 5112. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и/или камера контроля 5112 выполнены с возможностью выполнять также и измерительные функции датчика 5352.

[00385] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12, конец 5208 самой передней секции каркаса 5026 выполнен с возможностью соединения с фланцевой частью 5210 (как проиллюстрировано на Фиг. 23) переднего зажима 5142 центральной секции 5008. В одном варианте реализации изобретения, конец 5208 самой передней секции каркаса 5026 выполнен с возможностью соединения с фланцевой частью 5210 переднего зажима 5142 центральной секции 5008 с использованием крепежных элементов, например, болтов 5212 (как проиллюстрировано на Фиг. 23).

[00386] Передняя вращающаяся муфта 5032 в самой передней секции 5006 проиллюстрирована на Фиг. 12 и 14. Вращающаяся муфта, в общем случае, представляет собой муфту или соединение, построенное и смонтированное так, чтобы обеспечить вращение двух объединенных/соединенных элементов. Вращающаяся муфта построена и смонтирована таким образом, чтобы обеспечить уплотнение между стационарным подающим каналом (трубой или трубопроводом) и вращающимся элементом (барабаном, цилиндром или шпинделем) для предотвращения попадания текучей среды и/или ее вытекания из вращающегося элемента. Текучие среды, которые, как правило, используются с вращающимися муфтами, включают сжатый воздух и продувочный газ. Вращающаяся муфта, как правило, содержит корпус, вал, уплотнение и подшипник. Подшипники и уплотнение смонтированы вокруг вала. Подшипники используются для того, чтобы элемент вращающегося соединения, как вал, так и корпус, мог вращаться. Уплотнение построены и смонтированы для предотвращения вытекания наружу текучей среды (например, сжатого воздуха или продувочного газа) через вращающуюся муфту во время работы. Во время работы вращающаяся муфта зажимается на впускном клапане для смыкания с выпускным клапаном. В это время текучая среда проходит во вращающуюся муфту из своего источника и удерживается внутри вращающейся муфты во время ее перемещения. Эта текучая среда покидает вращающуюся муфту, когда пересекается с отверстием клапана во время вращения, и больше текучей среды снова попадает во вращающуюся муфту при следующем вращении.

[00387] В одном варианте реализации изобретения, передняя вращающаяся муфта 5032 выполнена с возможностью обеспечить прохождение через нее потока сжатого воздуха. В одном варианте реализации изобретения, передняя вращающаяся муфта 5032 (например, описанная в отношении Фиг. 25) построена и смонтирована для приема сжатого воздуха из задней вращающейся муфты 5072 (к примеру, посредством заднего контактного кольца 5080, поворотной ступицы 5078 и переднего контактного кольца 5016). Задняя вращающаяся муфта имеет, преимущественно, те же компоненты и работает, преимущественно, таким же образом, что и передняя вращающаяся муфта 5032, и, следовательно, не проиллюстрировано также детально, как передняя вращающаяся муфта 5032.

[00388] В одном варианте реализации изобретения, передняя вращающаяся муфта 5032 построена и смонтирована для передачи части полученного сжатого воздуха в клапан управления передним зажимом 5018 (для приведения в действие и управления передним зажимом 5142) посредством клапана 5204. В одном варианте реализации изобретения, передняя вращающаяся муфта 5032 построена и смонтирована для передачи оставшейся части полученного сжатого воздуха в компрессор или внешний баллон системы подачи воздуха 5029 (как проиллюстрировано на Фиг. 70) для пополнения системы (например, наполнения баллона сжатым воздухом) посредством клапана 5204. В одном варианте реализации изобретения, оставшаяся часть полученного сжатого воздуха подается в компрессор или баллон системы подачи воздуха 5029 (как проиллюстрировано на Фиг. 70) через переднюю вращающуюся муфту 5032.

[00389] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 70, два клапана 5115 и 5117 выполнены с возможностью быть закрытыми в начале процедуры пополнения. Во время процедуры пополнения, сжатый воздух из баллона системы подачи воздуха 5029 проходит через клапан 5115, 5117 и 5204 к передней вращающейся муфте 5032, из передней вращающейся муфты 5032 к задней вращающейся муфте 5072, а затем, через клапаны 5198,5196, 5194 и 5113 к баллону со сжатым воздухом 5128 для пополнения баллона со сжатым воздухом 5128 сжатым воздухом. В одном варианте реализации изобретения, давление на всем пути движения текучей среды (или линии передачи текучей среды) между внешним баллоном системы подачи воздуха 5029 и баллоном со сжатым воздухом 5128 поддерживается на уровне давления в баллоне во время процедуры пополнения.

[00390] В одном варианте реализации изобретения, передняя вращающаяся муфта 5032 в самой передней секции 5006 также выполнена с возможностью сжатому воздуху из фала 5034 поступать в узел подачи проволоки 5020, закрепленный с возможностью вращения на поворотной ступице 5078 центральной секции 5008.

[00391] Переднее контактное кольцо 5016 в самой передней секции 5006 проиллюстрировано на Фиг. 12 и 15. Контактное кольцо представляет собой электромеханическое устройство (электрическое соединение), построенное и смонтированное для передачи электрической энергии и коммуникационных сигналов из стационарной конструкции во вращающуюся конструкцию. Контактное кольцо может использоваться в любых электромеханических системах, которым требуется свободное продолжительное вращение во время передачи энергии и/или сигналов данных. Контактное кольцо содержит стационарную конструкцию (контактную щетку), которая трется по наружному диаметру вращающейся конструкции. Так как вращающаяся конструкция совершает оборот, электрический ток или сигнал проводится через стационарную конструкцию к вращающейся конструкции, осуществляющей соединение. Стационарная конструкция может представлять собой графитовый или металлический контакт (щетку), а вращающаяся структура может представлять собой металлическое кольцо. Если необходимо иметь более одной электрической цепи, дополнительные узлы кольцо/щетка размещаются последовательно вдоль оси вращения. Как щетки, так и кольца являются стационарными, тогда как другие компоненты являются вращающимися.

[00392] В одном варианте реализации изобретения, переднее контактное кольцо 5016 выполнено с возможностью передачи коммуникационных сигналов от самого переднего электронного модуля 5014 к модулю подачи проволоки 5046 узла подачи проволоки 5020. В одном варианте реализации изобретения, переднее контактное кольцо 5016 также выполнено с возможностью обеспечивать передачу (сварочной) энергии и передачу коммуникационных сигналов от фала 5034 к внутренней системе сварки 5004.

[00393] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12 и 17, регулируемые направляющие 5024 построены и смонтированы для улучшения выравнивания сегментов трубы 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, регулируемые направляющие 5024 построены и смонтированы с возможностью приспосабливаться под разные размеры трубы. В одном варианте реализации изобретения, регулируемые направляющие 5024 также построены и смонтированы для защиты центральной секции 5008 от удара поступающего сегмента трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, регулируемые направляющие 5024 внутренней системы сварки 5004 построены и смонтированы с возможностью регулировки их выдвигания немного больше, чем сложенные башмаки зажима (т. е. башмаки зажима 5157 в их сложенном положении), но при этом выдвигаются меньше, чем вытянутые башмаки зажима (т. е. башмаки зажима 5157 в их вытянутом положении).

[00394] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12 и 18, направляющие ролики 5028 построены и смонтированы для предотвращения поступающего сегмента трубы 1022b от заедания на боковых стенках самой передней секции 5006. В одном варианте реализации изобретения, направляющие ролики 5028 построены и смонтированы с возможностью приспосабливаться под разные размеры трубы. В одном варианте реализации изобретения, направляющие ролики 5028 являются пассивными элементами.

[00395] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12, самый передний электронный модуль 5014 содержит коммуникационные соединения с фалом 1034 и с передним контактным кольцом 5016. Например, в одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 выполнен с возможностью передачи энергии и коммуникационных сигналов к фалу 5034 и от него, и выполнен с возможностью передавать энергию и коммуникационные сигналы к переднему контактному кольцу 5016 и от него.

[00396] В одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 также выполнен с возможностью управлять передним двигателем вращения 5030 и передним клапаном управления зажимом 5018. В одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 дополнительно выполнен с возможностью получать сигналы от датчика переднего положения 5022.

[00397] Передний двигатель вращения 5030 в самой передней секции 5006 проиллюстрирован на Фиг. 12 и 19. В одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5030 электрически синхронизирован с задним двигателем вращения 5074, размещенном в центральной секции 5008 (описанной ниже). В одном варианте реализации изобретения, оба двигателя вращения 5030 и 5074 выполнены с возможностью вращать поворотную ступицу 5078 центральной секции 5008, при этом оставляя неподвижными передний и задний зажимы 5142 и 5144.

[00398] В одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5030 может содержать выносной редуктор (вследствие конструктивных ограничений). Например, в одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5030 имеет электрический двигатель, содержащий ротор, вращающийся вал, вращаемый ротором и редуктор с внешними зубьями 5021а, поддерживаемый вращающимся валом двигателя, и содержащий на нем наружные зубья. Внешний редуктор 5021а может входить в зацепление с редуктором с внешними зубьями 5021b, также имеющем внешние зубья. Противоположный конец редуктора с внешними зубьями 5021b также имеет наружные зубья 5021с. Внешние зубья 5021с внешнего/ведущего редуктора построены и смонтированы для зацепления с внутренними зубьями 5023 (как проиллюстрировано на Фиг. 19), сформированными на внутренней кольцевой поверхности ведомого (кольцевого) элемента редуктора узла подачи проволоки 5020 для передачи крутящего момента от переднего двигателя вращения 5030 к узлу подачи проволоки 5020. В одном варианте реализации изобретения, наружные зубья 5021с внешнего/ведущего редуктора построены и смонтированы для зацепления с внутренними зубьями 5023, сформированными на ведомом (кольцевом) элементе редуктора 50212 узла подачи проволоки 5020 с использованием конструкции зубчатой передачи (см. 19) для передачи крутящего момента от переднего двигателя вращения 5030 к узлу подачи проволоки 5020.

[00399] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12 и 20, передний клапан управления зажимом 5018 выполнен с возможностью получать сжатый воздух из стационарной части передней вращающейся муфты 5032.

[00400] В одном варианте реализации изобретения, передний клапан управления зажимом 5018 функционально связан для получения управляющих сигналов от переднего электронного модуля 5014. В одном варианте реализации изобретения, передний клапан управления зажимом 5018 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для приведения в действие и работы переднего зажима 5142, когда он принимает сигналы от самого переднего электронного модуля 5014.

[00401] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12 и 21, датчик переднего положения 5022 может представлять собой датчик приближения и датчик угла поворота колеса со специальным профилем. В одном варианте реализации изобретения, датчик угла поворота колеса построен и смонтирован для установки с возможностью вращения на узел подачи проволоки 5020, который вращается вместе с поворотной ступицей 5078.

[00402] В одном варианте реализации изобретения, датчик переднего положения 5022 функционально связан с передним электронным модулем 5014 для отправки управляющих сигналов. В одном варианте реализации изобретения, датчик приближения датчика переднего положения 5022 может быть выполнен с возможностью отправлять сигналы управления в передний электронный модуль 5014, когда датчик находится в высшей точке на датчике угла поворота колеса. В одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 выполнен с возможностью использовать сигналы, полученные от датчика переднего положения 5022 для обнаружения ориентации самой передней секции 5006 относительно оставшейся части внутренней системы сварки 5004 (например, поворотной ступицы 5078).

[00403] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 12, 22, 22A и 22B, узел подачи проволоки 5020 содержит держатель катушки с проволокой 5036, приспособление для правки проволоки 5038, боуден-трубку (направляющую) для сварочной проволоки 5040, клапан управления защитным газом 5042, систему подачи проволоки 5044, электронный модуль подачи проволоки 5046 и каркас узла подачи проволоки 5048. В одном варианте реализации изобретения, пример катушки для сварочной проволоки 5272 проиллюстрирован на Фиг. 22A. В одном варианте реализации изобретения, приспособление для правки проволоки 5038, клапан управления защитным газом 5042 и система подачи проволоки 5044 могут быть функционально связаны с один или более процессоров 5140. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 может содержать один или более процессоров 5140.

[00404] В одном варианте реализации изобретения, узел подачи проволоки 5020 построен и смонтирован для размещения в нем катушек для проволоки 5272, держателей катушки для проволоки, приспособлений для правки проволоки, системы подачи проволоки и клапанов управления защитным газом для каждой из трех проиллюстрированных сварочных горелок 5520 в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, узел подачи проволоки 5020 содержит три держателя катушки для проволоки 5036, три приспособления для правки проволоки 5038, три боуден-трубки (направляющие) для сварочной проволоки 5040, три клапана управления защитным газом 5042 и три системы подачи проволоки 5044, связанные с тремя проиллюстрированными сварочными горелками 5502 в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, количество держателей катушки для проволоки, приспособлений для правки проволоки, боуден-трубок (направляющих) для сварочной проволоки, клапанов управления защитным газом катушек со сварочной проволокой/электродами и систем подачи проволоки во внутренней системе сварки 5004 может меняться в зависимости от количества сварочных горелок.

[00405] В одном варианте реализации изобретения, катушка для сварочной проволоки 5272 имеет размер 7 (7/8) дюйма и вес 10 фунтов. В одном варианте реализации изобретения, размер электрода или сварочной проволоки составляет 0,03 дюйма. В одном варианте реализации изобретения, электрод или сварная проволока сделаны из углеродистой стали. В одном варианте реализации изобретения, электрод или сварочная проволока произведены из углеродистой стали ER70S-6 для сварки электродом в инертном газе, к примеру, компанией ʺChicago Electric Welding Systemsʺ. В одном варианте реализации изобретения, электрод или сварочная проволока разработаны для использования с различными защитными газовыми смесями, например, 100% двуокисью углерода (CO2), смесью 75% аргона и 25% CO2, или смесью 98% аргона и 2% O2.

[00406] В одном варианте реализации изобретения, узел подачи проволоки 5020 построен и смонтирован для соединения с поворотным узлом 5078 центральной секции 5008 таким образом, чтобы вращение модуля подачи проволоки 5020 посредством переднего двигателя вращения напрямую передавалось на поворотную ступицу 5078. В одном варианте реализации изобретения, узел подачи проволоки 5020 построен и смонтирован для крепления (с использованием крепежных деталей) на поворотной ступице 5078 центральной секции 5008. В одном варианте реализации изобретения, узел подачи проволоки 5020 также построен и смонтирован для размещения в нем электроники для работы всех двигателей в узле подачи проволоки 5020 и поворотной ступице 5078.

[00407] В одном варианте реализации изобретения, каркас узла подачи проволоки 5048 построен и смонтирован пустотелым таким образом, чтобы обеспечить электропитанию, коммуникационным сигналам, защитному газу, сварочной проволоке/электродам, сигналам управления двигателем и сжатому воздуху поступать в него, выходить из него и проходить через него.

[00408] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 22, держатель катушки для проволоки 5036 построен и смонтирован для размещения и удерживания катушек для сварочной проволоки/электрода (не проиллюстрированы), используемых внутренней системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, держатель катушки для сварочной проволоки 5036 может содержать стопорный элемент 5220, выполненный с возможностью фиксировать на нем катушку для сварочной проволоки/электрода.

[00409] В одном варианте реализации изобретения, стопорный элемент 5220 может быть размещен на валу 5226 держателя сварочной проволоки 5036 с возможностью съема, с использованием стопора 5222, закрепленного на стопорном элементе 5220. Стопор 5222 может содержать область меньшего диаметра и область большего диаметра. В одном варианте реализации изобретения, приемное отверстие стопора может быть выполнено на валу 5226, имеющее форму поперечного сечения в виде обычной замкнутой окружности с боковым отверстием 5224 проходящим наружу от вала 5226. С такой конфигурацией стопор 5222 может размещаться подвижно, так, что и область меньшего диаметра, и область большего диаметра находятся внутри области приемного отверстия стопора, имеющей форму поперечного сечения в виде обычной замкнутой окружности. Когда область большего диаметра размещается в приемном отверстии стопора, вал 5226 накрывает область большего диаметра, которая не может пройти через боковое отверстие 5224, фиксируя стопорный элемент 5220 на валу 5226 за счет зацепления между стопором 5222 и приемным отверстием стопора. В другом варианте, когда стопор 5222 размещается таким образом, что область меньшего диаметра целиком накрывается приемным отверстием стопора, стопорный элемент 5220 может свободно сниматься с вала 5226, так как область меньшего диаметра может проходить через боковое отверстие 5224. Варианты реализации изобретения, стопорный элемент 5220 может быть закреплен с помощью фиксирующего винта на валу 5226 держателя катушки для проволоки 5036 с возможностью съема.

[00410] Сварочная проволока или электрод, которые выходят их катушки для сварочной проволоки/электрода, могут быть согнуты по отношению к ней. В одном варианте реализации изобретения, приспособление для правки проволоки 5038 выполнено с возможностью исправления постоянного изгиба и выравнивания сварочной проволоки (например, посредством наматывания сварочной проволоки в обратном направлении). Прямая конфигурация сварочной проволоки облегчает прохождение сварочной проволоки через боуден-трубку (направляющую) 5040 для сварочной проволоки. Кроме того, подача прямой сварочной проволоки к сварочной горелке 5502 приводит к образованию более плотных сварных швов. В одном варианте реализации изобретения, приспособление для правки проволоки 5038 является необязательным.

[00411] В одном варианте реализации изобретения, боуден-трубка (направляющая) для сварочной проволоки 5040 построена и смонтирована для направления сварочной проволоки/электрода из системы подачи сварочной проволоки 5044 к сварочной горелке 5502. В одном варианте реализации изобретения, боуден-трубка (направляющая) для сварочной проволоки 5040 прикреплена с обоих ее концов. В одном варианте реализации изобретения, сварочная проволока заключена в оболочку боуден-трубки (направляющей) для сварочной проволоки 5040.

[00412] В одном варианте реализации изобретения, система подачи сварочной проволоки 5044 построена и смонтирована для протягивания сварочной проволоки через приспособление для правки проволоки 5038 из катушки для сварочной проволоки 5272 и проталкивания сварочной проволоки через боуден-трубку (направляющую) для сварочной проволоки 5040 к сварочной горелке 5502.

[00413] В одном варианте реализации изобретения, система подачи сварочной проволоки 5044 выполнена с возможностью автоматического управления для доставки необходимого количества проволоки к сварочной горелке 5502. В одном варианте реализации изобретения, система подачи проволоки 5044 может содержать двигатель и два зубчатых колеса, выполненных с возможностью вытягивания сварочной проволоки через приспособление для правки проволоки 5038 из катушки для сварочной проволоки 5272 и проталкивания сварочной проволоки через боуден-трубку (направляющую) для сварочной проволоки 5040 к сварочной горелке 5502. В одном варианте реализации изобретения, двигатель(и) системы подачи проволоки 5004 может содержать датчик угла поворота, выполненный с возможностью измерять число оборотов двигателя. В одном варианте реализации изобретения, двигатель(и) системы подачи проволоки 5004 функционально связан с одним или более процессорами 5140. Эта информация используется одним или более процессорами 5140 для определения количества проволоки, подаваемой к сварочной горелке 5502 и для регулировки количества сварочной проволоки, продаваемой к сварочной горелке 5502. В одном варианте реализации изобретения, при вращении поворотной ступицы 5078, сварочная проволока/электрод подается к горелке 5502 узлом подачи проволоки 5020.

[00414] В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью управлять расходом подачи защитного газа к сварочной горелке через линию подачи защитного газа. В одном варианте реализации изобретения, каждая сварочная горелка 5502 имеет соответствующий клапан защитного газа 5042, соединенный с ней.

[00415] В одном варианте реализации изобретения, защитный газ хранится в секции привода 5010 и подводится к узлу подачи проволоки 5020 шлангом/линией подачи защитного газа для распределения между одной или более сварочными горелками 5502. В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью получать защитный газ из задней поворотной муфты 5072 (например, посредством заднего контактного кольца 5080 и поворотной ступицы 5078).

[00416] В одном варианте реализации изобретения, клапан защитного газа 5042 функционально связан для получения сигналов управления от электронного модуля подачи проволоки 5046. В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью подачи защитного газа к соответствующей сварочной горелке, когда он получает сигналы от электронного модуля подачи сварочной проволоки 5046.

[00417] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью отправлять и получать электрическую энергию и передавать коммуникационные сигналы через переднее по ходу контактное кольцо 5016 к самому переднему электронному модулю 5014. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью отправлять и получать электрическую энергию и передавать коммуникационные сигналы через заднее по ходу контактное кольцо 5080 к самому переднему электронному модулю 5064.

[00418] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью управлять всеми двигателями и клапанами, закрепленными на поворотной ступице 5078 центральной секции 5008. Например, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью управлять системой подачи проволоки, осевым перемещением сварочной горелки 5502, радиальным перемещением сварочной горелки 5502, движением бокового наклона сварочной горелки 5502 и/или подачей защитного газа. Другими словами, электронный модуль подачи проволоки 5046 функционально связан с клапаном(ами) управления защитным газом 5042 для управления потоком и подачей защитного газа к сварочной горелке(ам) 5502.

[00419] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 функционально связан с двигателем осевого перемещения сварочной горелки 5550 для управления осевым перемещением сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 функционально связан с двигателем радиального перемещения сварочной горелки 5512 для управления радиальным перемещением сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 функционально связан с двигателем бокового наклона сварочной горелки 5588 для управления перемещением бокового наклона сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, двигатель осевого перемещения сварочной горелки 5550, двигатель радиального перемещения сварочной горелки и двигатель бокового наклона 5588 либо по отдельности, либо вместе называться «двигатель(и) сварочной горелки».

[00420] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью обмениваться данными с измерительным датчиком 5056 и управлять им, а также камерой контроля 5112, установленными на поворотной ступице 5078. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 переносится узлом каркаса внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 переносится узлом каркаса внутренней системы сварки 5004.

[00421] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может содержать измерительный лазер, трехмерную камеру контроля, систему контроля посредством ультразвукового датчика, измерительный электрический емкостной пробник и любые другие измерительные датчики, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00422] Фиг. 23 и 24 иллюстрируют вид спереди и поперечный разрез центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, как упоминалось выше, самая передняя часть каркаса 5026 самой передней секции 5006 соединена с передним зажимом 5142 центральной секции 5008, а узел подачи проволоки 5020 соединен с возможностью вращения с поворотной ступицей 5078.

[00423] В одном варианте реализации изобретения, центральная секция 5008 внутренней системы сварки 5004 содержит передний зажим 5142 (или первое устройство зацепления трубы 5052), измерительный датчик 5056, узел сварочной головки или модуль горелки 5500, задний зажим 5144 (и второе устройство зацепления трубы 5054), клапан управления задним зажимом 5062, электронный модуль центральной секции 5064, ролики подошвы 5066, каркас центральной секции 5068, регулируемые направляющие 5070, задний двигатель вращения 5074, датчик заднего положения 5076, поворотная ступица 5078 и заднее контактное кольцо 5080.

[00424] В одном варианте реализации изобретения, передний зажим 5142 (или первое устройство зацепления трубы 5052), измерительный датчик 5056, узел сварочной головки или узел горелки 5500, задний зажим 5144(и второе устройство зацепления трубы 5054), клапан управления задним зажимом 5062, задний двигатель вращения 5074, датчик заднего положения 5076 функционально связаны с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 функционально связана с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 может содержать один или более процессоров 5140. Термин «устройство зацепления трубы», используемый в данном документе, означает зажим, который жестко фиксируется на поверхности трубы или внутреннее уплотнение, выполненное с возможностью создания уплотнения для газа вплотную ко внутренней поверхности трубы, или комбинацию вышеупомянутого зажима и уплотнения. Например, в одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 может представлять собой первый зажим 5142, первое уплотнение 5146 или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения, второе устройство зацепления трубы 5054 может представлять собой второй зажим 5144, второе уплотнение 5148 или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения, первое и второе устройство зацепления трубы 5052 и 5054 переносятся узлом каркаса внутренней системы сварки 5004.

[00425] Фиг. 25-31 иллюстрируют вид различных компонентов центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. Например, Фиг. 25 иллюстрирует заднюю вращающуюся муфту 5072, Фиг. 26 иллюстрирует заднее контактное кольцо 5080, Фиг. 27 иллюстрирует каркас центральной секции 5068 и регулируемые направляющие 5070, Фиг. 28 иллюстрирует ролики башмака 5066, Фиг. 29 иллюстрирует клапан управления задним зажимом 5062, Фиг. 30 иллюстрирует передний зажим 5142, и Фиг. 31 иллюстрирует поворотный модуль 5078 соответственно.

[00426] Задняя вращающаяся муфта 5072 в центральной секции 5008 проиллюстрирована на Фиг. 23, 24 и 25. В одном варианте реализации изобретения, структура и работа задней вращающейся муфты 5072 аналогична передней вращающейся муфте 5032, и, следовательно, структура и работа задней вращающейся муфты 5072не описана подробно в данном документе, за исключением различий, приведенных выше.

[00427] В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 выполнена с возможностью прохождения через нее потока сжатого воздуха и потока защитного газа (или продувочного газа). В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 в центральной секции 5008 выполнена с возможностью соединения потока сжатого воздуха из баллона со сжатым воздухом 5128 (как проиллюстрировано на Фиг. 32A и B) секции привода 5010 через поворотную ступицу 5078 центральной секции 5008 с передней вращающейся муфтой 5032. В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 в центральной секции 5008 также выполнена с возможностью соединения баллона с защитным газом 5114 (как проиллюстрировано на Фиг. 32A и 32B) в секции привода 5010 с клапаном управления защитным газом 5042 в узле подачи проволоки 5020 самой передней секции 5006.

[00428] В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 построена и смонтирована для передачи полученной порции сжатого воздуха в клапан управления задним зажимом 5062 (для работы заднего зажима 5144). В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 построена и смонтирована для передачи оставшейся части полученного сжатого воздуха в переднюю вращающуюся муфту 5032 (например, посредством заднего контактного кольца 5080, поворотной ступицы 5078 и переднего контактного кольца 5016). В одном варианте реализации изобретения, оставшаяся часть полученного сжатого воздуха подается в переднюю вращающуюся муфту 5032 и проходит через заднюю вращающуюся муфту 5072.

[00429] В одном варианте реализации изобретения, передняя и задняя вращающиеся муфты 5032 и 5072 настоящей патентной заявки могут быть одними из имеющихся в продаже типов муфт под названием ʺSeries 012 2 Pass Threaded Shaft Unionsʺ, производимых компанией ʺRotary Systems, Inc.ʺ В другом варианте реализации изобретения, передняя и задняя вращающиеся муфты настоящей патентной заявки могут любыми вращающимися муфтами, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00430] В одном варианте реализации изобретения, структура и работа заднего контактного кольца 5080 аналогична переднему контактному кольцу 5016, и, следовательно, структура и работа заднего контактного кольца 5080 не описана подробно в данном документе, за исключением различий, приведенных выше.

[00431] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 26, заднее контактное кольцо 5080 в центральной секции 5008 выполнено с возможностью передачи коммуникационных сигналов между электронным модулем подачи проволоки 5046 и электронным модулем центральной секции 5064.

[00432] В одном варианте реализации изобретения, заднее и переднее контактное кольцо 5016 и 5080 настоящей патентной заявки могут быть одними из имеющихся в продаже колец под названием AC6275, производимых компанией ʺMoog, Inc.ʺ В одном варианте реализации изобретения, переднее и заднее контактное кольцо 5016 и 5080 настоящей патентной заявки могут иметь номинальную силу тока 50 ампер. В другом варианте реализации изобретения, переднее и заднее контактное кольцо настоящей патентной заявки могут любыми вращающимися муфтами, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00433] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23 и 24, электронный модуль центральной секции 5064 в центральной секции 5008 содержит коммуникационные кабели, идущие к узлу подачи проволоки 5020 через заднее контактное кольцо 5080 и коммуникационные кабели, идущие к секции привода 5010. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 в центральной секции 5008 выполнен с возможностью управления задним двигателем вращения 5074 и получения сигналов от датчика заднего положения 5076. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 в центральной секции 5008 также выполнен с возможностью управления клапаном заднего зажима 5062.

[00434] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 27, каркас центральной секции 5068 построен и смонтирован для размещения в нем/поддержки всех компонентов центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, каркас центральной секции 5068 построен и смонтирован для предоставления точек установки для всех компонентов, расположенных в центральной секции 5008 и для защиты этих компонентов от повреждения. В одном варианте реализации изобретения, каркас центральной секции 5068 также построен и смонтирован для подключения секции привода 5010 через универсальный шарнир, позволяющий внутренней системе сварки 5004 поворачивать в изогнутых трубах. В одном варианте реализации изобретения, каркас центральной секции 5068 может быть сделан из стали или других материалов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00435] В одном варианте реализации изобретения, конец 5214 каркаса центральной секции 5068 выполнен с возможностью соединения с фланцевой частью 5216 заднего зажима 5144. В одном варианте реализации изобретения, конец 5214 каркаса центральной секции 5068 выполнен с возможностью соединения с фланцевой частью 5216 заднего зажима 5144 с использованием крепежных деталей, к примеру, болтов 5218.

[00436] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 27, регулируемые направляющие 5070 построены и смонтированы для облегчения центровки внутренней системы сварки 5004 при установке внутренней системы сварки 5004 в трубе. В одном варианте реализации изобретения, регулируемые направляющие 5070 также построены и смонтированы для защиты центральной секции 5008 от удара концом сегмента трубы. В одном варианте реализации изобретения, регулируемые направляющие 5070 построены и смонтированы с возможностью приспосабливаться под разные размеры трубы.

[00437] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 28, ролики подошвы 5066 построены и смонтированы для удержания массы центральной секции 5008. В одном варианте реализации изобретения, ролики подошвы 5066 построены и смонтированы подпружиненными для защиты внутренней системы сварки 5004 от вибрационных толчков при переходе внутренней системы сварки 5004 через валик сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, ролики подошвы 5066 построены и смонтированы с возможностью регулировки угла башмака для облегчения движения внутренней системы сварки 5004 по прямой в трубе. В одном варианте реализации изобретения, ролики башмака 5066 построены и смонтированы с возможностью приспосабливаться по высоте под разные размеры трубы. В одном варианте реализации изобретения, ролики башмака 5066 являются пассивными элементами.

[00438] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 29, клапан управления задним зажимом 5062 построен и смонтирован для получения сжатого воздуха из стационарной части задней вращающейся муфты 5072.

[00439] В одном варианте реализации изобретения, клапан управления задним зажимом 5062 функционально связан для получения управляющих сигналов от электронного модуля центральной секции 5064. В одном варианте реализации изобретения, клапан управления задним зажимом 5062 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для приведения в действие и работы заднего зажима 5144, когда он принимает сигналы от электронного модуля центральной секции 5064.

[00440] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 24, датчик заднего положения 5076 может представлять собой датчик приближения и датчик угла поворота колеса со специальным профилем. В одном варианте реализации изобретения, датчик угла поворота колеса построен и смонтирован для установки с возможностью вращения на поворотной ступице 5078.

[00441] В одном варианте реализации изобретения, датчик заднего положения 5076 функционально связан для передачи сигналов управления к электронному модулю центральной секции 5064. Например, в одном варианте реализации изобретения, датчик приближения датчика заднего положения 5076 может быть выполнен с возможностью отправлять сигналы управления в электронный модуль центральной секции 5064, когда датчик находится в высшей точке на датчике угла поворота колеса. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 выполнен с возможностью использовать сигналы, полученные от датчика переднего положения 5076 для обнаружения ориентации центральной секции 5008 относительно оставшейся части внутренней системы сварки 5004 (например, поворотной ступицы 5078).

[00442] Задний двигатель вращения 5074 в центральной секции 5008 проиллюстрирована на Фиг. 24. В одном варианте реализации изобретения, задний двигатель вращения 5074 электрически синхронизирован с передним двигателем вращения 5030 таким образом, что двигателя вращения 5030 и 5074 вместе выполнены с возможностью вращать поворотную ступицу 5078 центральной секции 5008, удерживая, при этом, передние и задние зажимы 5142, 5144 стационарно. В одном варианте реализации изобретения, двигатели вращения 5030 и 5074 выполнены с возможностью вращения сварочной горелки 5502 по окружности (вращение на 360°) вдоль контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, двигатели вращения 5030 и 5074, выполненные с возможностью направлять исследовательский пучок излучения, также выполнены с возможностью приводить в движение сварочную горелку 5502 по меньшей мере на 360° относительно оси трубы A-A, таким образом, чтобы выполнить непрерывный поворотный проход при заварке корня шва.

[00443] В одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5030 и задний двигатель вращения 5074 могут называться «двигатели для ориентации». В одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5030 и задний двигатель вращения 5074 функционально связаны с одним или более процессорами 5140.

[00444] В одном варианте реализации изобретения, передний двигатель вращения 5074 имеет электрический двигатель, содержащий ротор, вращающийся вал, вращаемый ротором, и ведущее зубчатое колесо, поддерживаемое вращающимся валом, и содержащее на нем зубья. Зубья на ведущем зубчатом колесе построены и смонтированы для зацепления с зубьями, сформированными на элементе ведомой шестерни 5079 поворотной ступицы 5078 для передачи вращающего момента от заднего двигателя вращения 5074 к поворотной ступице 5078.

[00445] В одном варианте реализации изобретения, поворотная ступица 5078 построена и смонтирована для вращения во время сварки, во время процедур сканирования перед сваркой и после сварки. В одном варианте реализации изобретения, поворотная ступица 5078 расположена между первым и вторым зажимами 5142 и 5144. Так как первый и второй зажимы 5142 и 5144 не соединены физически друг с другом, передний двигатель вращения 5030 и задний двигатель вращения 5074 на каждом конце поворотной ступицы 5078 синхронизированы для удержания двух труб 1022а, 1022b от перемещения друг относительно друга. В одном варианте реализации изобретения, два устройства зацепления трубы 5142, 5144 могут вращаться относительно друг друга за счет поворота переднего двигателя вращения 5030 и заднего двигателя вращения 5074, к примеру, с разными скоростями и/или в разные стороны. В одном варианте реализации изобретения, только когда передний двигатель вращения 5030 и задний двигатель вращения 5074 проворачиваются с одной и той же скоростью в одном и том же направлении, сварочная горелка 5502 и измерительный датчик 5056 вращаются вдоль контактной поверхности 5136 между труб 1022а, 1022b (например, без перемещения устройств зацепления трубы 5142, 5144).

[00446] В одном варианте реализации изобретения, центральная часть 5077 поворотной ступицы 5078 содержит прорези/отверстия, через которые рассчитано пропускание шлангов с защитным газом, боуден-трубок (направляющих), сварочных кабелей электропитания, кабелей двигателя, кабелей измерительного датчика, и кабелей камеры.

[00447] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 30, передний зажим 5142 имеет пустотелую конфигурацию. В одном варианте реализации изобретения, отверстие 5082 через центр переднего зажима 5142 построено и смонтировано достаточно большим, чтобы все необходимые кабели и шланги прошли через него. В одном варианте реализации изобретения, отверстие 5082 переднего зажима 5142 также построено и смонтировано, чтобы предусмотреть возможность использования структурных элементов, необходимых для удержания массы передней половины внутренней системы сварки 5004, а также для поддержания выравнивания двух половин/сегментов трубы 1022а, 1022b сварного соединения. В одном варианте реализации изобретения, передний и задний зажимы 5142, 5144 построены и смонтированы для установки на поворотную ступицу 5078, например, с помощью радиально-упорных подшипников 5108, 5098 с предварительным натягом для обеспечения жесткости.

[00448] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя поверхность 5130, 5132 первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b входит в зацепление и управляется первым зажимом 5142 и вторым зажимом 5144, соответственно, для регулировки относительного позиционирования труб на основе инструкций от одного или более процессоров 5140. В одном варианте реализации изобретения, регулировка относительного позиционирования труб 1022а, 1022b достигается без расцепления первого устройства зацепления трубы 5144 от внутренней поверхности 5132 первой трубы 1022b и без расцепления второго устройства зацепления трубы 5142 от внутренней поверхности 5130 второй трубы 1022а. Это может быть сделано, так как двигатели вращения 5030 и 5074 выполнены с возможностью вращения труб 1022а, 1022b без расцепления устройств зацепления трубы 5144, 5142, как описано в данной патентной заявке.

[00449] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 23, 24 и 30, передний зажим 5142, как правило, содержит поршень 5084, цилиндр 5086, вкладыш 5088, пальцы башмака зажима 5090, рычаги 5092, вал 5094, ступицу 5096, передний подшипник 5098, паукообразный элемент 5100, кожух 5102, передний диск 5104, задний диск 5106, задний подшипник 5108 и втулку 5110. В одном варианте реализации изобретения, задний подшипник 5108 и передний подшипник 5098 выполнены с возможностью удерживать поворотную ступицу 5078. В одном варианте реализации изобретения, задний зажим 5144 имеет ту же структуру, конфигурацию и принцип работы, как описано выше в отношении переднего зажима 5142 и, таким образом, структура, конфигурация и принцип работы заднего зажима 5144 не описан подробно в данном документе.

[00450] В одном варианте реализации изобретения, передний зажим 5142 выполнен с возможностью фиксации одной из труб 1022а, 1022b, а второй зажим 5144 выполнен с возможностью фиксации второй из труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, один из зажимов 5142, 5144 может называться «первый зажим», а другой из зажимов 5142, 5144 может называться «второй зажим». В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 внутренней системы сварки 5004 могут либо по отдельности, либо вместе назваться «тормозной системой» внутренней системы сварки 5004, которая удерживает каркас внутренней системы сварки 5004 в заданном положении внутри трубы 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, передний и задний зажимы 5142, 5144 являются радиальными зажимами, которые входят в зацепление с внутренней поверхностью 5130, 5132 труб 1022а, 1022b соответственно, для удержания внутренней системы сварки 5004 от перемещения. Работа переднего и заднего зажимов 5142 и 5144 будет описана более подробно ниже.

[00451] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 содержит первое устройство зацепления трубы 5052, второе устройство зацепления трубы 5054, измерительный датчик 5056, один или более процессоров 5140; и сварочную горелку 5502. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056, камера контроля 5112, сварочная горелка 5502 и узел сварочной головки 5500 установлены с возможностью вращения на поворотной ступице 5078. Структура, конфигурация и принцип работы каждого из перечисленных элементов - первого устройства зацепления трубы 5052, второго устройства зацепления трубы 5054, измерительного датчика 5056, камеры контроля 5112, сварочной горелки 5502 и узла сварочной головки 5500 описаны более подробно в отношении Фиг. 30 и 33-59 и их соответствующих описаний.

[00452] Фиг. 32A и 32B иллюстрируют укрупненный вид и вид сверху на секцию привода 5010 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, секция привода 5010 внутренней системы сварки 5004 содержит баллоны с защитным газом 5114, батареи 5116, электронный модуль секции привода 5118, пневматические клапана 5120, приводные колеса или ролики 5122, приводные двигатели 5124, тормоза 5126 и баллон со сжатым воздухом 5128. В одном варианте реализации изобретения, пневматические клапана 5120 содержат клапан тормоза 5190 и клапан приводного колеса 5192 (оба проиллюстрированы на Фиг. 70). В одном варианте реализации изобретения, секция привода 5010 внутренней системы сварки 5004 содержит каркас секции привода 5278. В одном варианте реализации изобретения, каркас секции привода 5278 может быть сделан из стали или других материалов, как будет понятно специалистам в данной области техники.

[00453] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль секции привода 5118 может содержать один или более процессоров 5140. В одном варианте реализации изобретения, пневматические клапана 5120 (клапан тормоза 5190 и клапан приводного колеса 5192) и двигатели привода 5124 могут быть функционально связаны с одним или более процессорами 5140.

[00454] В одном варианте реализации изобретения, секция привода 5010 может быть соединена с центральной секцией 5008 посредством универсального соединения 5123 и упругих элементов 5125.

[00455] В одном варианте реализации изобретения, баллоны со сжатым газом 5114 построены и смонтированы для содержания в них защитного газа, необходимого для сварочных горелок 5502. В одном варианте реализации изобретения, шланги построены и смонтированы для соединения баллонов с защитным газом 5114 с задней вращающейся муфтой 5072 в центральной секции 5008.

[00456] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 являются литий-ионными батареями. В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 выполнены с возможностью питать электрической энергией все электронные компоненты, а также электрические приводные двигатели 5124 внутренней системы сварки 5004. Например, в одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 выполнены с возможностью питать электрической энергией электронный модуль центральной секции 5064, электронный модуль самый передней секции 5014, электронный модуль секции привода 5118 и электронный модуль подачи проволоки 5046. В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 могут быть функционально связаны с одним или более процессорами 5114.

[00457] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 также выполнены с возможностью питать электрической энергией двигатель радиальной сварочной горелки 5512, двигатель наклонной сварочной горелки 5588, двигатель осевой сварочной горелки 5550, двигатели систем подачи проволоки 5044, передний и задний двигатели вращения 5030 и 5074, и приводные двигатели 5124. В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 выполнены без возможности питания системы сварки электрической энергией. В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 выполнены с возможностью поставлять электрическую энергию только в электронный модуль приводной секции 5118 и к приводным двигателям 5124, тогда как электрическая энергия к оставшимся двигателям и электронным модулям внутренней системы сварки 5004, включая двигатель радиальной сварочной горелки 5512, двигатель наклонной сварочной горелки 5518, двигатель осевой сварочной горелки 5550, двигатели систем подачи проволоки 5044, передние и задние двигатели вращения 5030 и 5074, электронный модуль центральной секции 5064, электронный модуль самой передней секции 5014, и электронный модуль подачи проволоки 5046, получают электрическую энергию от внешних источников питания посредством приводной тяги/фала 5034.

[00458] В одном варианте реализации изобретения, приводные двигатели 5124 выполнены с возможностью управлять роликами или колесами 5122 для перемещения узла каркаса (включая первое устройство зацепления трубы 5052, второе устройство зацепления трубы 5054, сварочную горелку 5502, измерительный датчик 5056) внутренней системы сварки 5004, от одного конца трубы 1022а, 1022b до второго конца трубы 1022а, 1022b вдоль внутренней поверхности 5130, 5132 трубы 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, приводные двигатели 5124 секции привода 5010 выполнены с возможностью перемещать каркас внутренней системы сварки 5004 по трубопроводу 1004 после завершения каждого сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, приводные двигатели 5124 секции привода 5010 выполнены с возможностью ускорять и замедлять внутреннюю систему сварки 5004 в трубопроводе 1004.

[00459] В одном варианте реализации изобретения, источник электропитания закреплен на узле каркаса внутренней системы сварки 5004 и выполнен с возможностью питания электроэнергией приводных двигателей 5124. В одном варианте реализации изобретения, приводные двигатели 5124 секции привода 5010 работают от электроэнергии. В одном варианте реализации изобретения, приводные двигатели 5124 секции привода 5010 работают от батарей 5116.

[00460] В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 выполнены с возможностью зацепления с внутренней поверхностью 5130, 5132 одной или более труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 функционально связаны с приводными двигателями 5124 секции привода 5010. В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 выполнены с возможностью приведения их в действие пневматическим цилиндром 5137, который функционально связан с пневматическими клапанами 5120, для получения сжатого воздуха из баллона со сжатым воздухом 5128. В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 выполнены из эластомерных материалов или из резины.

[00461] В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 выполнены с возможностью обеспечивать перемещение внутренней системы сварки 5004 по трубопроводу 1004 после выполнения каждого сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать приводные ролики 5122, выполненные с возможностью поддерживать при вращении каркас или узел каркаса внутренней системы сварки 5004. Например, в одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 содержит четыре активных приводных колеса. Другими словами, два приводных колеса с каждой стороны, развернутые на 180°. В одном варианте реализации изобретения, количество приводных колес может меняться. В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 могут содержать на них протекторы для увеличения сцепления при движении внутренней системы сварки 5004 через трубопровод.

[00462] В одном варианте реализации изобретения, два из четырех приводных роликов 5122 могут непосредственно соединяться с соответствующими приводными двигателями 5124 и управляться ими. В одном варианте реализации изобретения, другие два приводных ролика 5122 могут соединяться с приводными колесами с приводом от двигателя посредством цепного привода 5111 и приводится в движение приводными колесами с приводом от двигателя.

[00463] В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 построены и смонтированы для управления системой сварки 5004 внутри труб 1022а, 1022b пока система сварки 5004 не достигнет заданного положения. В одном варианте реализации изобретения, приводные ролики 5122 построены и смонтированы для прижатия к внутренней поверхности трубы пневматическим цилиндром.

[00464] В одном варианте реализации изобретения, тормоза 5126 выполнены с возможностью приведения их в действие пневматическим цилиндром 5133, который функционально связан с пневматическими клапанами 5120, для получения сжатого воздуха из баллона со сжатым воздухом 5128. В одном варианте реализации изобретения, тормоза 5126 внутренней системы сварки 5004 предназначены для использования в аварийной ситуации. Например, тормоза 5126 могут использоваться в случае, когда приводной двигатель 5124 секции привода 5010 не может уменьшить скорость внутренней системы сварки 5004 по некоторым причинам. Например, тормоза 5126 могут применяться на склонах для удержания внутренней системы сварки 5004 от скатывания в трубопровод 1004 или выпадения из трубы в зависимости от направления уклона. В одном варианте реализации изобретения, тормоза 5126 выполнены с возможностью управления как в автоматическом, так и в ручном режиме.

[00465] В одном варианте реализации изобретения, тормоза 5126 могут также использоваться для фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004 на месте внутри труб во время сварочных процедур, процедуры сканирования перед сваркой и/или процедуры сканирования после сварки. Например, тормоза 5126 могут быть выполнены с возможностью фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004 в заданное положение внутри труб от перемещения во время сварочных процедур, процедуры сканирования перед сваркой и/или процедуры сканирования после сварки.

[00466] В одном варианте реализации изобретения, баллон со сжатым воздухом 5128 построен и смонтирован для хранения воздуха, необходимого для работы тормозов 5126, приводных роликов 5122, и переднего и заднего зажимов 5142, 5144. В одном варианте реализации изобретения, баллон со сжатым воздухом 5128 построен и смонтирован для соединения с фалом 5030 посредством передней и задней вращающейся муфты 5032, 5072 таким образом, что баллон со сжатым воздухом 5128 может быть пополнен при необходимости.

[00467] В одном варианте реализации изобретения, пневматические клапана 5120 построены и смонтированы для управления воздухом, поступающим к двум пневматическим цилиндрам, выполненным с возможностью активировать и задействовать тормоза 5126 и приводные ролики 5122 соответственно.

[00468] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль секции привода 5118 выполнен с возможностью передачи коммуникационных сигналов дальше к электронному модулю центральной секции 5064. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5118 также выполнен с возможностью управлять приводными двигателями 5124 и двумя пневматическими клапанами 5120.

[00469] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнен с возможностью управлять приводными двигателями 5124 для перемещения каркаса внутренней системы сварки 5004 по меньшей мере через одну из труб 1022а, 1022b до тех пор, пока датчик 5352 не обнаружит область контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять тормозной системой внутренней системы сварки 5004 для фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004 в определенное положение внутри труб 1022а, 1022b от перемещения, которое определяет положение измерительного датчика 5056 по отношению к области контактной поверхности 5136, чтобы обеспечить возможность измерительному датчику 5056 обнаружить профиль области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b.

[00470] Фиг. 33 иллюстрирует вид центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004, располагаемой внутри сегментов трубы 1022а, 1022b, где некоторые компоненты центральной секции 5008 не проиллюстрированы для ясности. Например, проиллюстрированы передний и задний зажимы 5142, 5144, поворотная ступица 5078, узел сварочной головки 5500, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 на Фиг. 33.

[00471] В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 для сварки двух труб содержит компьютерную систему 5138, способствующую выполнению сварки. В одном варианте реализации изобретения, компьютерная система 5138 содержит один или более процессоров 5140, соединенной с возможностью обмена данными с системой сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, компьютерная система 5138 и ее один или более процессоры 5140 могут быть соединены с возможностью обмена данными с системой сварки 5004 (и одним или более ее компонентами) посредством одного или более проводного или беспроводного канала связи. В качестве примера, проводные каналы связи могу содержать один или более канал Ethernet, коаксиальный канал связи, оптоволоконный канал связи, или другие проводные каналы связи. В качестве другого примера, беспроводные каналы связи могут содержать один или более Wi-Fi канал связи, канал связи Bluetooth, каналы связи малого радиуса действия (NFC), сотовые каналы связи, или другие беспроводные каналы связи. В одном варианте реализации изобретения, один или более компонентов системы сварки 5004 могут быть соединены с возможностью обмена данными друг с другом посредством одного или более вышеупомянутого проводного или беспроводного канала связи. В одном варианте реализации изобретения, может быть полезным использовать один или более беспроводных каналов связи, чтобы обеспечить возможность одному или более процессорам 5140 или одному или более компонентам системы сварки 5004 обмениваться данными друг с другом для снижения количества коммуникационных кабелей в системе сварки 5004 для снижения риска потенциального запутывания кабелей, что приведет к задержкам в работе или повреждению других компонентов системы сварки 5004. Например, за счет уменьшения количества коммуникационных кабелей в системе сварки 5004 в некоторых вариантах реализации изобретения, может снизиться потенциальное запутывание кабелей во время вращения измерительных устройств (например, измерительного лазера, камеры контроля или других измерительных устройств), сварочной горелки, или других компонентов системы сварки 5004.

[00472] В одном варианте реализации изобретения, компьютерная система 5138 и ее один или более процессоров 5140 могут быть размещены в полевой системе 5000. В другом варианте реализации изобретения, компьютерная система 5138 и ее один или более процессоров 5140 могут быть размещены удаленно от полевой системы 5000. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 могут содержать цифровой процессор, аналоговый процессор, цифровую схему, разработанную для обработки информации, аналоговую схему, разработанную для обработки информации, конечный автомат, и/или другие механизмы для электронной обработки информации.

[00473] Следует понимать, что в контексте данного документа термин «один или более процессоров» может означать отдельный встроенный процессор, локальный по отношению к определенной системе или компоненту, описанному в данном документе, внешний и локальный по отношению к определенной системе или компоненту, описанному в данном документе, или расположенному удаленно по отношению к определенной системе или компоненту, описанному в данном документе. Кроме того, соединение между одним или более процессорами может быть проводным или беспроводным. Дополнительно, термин «один или более процессоров» может также означать множество встроенных и локальных процессоров, множество отдельный и локальных процессоров, множество процессоров, расположенных удаленно, или любую комбинацию встроенных (и локальных), отдельных (и локальных) и удаленных процессоров. Относительно встроенных процессоров, такие процессоры означают процессоры, которые физически перемещается (т. е. физически подключен и перемещается) вместе с определенной системой или компонентом. Относительно отдельных процессоров, это означает процессоры, которые являются локальными по отношению к производственному участку и обмениваются данными беспроводным способом с встроенными электронными компонентами. Отдельными процессорами также называются электронными компонентами, связанными со встроенной системой (например, посредством приводной тяги), и являющимися локальными по отношению к производственному участку. При рассмотрении в другом свете, если процессор перемещается вместе с приводной тягой, его также следует рассматривать как «встроенный» процессор.

[00474] В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5002 выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью 5130 первой трубы, позволяющее первому устройству зацепления трубы 5052 быть зафиксированным относительно первой трубы 1022а. В одном варианте реализации изобретения, второе устройство зацепление трубы 5054 выполнено с возможностью зацепления с внутренней поверхностью 5132 второй трубы 1022b, позволяющие второму устройству зацепление трубы 5054 быть зафиксированным на второй трубе 1022b.

[00475] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 расположен между первым устройством зацепления трубы 5052 и вторым устройством зацепления трубы 5054, и выполнен с возможностью испускать исследовательский пучок излучения. В одном варианте реализации изобретения, один или более двигателей измерительного датчика функционально связаны с измерительным датчиком 5056 для направления исследовательского пучка излучения вдоль контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, передний и задний двигатели вращения 5030 и 5074 могут отдельно или вместе назваться «двигателем измерительного датчика». В одном варианте реализации изобретения, передний и задний двигатели вращения 5030 и 5074 выполнены с возможностью вращательно перемещать измерительный датчик 5056 вдоль контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 выполнен с возможностью генерировать сигналы на основе профиля контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, контактная поверхность 5136 является кольцевой контактной поверхностью. В одном варианте реализации изобретения, область контактной поверхности 5136 представляет собой внутреннюю поверхность труб 1022а, 1022b в области труб 1022а, 1022b, расположенной рядом с тем местом, где будет выполняться сварочный шов.

[00476] В данном документе термин «область контактной поверхности» означает внутренние поверхности свариваемых труб в области и, дополнительно, в непосредственной близости, от того места где размещается металл сварного шва. Область контактной поверхности содержит по меньшей мере часть или, дополнительно, всю внутреннюю разделку шва обеих свариваемых труб, если такая разделка шва предусмотрена. В одном варианте реализации изобретения, область контактной поверхности содержит все скошенные грани, а также продолжается за пределами скошенных граней, если такие скошенные грани предусмотрены.

[00477] В одном варианте реализации изобретения, колеса 5028 на самой передней секции 5006 внутренней системы сварки построены и смонтированы для удержания зажимов от заедания на внутренних поверхностях трубы. Чем меньше колеса 5028 выдвигается, тем легче внутренней системе сварки подстраиваться под изгибы трубы. В одном варианте реализации изобретения, колеса 5028 могут регулироваться. В одном варианте реализации изобретения, колеса 5028 могут не регулироваться. В одном варианте реализации изобретения, подпружиненные колеса или ролики подошвы 5066 (как проиллюстрировано на Фиг. 23) на заднем зажиме 5144 и регулируемые колеса 5276 (как проиллюстрировано на Фиг. 32A) на задней части секции привода 5008 построены и смонтированы таким образом, чтобы ось симметрии зажима была ниже, примерно на 0,25 дюйма, оси симметрии трубы. При такой конфигурации, когда зажимы расширяются относительно внутренней поверхности трубы, расширительное устройство удерживает зажим над колесами, вместо того, чтобы прижимать колеса к внутренним стенкам трубы.

[00478] Варианты реализации изобретения, «устройство зацепления трубы» содержит зажим, который надежно входит в зацепление с поверхностью трубы. Зажим, к примеру, может содержать один или более башмаков, или других поддерживающих элементов, выполненных с возможностью надежно входить в зацепление с поверхностью трубы для предотвращения перемещения вышеуказанной трубы. В другом варианте реализации изобретения, «устройство зацепления трубы» содержит уплотнение, которое герметизирует зацепление с внутренней поверхностью трубы таким образом, чтобы препятствовать прохождению газа через него. Такое уплотнение может содержать, к примеру, надувную камеру, эластичный элемент или другие инженерные конструкции, которые входят в зацепление с внутренней поверхностью трубы, чтобы препятствовать прохождению газа через него. Такое уплотнение может использоваться для удаления кислорода из области свариваемой трубы для того, чтобы предотвратить или уменьшить окисление в результате сварочного процесса. В еще одном варианте реализации изобретения, устройство зацепления трубы содержит комбинацию зажима и уплотнения, или один или более зажимов и/или одно или более уплотнений.

[00479] В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит первый зажим 5142 и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит второй зажим 5144.

[00480] В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит первое уплотнение 5146 и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит второе уплотнение 5148.

[00481] В одном варианте реализации изобретения, второе уплотнение 5148 и второй зажим 5144 могут называться, соответственно, задним уплотнением 5148 и задним зажимом 5144. В одном варианте реализации изобретения, первое уплотнение 5146 и первый зажим 5142 могут называться, соответственно, передним уплотнением 5146 и передним зажимом 5142.

[00482] В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит зажим 5142, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5148. В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит уплотнение 5146, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5144.

[00483] В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит зажим 5142 и уплотнение 5146, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5144 и уплотнение 5148. В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит зажим 5142 и уплотнение 5146, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5144. В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит зажим 5142 и уплотнение 5146, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит уплотнение 5148. В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит зажим 5142, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5144 и уплотнение 5148. В одном варианте реализации изобретения, первое устройство зацепления трубы 5052 содержит уплотнение 5146, и второе устройство зацепления трубы 5054 содержит зажим 5144 и уплотнение 5148.

[00484] В конфигурации, когда есть уплотнение на одной стороне измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112 и зажим на другой (противоположной) стороне измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, продувочный газ под высоким давлением направляется в область между зажимом и уплотнением. Продувочный газ из области между зажимом и уплотнением может просачиваться через небольшой зазор между свариваемыми трубами, а также может выходить из труб со стороны измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, где нет уплотнения и просто установлен зажим. Такая дополнительная конфигурация предотвращает появление избыточного давления в области между зажимом и уплотнением (например, по сравнению с конструкцией, имеющей два уплотнения, по одному со стороны измерительного датчика 5056 и камеры 5112), без оснащения регулятором для регулировки давления в области продувочного газа, и/или отдельного предохранительного клапана избыточного давления в области между зажимом и уплотнением. Продолжительная подача продувочного газа под высоким давлением в область между зажимом и уплотнением выполнена с возможностью снижения уровня кислорода в области, прилегающей к сварочной горелке во время выполнения сварочной операции.

[00485] В другом варианте реализации изобретения, по этой причине, первое и второе уплотнение могут дополнительно иметь отверстия, предотвращающие образование избыточного давления в камере с продувочным газом, образованной между первым и вторым уплотнениями. В другом варианте реализации изобретения, одно или оба уплотнения, когда для уплотнения используется надувная камера, могут быть частично наполнены воздухом для предоставления предварительно заданного или рассчитанного зазора вокруг них, позволяющего выходить продувочной области с необходимой скоростью.

[00486] Если используются два продувочных уплотнения 5146, 5148 инертный газ вводится в продувочную камеру между ними. Тем не менее, следует понимать, что продувочные уплотнения 5146, 5148 не обязательно (и, как правило, не делают) создают идеальное уплотнение. Инертный газ выходит, к примеру, через зазор между двумя свариваемыми трубами 1022а, 1022b. Инертный газ также может выходить вокруг уплотнений 5146, 5148, которые не обязательно являются идеальными. Конечно, во время сварочных операций зазор между трубами 1022а, 1022b слегка закрывается и уплотняется. В результате, давление в продувочной камере между трубами 1022а, 1022b может вырасти при создании сварного шва между трубами 1022а, 1022b. По этой причине, используется датчик давления внутри продувочной камеры, обнаруживающий давление внутри продувочной камеры и генерирующий сигналы для одного или более процессоров 5140, которые, в свою очередь, передаются одному или более клапанам и/или одному или более регуляторам, управляя или регулируя, таки образом, давление продувочного газа внутри продувочной камеры для предотвращения образования избыточного давления. Избыточное давление внутри продувочной камеры будет прилагать большее, чем заданное, давление газа, направленное наружу, через зазор между свариваемыми трубами и потенциально может изменить результат выполнения сварного шва. В различных вариантах реализации изобретения, только отдельные уплотнения 5146, 5148 применяются для создания камеры, уплотнение которой выполнено только с одной стороны. Тем не менее, такая конструкция предусматривает подходящую продувочную камеру, по большей части лишенную кислорода, а также предотвращает возможное образование избыточного давления. В таком варианте реализации изобретения, инертный продувочный газ будет выходить не только через зазор между трубами, но и через конец трубы, который не уплотнен, и, в связи с этим, может потребляться большее количество газа по сравнению с вариантом реализации двойного уплотнения.

[00487] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым зажимом 5142 и вторым зажимом 5148. Другими словами, и первый зажим 5142, и второй зажим 5148 расположены на противоположных сторонах относительно оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00488] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146 и вторым зажимом 5144. Другими словами, и первое уплотнение 5146, и второй зажим 5144 расположены на противоположных сторонах относительно оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00489] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым зажимом 5142 и вторым зажимом 5144. Другими словами, и первый зажим 5142, и второй зажим 5144 расположены на противоположных сторонах относительно оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00490] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146 и вторым уплотнением 5148. Другими словами, и первое уплотнение 5146, и второе уплотнение 5148 расположены на противоположных сторонах относительно оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00491] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146, первым зажимом 5142, вторым зажимом 5144 и вторым уплотнением 5148. Другими словами, первое уплотнение 5146 и второй зажим 5142 расположены с одной стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, а второй зажим 5144 и второе уплотнение 5148 расположены с другой стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00492] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146, первым зажимом 5142 и вторым уплотнением 5148. Другими словами, первое уплотнение 5146 и первый зажим 5142 расположены с одной стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, а второе уплотнение 5148 расположено с другой (противоположной) стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00493] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146, вторым уплотнением 5148 и вторым зажимом 5144. Другими словами, второе уплотнение 5148 и второй зажим 5144 расположены с одной стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, а первое уплотнение 5146 расположено с другой (противоположной) стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00494] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым уплотнением 5146, первым зажимом 5142 и вторым зажимом 5144. Другими словами, первое уплотнение 5146 и первый зажим 5142 расположены с одной стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, а второе уплотнение 5144 расположено с другой (противоположной) стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00495] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и камера контроля 5112 выполнены с возможностью размещения вдоль оси симметрии (по отношению к оси трубы) между первым зажимом 5142, вторым уплотнением 5148 и вторым зажимом 5144. Другими словами, второе уплотнение 5148 и второй зажим 5144 расположены с одной стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, а первый зажим 5142 расположен с другой (противоположной) стороны от оси симметрии измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112.

[00496] В одном или более вариантах реализации изобретения, так как измерительный датчик 5056 расположен между зажимами 5142, 5144, можно извлечь данные профиля между зажимами 5142, 5144 после того, как зажимы 5142, 5144 будут зафиксированы на месте. По этой причине, измерительный датчик 5056 может продолжить сканирование и обнаружение профиля области контактной поверхности 5136 во время выполнения сварочной операции. Это может быть целесообразным в некоторых вариантах применения, так как область контактной поверхности 5136 может слегка изменяться за счет сварки двух труб 1022а, 1022b, за счет того, что само сварное соединение может менять область контактной поверхности 5136 в других областях, которые еще не сварены. В связи с этим, измерительный датчик 5056 позволяет обнаружить и определить любые изменения одной или более характеристик области контактной поверхности 5136 «на лету» или в режиме реального времени в близких к свариваемым областям области контактной поверхности 5136. Дополнительно, так как измерительный датчик 5056 расположен между зажимами 5142, 5144, можно извлечь предварительные данные профиля перед сваркой из области контактной поверхности 5136 после приложения прижимного усилия зажимами 5142, 5144. Прижимное усилие зажимов 5142, 5144 само по себе может изменять область контактной поверхности 5136. Например, прижимное усилие может слегка изменять расстояние между концами трубы и/или относительное смещение по высоте между концами трубы в определенных (или всех) областях области контактной поверхности 5136. Дополнительно, прижимное усилие, прилагаемое зажимами 5142, 5144 может изменить правильную круглую форму одной или обеих труб (например, первый зажим может изменить правильную круглую форму первой свариваемой трубы и/или второй зажим может изменить правильную круглую форму второй свариваемой трубы). В одном варианте реализации изобретения, к примеру, башмаки зажима для любого из зажимов 5142, 5144 расположены симметрично и равномерно распределены по окружности вокруг внутренней поверхности зацепляемой трубы. Дополнительно, наиболее удаленная поверхность каждого башмака зажима может быть равноудалена от центральной оси зажима. Расстояние между каждым башмаком зажима может быть задано таким образом, чтобы быть немного больше, чем внутренний диаметр трубы. В таком случае, если каждый башмак зажима выдвигается в сое максимальное положение, прижимное усилие зажима 5142, 5144 используется для незначительного изменения отклонения от круглой формы трубы, по сравнению с трубой с более круглой формой. До тех пор, пока не будет приложено полное прижимное усилие обоими зажимами 5142, 5144, профиль области контактной поверхности 5136 еще не может быть полностью определена, так как возможно изменение формы. Измерительный датчик 5136, описанный в данном документе, может использоваться для определения профиля после использования зажатия трубы.

[00497] В одном или более вариантах реализации изобретения, так как измерительный датчик 5056 и/или камера контроля 5112 расположены между двумя уплотнениями, измерительный датчик 5056 и/или камера контроля 5112 могут извлечь данные о профиле из промежутка между уплотнениями 5146, 5148 после того, как уплотнения 5146, 5148 войдут в зацепление с внутренней поверхностью 5130, 5132 свариваемых труб 1022а, 1022b. По этой причине, измерительный датчик 5056 может продолжать сканирование и обнаружение профиля области контактной поверхности 5136 перед. во время, и/или после сварочной операции, в которой области между уплотнениями 5146, 5148 снабжены или заполнены продувочным газом. Это может быть целесообразным в некоторых вариантах применения, так как область контактной поверхности 5136 может быть проинспектирована измерительным датчиком 5056 и/или камерой контроля 5112 перед, во время, и/или после сварочной операции без разрушения уплотнения 5146, 5148. К примеру, если измерительный датчик 5056 и/или камера контроля 5112 (совместно с одним или более процессорами 5140) обнаружит(ат), что необходимо небольшое изменение сварного шва или необходима дополнительная сварочная операция, такое изменение или дополнительная сварочная операция может быть выполнена без необходимости установки продувочной камеры в другом месте (например, по сравнению с проектируемой конструкцией, в которой измерительный датчик и/или камера контроля после сварки расположены снаружи продувочной камеры и измерительный датчик 5056 и/или камера контроля 5112 вводятся для проверки области свариваемой контактной поверхности 5136 только после отключения продувочной камеры). Таким образом, измерительный датчик 5056 может использоваться для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для обнаружения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b после выполнения сварочной операции и генерирования данных о профиле после сварки на основе сканирования, а эти данные о профиле после сварки могут быть получены, а также дополнительно скорректированы или выполнен другой дополнительный сварной шов на основе данных о профиле после сварки без высвобождения зажимов 5142, 5144 и/или уплотнений 5146, 5148.

[00498] В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 выполнены с возможностью вращения. В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 выполнены с возможностью вращения в разных направлениях относительно друг друга.

[00499] Дополнительно, как описано в данном документе, настоящая система обеспечивает относительное вращение первого зажима и второго зажима 5142, 5144 между собой, после того, как они зафиксированы, соответственно, на первой и второй внутренней поверхности трубы 5130, 5132. Это может быть выполнено с помощью одного или более двигателей для ориентации 5030, 5074, управляющих одним или обоими зажимами 5142, 5144, как описано в данном документе. Такое относительное вращение труб 1022а, 1022b может осуществляться в ответ на обнаружение данными профиля перед сваркой, что доступно лучшее угловое совпадение между концами труб, и оно может быть выполнено за счет вращения относительного вращения одного или обоих зажимов 5142, 5144. Такое относительное вращение выполняется без необходимости отсоединения первого и второго зажима 5142, 5144, пока измерительный датчик 5056 остается вдоль оси симметрии между зажимами 5142, 5144. После поворота первой и/или второй трубы 1022а, 1022b создается новый профиль области контактной поверхности 5136, и измерительный датчик 5056 может снова использоваться для сканирования области контактной поверхности 5136 для получения новых данных о профиле перед сваркой. Следует понимать, что так как не нужно отключать ни один из зажимов 5142, 5144 для получения новых данных о профиле перед сваркой, можно избежать излишнего простоя. Следует понимать, что во время относительного вращения труб 1022а, 1022b, в одном варианте реализации изобретения, ролики 5332 внешняя платформа 5330 (6010А, 6010В) может использоваться (согласно инструкциям) один или более процессоров 5140) для работы в сочетании с одним или более зажимами 5142, 5144 для выполнения такого относительного вращения.

[00500] В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 и уплотнения 5146, 5148 расположены внутри труб 1022а, 1022b для формирования внутренней области/участка, имеющей уплотнение. В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 и уплотнения 5146, 5148 выполнены с возможностью уплотнять противоположные стороны свариваемого шва.

[00501] В одном варианте реализации изобретения, зажим 5142 и уплотнение 5146 активируются вместе, а зажим 5144 и уплотнение 5148 также активируются вместе. В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 и уплотнения 5146, 5148 управляются одним и тем же клапаном.

[00502] В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148 активируются вместе с зажимом 5142. В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148 активируются вместе с зажимом 5144. В одном варианте реализации изобретения, зажим 5142 и уплотнение 5146 активируются независимо друг от друга, и зажим 5144 и уплотнение 5148 также активируются независимо друг от друга. В одном варианте реализации изобретения, отдельная система управления уплотнением может быть выполнена с возможностью управлять работой обоих уплотнений 5146, 5148, независимо (и отдельно от) от системы управления зажимом, выполненной с возможностью управлять работой обоих зажимов 5142, 5144.

[00503] В одном варианте реализации изобретения, зажим 5144 расположен относительно конца трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, затем зажим 5142 и уплотнение 5146 активируются вместе. В одном варианте реализации изобретения, когда труба 1022а расположена относительно трубы 1022b, зажим 5144 и уплотнение 5148 активируются вместе.

[00504] В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 выполнены с возможностью перемещения между полностью выведенным положением (как проиллюстрировано на Фиг. 35B), где зажимы 5142, 5144 не контактируют с внутренней поверхностью 5130, 5132 труб 1022а, 1022b и выдвинутым положением (как проиллюстрировано на Фиг. 35A), где зажимы 5142, 5144 выполнены с возможностью приложения прижимного усилия к внутренней поверхности 5130, 5132 труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, зажимы 5142, 5144 построены и смонтированы для зацепления (соприкосновения) с трубами 1022а, 1022b и передачи усилий, которые захватывают и придают форму трубам 1022а, 1022b.

[00505] В одном варианте реализации изобретения, структура, конфигурация и принцип работы зажимов 5142, 5144 проиллюстрированы и пояснены в отношении Фиг. 30 и 33-42. Например, Фиг. 33 и 34 иллюстрируют вид в перспективе и поперечный разрез центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004, размещаемой внутри сегментов трубы 1022а, 1022b, при этом, оба зажима 5142, 5144 и уплотнения 5146, 5148 входят в зацепление с внутренней поверхностью 5130 и 5132 сегментов труб 1022а, 1022b, и, при этом, некоторые компоненты центральной секции 5008 не проиллюстрированы для ясности; Фиг. 35 иллюстрирует вид центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004, размещаемой внутри сегментов трубы 1022а, 1022b, при этом, только зажимы 5142, 5144 (без уплотнений) входят в зацепление с внутренней поверхностью 5130 и 5132 сегментов труб 1022а, 1022b, и, при этом, некоторые компоненты центральной секции 5008 не проиллюстрированы для ясности; Фиг. 36 иллюстрирует вид в перспективе башмака зажима 5157, закрепленного на пальце башмака зажима 5090, расположенного в паукообразном элементе 5100; Фиг. 37 иллюстрирует вид в перспективе паукообразного элемента 5100; Фиг. 38 иллюстрирует вид в перспективе пальца башмака зажима 5090; и Фиг. 39 и 40 иллюстрируют вид в перспективе ступицы 5096 зажимов 5142 или 5140 с пальцами башмака зажима 5090 и рычагами 5092, присоединенными к ним.

[00506] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 35C, зажимы 5142, 5144 проиллюстрированы в сложенном положении для иллюстрации того, как направляющие 5062, 5070 выдвигаются немного выше. На фиг. 35C сварочные горелки 5502 проиллюстрированы в выдвинутых положениях. Как правило, сварочные горелки 5502 могут быть в выдвинутом положении только после того, как зажимы 5142, 5144 будут в выдвинутом положении.

[00507] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 36, система сварки 5004 может содержать множество первых башмаков зажима 5157, равномерно распределенных по окружности независимо друг от друга на их соответствующем паукообразном элементе 5100, и множество вторых башмаков зажима 5157 равномерно распределенных по окружности независимо друг от друга на их соответствующем паукообразном элементе 5100.

[00508] В одном варианте реализации изобретения, башмаки зажима 5157 могут иметь различную высоту для разных размеров труб и могут быть точно отрегулированы, к примеру, с помощью прокладок или других элементов регулировки. В одном варианте реализации изобретения, башмаки зажима 5157 могут быть самоцентрирующимися элементами. В одном варианте реализации изобретения, башмаки зажима 5157 внутренней системы сварки 5004 построены и смонтированы так, чтобы иметь радиальный зазор около 1 дюйма с внутренней поверхностью трубы.

[00509] В одном варианте реализации изобретения, каждый башмак зажима 5157 содержит контактирующие с поверхностью трубы элементы (или с поверхностями) 5156. В одном варианте реализации изобретения, контактирующие с поверхностью трубы элементы 5156 построены и смонтированы для вхождения в зацепление посредством трения с внутренней поверхностью 5130, 5132 труб 1022а, 1022b с обеих сторон области контактной поверхности 5136, когда зажимы 5152, 5154 выдвигаются.

[00510] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 30 и 36-38, каждый башмак зажима 5157 построен и смонтирован для соединения с определенным пальцем башмака зажима 5090 и размещения на нем. В одном варианте реализации изобретения, палец башмака зажима 5090 построен и смонтирован для выдвигания через его соответствующее отверстие 5158 в паукообразном элементе 5100. В одном варианте реализации изобретения, отверстия 5158 в паукообразном элементе 5100 построена и смонтировано, главным образом, для выдвигания в радиальном направлении в паукообразном элементе 5100 таким образом, чтобы обеспечить перемещение (например, радиального перемещения вверх и вниз) пальца башмака зажима 5090 в соответствующем отверстии 5158 в паукообразном элементе 5100. В одном варианте реализации изобретения, паукообразный элемент 5100 может быть любым элементом, который построен и смонтирован, чтобы способствовать перемещению пальцев башмака зажима 5090 таким образом, чтобы зажимы 5142, 5144 прилагали прижимающее усилие на внутреннюю поверхность 5130, 5132 труб 1022а, 1022b.

[00511] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 38, один конец 5164 пальца башмака зажима 5090 присоединен к башмаку зажима 5157, а другой конец 5166 пальца башмака зажима 5090 присоединен к рычагу 5092. В одном варианте реализации изобретения, конец 5166 пальца башмака зажима 5090 содержит вырез 5168, который построен и смонтирован для установки в него рычага 5092. В одном варианте реализации изобретения, конец 5166 пальца башмака зажима 5090 также содержит отверстия 5170, которые построены и смонтированы для установки крепежных деталей 5172 для соединения рычага 5092 с концом 5166 пальца башмака зажима 5090.

[00512] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 37, паукообразный элемент 5100 может содержать отверстия 5162, которые построены и смонтированы, чтобы обеспечить возможность соединения между пальцем башмака зажима 5090 и рычагом 5092. В одном варианте реализации изобретения, отверстия 5162 паукообразного элемента 5100 также построены и смонтированы, чтобы обеспечить возможность перемещения рычага 5092, когда зажимы 5142, 5144 перемещаются между сложенным и выдвинутым положением. В одном варианте реализации изобретения, паукообразный элемент 5100 закреплен на соответствующем зажиме 5142 или 5144.

[00513] В одном варианте реализации изобретения, рычаг 5092 представляет собой элемент удлиненной формы с отверстиями, выполненными на его концах. В одном варианте реализации изобретения, концы рычагов, как правило, имеют закругленную конфигурацию, обеспечивающую возможность перемещения рычага 5092, когда зажимы 5142, 5144 перемещаются между их сложенным и выдвинутым положением.

[00514] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 30, 39 и 40, один конец рычага 5092 соединен с пальцем башмака зажима 5090, а другой конец рычага 5092 соединен со ступицей 5096. В одном варианте реализации изобретения, каждый башмак зажима соединен таким образом со ступицей 5096 посредством своего соответствующего пальца башмака зажима 5090 и рычага 5092.

[00515] В одном варианте реализации изобретения, ступица 5096 может содержать вырезы 5174 (как проиллюстрировано на Фиг. 40), которые построены и смонтированы, чтобы обеспечить возможность соединений между рычагами 5092 и ступицей 5096. В одном варианте реализации изобретения, вырезы 5174 ступицы 5096 также построены и смонтированы, чтобы обеспечить возможность перемещения рычагов 5092 в вырезах 5174, когда зажимы перемещаются между их сложенным и выдвинутым положением.

[00516] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 30, зажим 5152 или 5154 содержит цилиндр 5086, поршень 5084 и вал 5094. В одном варианте реализации изобретения, поршень 5084 выполнен с возможностью перемещаться в осевом направлении в цилиндре 5086, а вал 5094 удерживает поршень 5084. В одном варианте реализации изобретения, вал 5094 перемещается вместе с поршнем 5084.

[00517] В одном варианте реализации изобретения, ступица 5096 построена и смонтирована для соединения с валом 5094, который продольно перемещается поршнем 5084, совершающем возвратно-поступательные движения в осевом направлении, например, приводимый в действие давлением текучей среды (гидравлической или пневматической) внутри цилиндра 5086.

[00518] Зажимы 5142, 5144 перемещаются из сложенного положения (как проиллюстрировано на Фиг. 35B), где зажимы 5142, 5144 не контактируют с внутренней поверхностью 5130, 5132 труб 1022а, 1022b, в выдвинутое положение (как проиллюстрировано на Фиг. 35A), в котором зажимы 5142, 5144 выполнены с возможностью приложения прижимного усилия к внутренней поверхности 5130, 5132 труб 1022а, 1022b за счет активации цилиндра 5086 так, что поршень 5084 перемещается в осевом направлении в цилиндре 5086. В одном варианте реализации изобретения, сжатый воздух из передней вращающейся муфты 5032 через клапан управления передним зажимом 5018 попадает в канал 5031 (как проиллюстрировано на Фиг. 30). Поступающий в канал 5031 сжатый воздух давит на поршень 5084 вперед для перемещения зажимов 5142, 5144 в их выдвинутое положение.

[00519] Другими словами, осевое перемещение поршня 5084 приводит к осевому перемещению вала 5094, соединенного с поршнем 5084. В одном варианте реализации изобретения, осевое перемещение вала 5094, в свою очередь, приводит к осевому перемещению ступицы 5096. В одном варианте реализации изобретения, осевое перемещение ступицы 5096 преобразуется в радиальное перемещение пальцев башмака зажима 5090 посредством их рычагов 5092. Таким образом, радиальное усилие зажима генерируется давлением текучей среды сжатого воздуха, приводящего в действие поршень 5084, который приводит в действие рычаги 5092, преобразующие осевое перемещение поршня 5084 (посредством вала 5094 и ступицы 5096) в радиальное перемещение башмаков зажимов 5157.

[00520] В одном варианте реализации изобретения, размер цилиндра, прилагаемое давление текучей среды и размеры различных компонентов зажимов 5142 и 5144 могу изменяться для управления прижимной силой, прилагаемой зажимами к внутренней поверхности 5130, 5132 труб 1022а, 1022b.

[00521] В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148, как правило, имеют тороидальную или кольцеобразную форму, позволяющую чести центральной секции (например, переднему зажиму 5142 или заднему зажиму 5144) проходить через них. В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148 построены и смонтированы в качестве радиально выдвигающихся элементов. В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148 построены и смонтированы для соединения с пневматической или гидравлической линией, которая транспортирует текучую среду к уплотнениям 5146, 5148 для их наполнения. Так как уплотнения 5146, 5148 наполняются, они построены и смонтированы для зацепления с внутренней поверхностью 5130, 5132 труб 1022а, 1022b, образуя, соответственно, камеру 5150 между ними. В одном варианте реализации изобретения, после наполнения уплотнение 5146 входит в зацепление с внутренней поверхностью 5130 трубы 1022а, а после наполнения уплотнение 5148 входит в зацепление с внутренней поверхностью 5130 трубы 1022b. В одном варианте реализации изобретения, после наполнения уплотнения 5146, 5148 входят в зацепление на противоположной стороне области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, камера 5150 представляет собой закрытый объем, который может назваться «камерой продувочного газа». В одном варианте реализации изобретения, камера 5150 построена и смонтирована для поступления в нее продувочного газа.

[00522] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать емкость с продувочным газом, выполненную с возможностью предоставления продувочного газа между наполненным первым уплотнением 5146 и наполненным вторым уплотнением 5148 для снижения содержания кислорода между первым и вторым наполненным уплотнениями 5146 и 5148 во время сварочной операции. В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ может размещаться в секции привода 5010 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ выполнен с возможностью предотвращать окисление во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ представляет собой инертный газ. В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ может содержать аргон, гелий, азот или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ содержит комбинацию аргона и CO2.

[00523] В одном варианте реализации изобретения, продувочный газ закачивается во внутреннюю герметизированную область, образованную между наполненным первым и вторым уплотнениями 5146, 5148. За счет уплотнения внутренней области от доступа кислорода, можно избежать окисления, возникающего вследствие воздействия очень высокой температуры во время сварочного процесса.

[00524] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5044 может содержать датчик кислорода 5176 и датчик давления 5178. В одном варианте реализации изобретения, датчики кислорода и давления 5176 и 5178 функционально связаны с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, датчики кислорода и давления 5176 и 5178 построены и смонтированы для размещения в поворотной ступице 5078. В другом варианте реализации изобретения, датчики кислорода и давления 5176 и 5178 построены и смонтированы для размещения на паукообразном элементе 5100 (например, между зажимами).

[00525] В одном варианте реализации изобретения, датчик кислорода 5176 выполнен с возможностью измерять содержание кислорода в газе продувочной камеры 5150 и отправлять данные о содержании кислорода, указывающие на содержание кислорода в газе продувочной камеры 5150 одному или более процессорам 5140. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получать данные о содержании кислорода, сравнивать полученные данные о содержании кислорода с предварительно заданным значением содержания кислорода и генерировать сигнал о превышении содержания кислорода в газе, если данные о содержании кислорода больше, чем предварительно заданное значение содержания кислорода. В одном варианте реализации изобретения, на основе сигнала о превышении содержания кислорода внутренняя система сварки 5004 может быть выполнена с возможностью открыть конструкцию клапана, чтобы обеспечить возможность продувочному газу (из источника/емкости с продувочным газом) поступать в продувочную камеру 5150 до тех пор, пока измеренное содержание кислорода не упадет ниже предварительно заданного значения содержания кислорода. В одном варианте реализации изобретения, на основе сигнала о превышении содержания кислорода внутренняя система сварки 5004 может быть выполнена с возможностью остановить сварочную процедуру.

[00526] В одном варианте реализации изобретения, датчик давления 5178 выполнен с возможностью измерять давление инертного газа в продувочной камере 5150 и отправлять данные о давлении, которые указывают на давление инертного газа в продувочной камере 5150, одному или нескольким процессорам 5140. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получать данные о давлении, сравнивать полученные данные о давлении с предварительно заданным значением давления и генерировать сигнал, если данные о давлении превышают предварительно заданное значение давления. В одном варианте реализации изобретения, на основе сигнала об избыточном давлении, внутренняя система сварки 5004 может быть выполнена с возможностью открыть конструкцию выпускного клапана для выпуска давления в продувочной камере 5150 до тех пор, пока давление не упадет ниже предварительно заданного значения давления. В одном варианте реализации изобретения, на основе сигнала об избыточном давлении внутренняя система сварки 5004 может быть выполнена с возможностью остановить сварочную процедуру.

[00527] В одном варианте реализации изобретения, уплотнения 5146, 5148, емкость с продувочным газом, камера с продувочным газом 5150, образованная между уплотнениями 5146, 5148, датчики кислорода и давления 5176 и 5178, контролирующие газ в продувочной камере 5150 являются необязательными.

[00528] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 33, внутренняя система сварки 5004 содержит камеру контроля 5112, выполненную с возможностью размещения между первым устройством зацепления трубы 5052 и вторым устройством зацепления трубы 5054. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 построена и смонтирована для установки с возможностью вращения на поворотную ступицу 5078.

[00529] В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 функционально связана с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью оправлять данные контроля перед, после или во время сварочной операции одному или более процессорам 5140.

[00530] В одном варианте реализации изобретения, данные камеры контроля, как правило, содержат изображение(я) сварного соединения, полученные камерой контроля 5112. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью получать изображение(я) сварного соединения во время или после сварочной операции.

[00531] В одном варианте реализации изобретения, данные камеры контроля, как правило, содержат изображение(я) области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b, полученные камерой контроля 5112. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью получать изображение(я) области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед или во время сварочной операции.

[00532] В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 может быть устройством любого типа, выполненным с возможностью получения снимка/просмотра снимка области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, камера 5112 может быть двумерной (2D) камерой для визуального контроля сварного соединения или области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b.

[00533] В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 может быть двумерной (2D) камерой, оснащенной полупроводниковой матрицей с зарядовой связью (ПЗС). В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, связанных с камерой контроля 5112, могут быть выполнены с возможностью анализировать изображение(я), полученные камерой контроля 5112 для обнаружения любых дефектов, присутствующих в сварном шве. В одном варианте реализации изобретения, на внешний экран оператора может передаваться визуальный сигнал на основе такого анализа. Например, 2D-камера может быть цветной камерой и изменение в цвете может указывать оператору на наличие дефектов сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, имеющиеся изменения в профиле также могут указывать на дефект сварного шва.

[00534] В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью получения термического изображения (например, различных цветовых областей металла) сварного соединения/участка. Затем, термическое изображение анализируется для определения того, какая температура достигнута в разных участках сварного шва/участка.

[00535] В одном варианте реализации изобретения, изображения, предоставляемые камерой контроля 5112, могут быть цветными изображениями. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, связанных с камерой контроля 5112, могут быть выполнены с возможностью анализировать цвет каждого пиксела полученного изображения для определения температуры, связанной с этим пикселом.

[00536] Варианты реализации изобретения, изображения, предоставляемые камерой контроля 5112, могут быть изображениями в оттенках серого цвета. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, связанных с камерой контроля 5112, могут быть выполнены с возможностью анализировать интенсивность или яркость каждого пиксела полученного изображения для определения температуры, связанной с этим пикселом. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, связанных с камерой контроля 5112, могут быть выполнены с возможностью анализировать свойства пикселов полученного изображения для определения, выходит ли температура за пределы порогового значения или предварительно заданного диапазона температур (и является ли она относительно очень высокой или относительно очень низкой) и/или есть ли большая разница температур между соседними пикселами. В одном варианте реализации изобретения, аномальная температура или разница температур могут указывать на наличие дефекта сварного шва.

[00537] Например, в одном варианте реализации изобретения, изображение может анализироваться для определения, достигла ли область или области сварного соединения/участка относительно очень высокой или относительно очень низкой температуры. В одном варианте реализации изобретения, изображение может анализироваться для определения, имеет ли область или области сварного соединения/участка разницу/изменение температуры. В одном варианте реализации изобретения, определяется температура каждой области сварного соединения/участка, и определенна таким образом температура каждой области сварного соединения/участка сравнивается с пороговым значением или предварительно заданным диапазоном температур для определения, достигла ли область или области сварного соединения/участка относительно очень высокой или относительно очень низкой температуры, и имеет ли область или области сварного соединения/участка разницу/изменение температуры.

[00538] В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью следовать за сварочной горелкой 5502 таким образом, чтобы оператор мог контролировать сварной шов, как только сварочной горелкой 5502 выполняется сварной шов.

[00539] В различных вариантах реализации изобретения, измерительный датчик содержит лазер, 3D-камеру, ультразвуковой и электрический емкостной датчик. Если используется лазер, типом используемого лазера может быть лазерный датчик смещения. В одном варианте реализации изобретения, лазер может быть лазером высокоскоростной/высокоточной серии LK-G5000 лазерных датчиков смещения, производимых компанией ʺKeyenceʺ. В одном варианте реализации изобретения, лазер может быть лазером с микропроцессорным управлением, например, ʺSmart Laser Sensor SLS-050ʺ, производимым компанией ʺMeta Vision Systems Inc.ʺ

[00540] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик может содержать излучатель для испускания исследовательского пучка излучения, и приемник для получения измерительных сигналов отраженного излучения. В одном варианте реализации изобретения, приемки датчика содержит датчик, обнаруживающий отраженное излучение и генерирующий сигналы на основе отраженного излучения. Эти сигналы принимаются одним или более процессорами. В одном варианте реализации изобретения, сигналы содержат данные и информацию, соответствующие трехмерному профилю области контактной поверхности между свариваемыми трубами и могут использоваться, к примеру, для определения относительной высоты расположенных рядом поверхностей труб в свариваемой области, относительного смещения между трубами, любой неравномерности в расположенных рядом поверхностях свариваемых труб (например, в их областях разделки шва). Дополнительно, так как измерительный датчик выполняет сканирование всей контактной поверхности между трубами, можно определить специфичный профиль контактной поверхности в каждой определенной области сканирования. Эта информация может использоваться одним или более процессорами для управления работой сварочной горелки для выполнения индивидуального/адаптированного сварного шва, который адаптирован в соответствии с определенным структурным профилем свариваемых труб в области их контактной поверхности.

[00541] В одном варианте реализации изобретения, система 5000 может содержать корпуса 5852, 5854 (как проиллюстрировано на Фиг. 31), которые выполнены с возможностью размещения в них и защиты, соответственно, измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112 от летящих горячих искр (брызг) от сварки, и/или других осколков, которые могут лететь в сторону измерительного датчика 5056 и/или камеры контроля 5112 во время сварочной операции.

[00542] В одном варианте реализации изобретения, корпуса 5852, 5854 измерительного датчика 5056 и/или камеры контроля 5112 могут быть выполнены из поликарбоната. В одном варианте реализации изобретения, части корпусов 5852, 5854 могут быть выполнены съемными, что способствует их очистке (например, удалению сварочных брызг или других осколков от сварки) или ремонту. В одном варианте реализации изобретения, части корпусов 5852, 5854 могут содержать защиту объектива камеры или защиту объектива измерительного датчика. В одном варианте реализации изобретения, части корпусов 5852, 5854 измерительного датчика 5056 и или камеры контроля 5112 могут быть выполнены с возможностью одноразового использования, таким образом, части корпуса 5852, 5854 могут быть легко заменены, если они забиты брызгами сварки или другими сварочными осколками. Например, в одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 может содержать (прямоугольный) элемент из поликарбоната перед ее объективами, который может быть заменен при забивании/засорении брызгами сварки или другими сварочными осколками.

[00543] В одном варианте реализации изобретения, проверка перед сваркой, проверка «на лету» и проверка после сварки может выполняться измерительным датчиком 5056. В одном варианте реализации изобретения, проверка перед сваркой, проверка «на лету» и проверка после сварки может выполняться измерительным датчиком 5056 и камерой контроля 5112.

[00544] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может содержать излучатель 5180 для испускания исследовательского пучка излучения, и приемник 5182 для получения измерительных сигналов отраженного излучения. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 испускает излучение по направлению к области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, приемник 5182 измерительного датчика 5136 выполнен с возможностью принимать отраженное от поверхности излучение в области контактной поверхности 5136 и генерировать на его основе электронные сигналы. В одном варианте реализации изобретения, приемник или датчик 5182 измерительного датчика 5056 выполнен с возможностью воспринимать отраженный сигнал для распознания 3D-топографии сварного соединения/участка. Измерительный датчик 5056 может взаимозаменяемо называться в данном документе «измерительный лазер».

[00545] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5136 содержит множество измерительных датчиков, которые передают излучение по направлению к области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, каждый измерительный датчик может содержать приемник для приема отраженного от поверхности излучения в области контактной поверхности 5136 и генерировать на его основе электронные сигналы.

[00546] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может содержать лазерный датчик смещения. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может содержать датчик на основе комплементарного металло-оксидного полупроводника (КМОП). В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может содержать объективы с высокой четкостью типа Ernostar. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, связанных с измерительным датчиком 5056 выполнен с возможностью использования системы треугольников для определения позиции отраженного света на RS-CMOS-датчике.

[00547] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может получать входящее электропитание от электронного модуля подачи проволоки 5046. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью получать входящее электропитание от батарей 5116 в секции привода 5010 посредством заднего контактного кольца 5080. Таким образом, измерительный датчик 5056 получает входящее электропитание от батарей 5116 в секции привода 5010 посредством заднего контактного кольца 5080 и электронного модуля подачи проволоки 5046. Это может происходить, когда кабеля, шланги и/или провода к приводной тяге/фалу 5034 отключены от системы 5004, к примеру, когда система 5004 перемещается от одного сварного соединения к следующему сварному соединению.

[00548] В другом варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может получать входящее электропитание напрямую из фала/приводной тяги 5034. Например, когда кабели, шланги и/или провода к приводной тяге/фалу 5034 подключены к системе 5004, измерительный датчик 5056 может получать входящее электропитание напрямую от фала/приводной тяги 5034.

[00549] Следует понимать, что в некоторых вариантах реализации изобретения, может потребоваться электропитание к измерительному датчику 5056 и/или камере контроля 5112 и получение от них данных. Такое снабжение электропитанием и/или передача данных от измерительного датчика 5056 и/или камеры контроля 5112 может выполняться компонентами, например, одним или более процессорами 5140 и/или источником питания, находящимися снаружи устройства зацепления трубы (например, снаружи зажимов 5142, 5144 и/или уплотнений 5146, 5148). В некоторых вариантах реализации изобретения, где снабжение электроэнергией и/или передача данных выполняются через проводной (в противоположность беспроводному) коммуникационный и/или канал электропитания, такой проводной канал может принимать в расчет вращение поворотной ступицы 5078, к примеру, для снижения или предотвращения скручивания и/или запутывания проводного канала. По этой причине, в одном примере, как описано в данном документе, проводной канал (который может передавать информацию и/или электропитание) может быть снабжен (i) подвижной частью, которая перемещается с измерительным датчиком 5056, когда измерительный датчик 5056 направляет исследовательское излучение вдоль области контактной поверхности под действием вращающего усилия одного или более двигателей для ориентации, и (ii) стационарной частью, которая остается зафиксированной во время перемещения подвижной части. Стационарная и поворотная части проводного канала могут быть соединены посредством описанного контактного кольца, который обеспечивает поверхность контакта между подвижными и зафиксированными частями, чтобы обеспечить возможность передачи сигналов из подвижной части в стационарную часть. Следует понимать, что может использоваться либо отдельный проводной канал (например, со множеством отдельных проводов) или множество проводных каналов (отдельных каналов для подачи электропитания и обмена данными). Дополнительно, если к измерительному датчику подается встроенное электропитание, то через контактное кольцо проходит только коммуникационный канал. Если предоставляется беспроводной обмен данными с измерительным датчиком, то через контактное кольцо проходит только канал электропитания. Если предусмотрено встроенное электропитание и беспроводной обмен данными, то необходимо предусмотреть проводной обмен данными.

[00550] Аналогично описанному в отношении проводного коммуникационного канала, также необходимо предусмотреть подачу инертного газа к осевому положению между устройствами зацепления трубы (например, между зажимами и/или уплотнениями) через пневматический канал или магистраль для транспортировки инертного газа. Также необходимо уменьшить скручивание и/или запутывание пневматического канала, которые, в противном случае, возникают при вращении поворотной ступицы 5078. По этой причине, пневматический канал необходимо предусмотреть со стационарной частью, соединенной с источником инертного газа и подвижную часть, которая проходит в поворотную ступицу, подвижная часть соединяется со стационарной частью посредством вращающейся муфты. Вращающаяся муфта обеспечивает относительное вращение между стационарной и подвижной пневматическими частями.

[00551] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 функционально связан с двигателем измерительного датчика для направления исследовательского пучка излучения вдоль контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 и двигатель измерительного датчика могут быть функционально связаны с одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, первый и второй двигатели вращения 5030 и 5074 могут вместе взаимозаменяемо называться двигателями измерительного датчика.

[00552] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 выполнен с возможностью определять характеристики области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать зазор между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать радиальное смещение (например, вверх/вниз) между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать геометрически параметры на каждом местоположении сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать сколы, борозды или другие неровности труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать изменения закругленности труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать контуры разделки шва труб 1022а, 1022b (после выравнивания труб). В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать различные цветовые области металла сварного соединения/участка. Например, эти цветовые области анализируются для определения того, какая температура достигнута в разных областях сварного соединения/области.

[00553] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может быть выполнен с возможностью определять характеристики области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b, к примеру, перед активацией сварочной горелки 5502 для начала закрепления/сварки труб 1022а, 1022b друг с другом. Например, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать геометрические параметры разделки шва трубы, зазора между внутренними прилегающими концами труб 1022а, 1022b (после выравнивания трубы), зазора между разделкой шва трубы 1022а, 1022b (после выравнивания трубы), и т. д. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может быть выполнен с возможностью определять характеристики области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b, к примеру, 1022b, во время сварочной операции в области контактной поверхности перед наложением на нее металла сварного шва. Например, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать разницу по высоте между фасками труб после их выравнивания. В одном варианте реализации изобретения, характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать несоответствия по высоте между соседними кромками труб (например, на их внутренних скошенных краях). В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 может быть выполнен с возможностью определять характеристики области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b, к примеру, после сварочной операции. Например, эти характеристики области контактной поверхности 5136 могут содержать характеристики образованных валиков сварного шва, параметры формы сварного шва, например, несоответствие сопрягаемых деталей, впадина валика сварного шва, угол входа.

[00554] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять измерительным датчиком 5056 и двигателями 5030, 5074 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b.

[00555] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействовать с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а и 1022b перед сварочной процедурой и генерирования на его основе данных о профиле перед сваркой.

[00556] В данном документе термин «профиль» означает общее обозначение физических атрибутов свариваемой области контактной поверхности между трубами. Термин «данные о профиле» означает данные, соответствующие профилю, которые могут быть извлечены из области контактной поверхности. Например, такие данные могут быть получены за счет сканирования области контактной поверхности измерительным датчиком, например, лазером. Данные о профиле содержат различные типы информации о профиле, такие различные типы информации называются в данном документе «характеристиками».

[00557] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействовать с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а и 1022b во время сварочной процедуры в области контактной поверхности 5136 перед наложением на нее сварного шва и генерирования данных о профиле «на лету». В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью генерировать сигналы для управления сварочной горелкой 5502 на основе данных о профиле, полученных «на лету». Данные о профиле, получаемые «на лету», описаны более подробно ниже. В данном описании термин «на лету» также означает или относится к понятию «режим реального времени», означающему, что измерение или определение используется одним или более процессорами во время текущей сварочной операции для управления сварочным аппаратом. Конечно, из-за измерительного датчика запаздывание сварочной горелки относительно измерительного датчика/измерительного лазера имеет определенное значение, возникает определенный буфер (или небольшая задержка по времени) между получением данных о профиле и использованием таких данных одним или более процессорами для управления сварочной горелкой.

[00558] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействовать с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а и 1022b после сварочной процедуры и генерирования на его основе данных о профиле после сварки. Данные о профиле, получаемые после сварки, описаны более подробно ниже.

[00559] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 выполнен с возможностью работать совместно со сварочной горелкой 5502 системы сварки 5004 для определения профиля контактной поверхности и/или профиля металла сварного шва для наложения металла сварного шва в нужном количестве и в нужном месте на торцевое соединение. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 выполнен с возможностью исследования сварного шва и отправки сигнала одному или более процессорам 5140 шарнирной сварочной головки 5502 для управления перемещением сварочной головки 5502 вокруг всего торцевого соединения. Точнее говоря, сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью следовать за измерительным датчиком за счет того, что система управления сварочной головкой непрерывно получает информацию о профиле сварного шва от торцевого соединения. Затем, информация используется для непрерывной регулировки сварочной горелки 5502 для достижения необходимой структуры/профиля сварного шва.

[00560] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать измерительный датчик для каждой сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 содержит три сварочные горелки 5502 и три связанных с ними измерительных датчика 5056. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать два измерительных датчика для каждой сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, количество измерительных датчиков, используемых во внутренней системе сварки 5004 может изменяться.

[00561] В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 настоящей патентной заявки представляет собой интеллектуальную внутреннюю систему проверки, содержащую внутренние системы автоматического управления и контроля, включая камеру контроля 5112, измерительный датчик 5056 и сварочную головку или горелку 5502 между расположенных с промежутком зажимов 5142, 5144 и конструкции уплотнения 5146, 5148. В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 настоящей патентной заявки представляет собой интеллектуальную внутреннюю систему проверки, содержащую камеру контроля 5112 и измерительный датчик 5056 между расположенных с промежутком зажимов 5142, 5144 и конструкции уплотнения 5146, 5148. В одном варианте реализации изобретения, полевая система 5000 настоящей патентной заявки представляет собой интеллектуальную внутреннюю систему проверки, содержащую внутренние системы автоматического управления и контроля, включая камеру контроля 5112, измерительный датчик 5056 и сварочную головку или горелку 5502 между расположенных с промежутком зажимов 5142, 5144.

[00562] В одном варианте реализации изобретения, система сварки закреплена на задней части зажима для центровки труб и становится встроенным аналитическим инструментом, который минимизирует время простоя, связанное с использованием сторонних инструментов. В одном варианте реализации изобретения, и камера контроля 5112, и измерительный датчик 5056 используются для проверки сварного соединения. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 выполнена с возможностью получать двумерное изображение сварного шва и анализировать цвет сварного соединения. Так как цвет сварного соединения указывает на температуру материала, которая была достигнута во время сварочной процедуры, информация, полученная камерой контроля 5112 помогает определить, был ли выполнен сварной шов правильно. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 выполнен с возможностью анализировать профиль сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик 5056 совместно с двумерным (2D) цветной камерой 5112, оснащенной полупроводниковой матрицей с зарядовой связью (ПЗС) выполнен с возможностью выполнять проверку корня шва непосредственно после процедуры прохода при заварке корня шва и горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, система сварки 5004 выполнена с возможностью предоставлять профиль прохода при заварке корня шва и первичное 2D-изображение, иллюстрирующее изменение цвета и любые геометрически дефекты слоя прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, система сварки 5004 выполнена с возможностью создания постоянной регистрации профиля слоя прохода при заварке корня шва и визуального изображения, которое может быть сохранено и воспроизведено на электронном устройстве пользователя (например, на ноутбуке).

[00563] В одном варианте реализации изобретения, проверка, выполняемая измерительным датчиком 5056 совместно с цветной камерой 5112, может быть использована в качестве справочной информации для АУТ-проверки сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, проверка, выполняемая измерительным датчиком 5056 совместно с цветной камерой 5112, может использоваться для проверки по принципу «годен-не годен» (прошел/не прошел тест(проверку)) для сварных швов прохода при заварке корня и горячего прохода. В одном варианте реализации изобретения, если обнаружен дефект корня шва, сварное соединение срезается и подготавливается на той же станции за долго до того, как если бы дефект был бы обнаружен после наплавления всех проходов, что позволяет предотвратить значительные потери производственного времени.

[00564] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 содержит систему обратной связи, которая выполнена с возможностью быть функционально связанной со множеством датчиков и одним или более процессорами 5140. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью анализировать данные, предоставленные множеством датчиков. В одном варианте реализации изобретения, один или множество датчиков содержат датчик температуры, выполненный с возможностью предоставлять информацию о температуре сварного соединения и/или контролировать температуру во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, один или множество датчиков содержат датчик металла сварного шва, выполненный с возможностью контролировать используемый металл сварного шва во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, один или множество датчиков могут содержать датчики, выполненные с возможностью контролировать скорость и время сварочной процедуры.

[00565] Фиг. 41 иллюстрирует вид спереди в перспективе узла сварочной головки 5500, при этом Фиг. 42 и 43 иллюстрируют вид сзади в перспективе узла сварочной головки 5500. Фиг. 44-46 иллюстрируют левосторонний вид в перспективе, правосторонний вид в перспективе и поперечный разрез узла сварочной головки 5500, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки 5500 не проиллюстрированы для ясности.

[00566] В одном варианте реализации изобретения, в проиллюстрированном варианте реализации изобретения, центральная секция 5008 может содержать три сварочные горелки 5502. В другом варианте реализации изобретения, центральная секция 5008 может содержать две сварочные горелки 5502. В еще одном варианте реализации изобретения, центральная секция 5008 может содержать одну сварочную горелку 5502. В одном варианте реализации изобретения, количество сварочных горелок может меняться.

[00567] В одном варианте реализации изобретения, узел сварочной головки 5500 содержит сварочную горелку 5502 и узел корпуса сварочной горелки 5504. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 содержит наконечник 5503. В одном варианте реализации изобретения, узел сварочной головки 5500 (сварочная горелка 5502 и узел корпуса сварочной горелки 5504) транспортируются каркасом или узлом каркаса внутренней системы сварки 5004.

[00568] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 построена и смонтирована для подачи или направления плавящегося электрода 5507 в область/зону сварки. Проволока плавящегося электрода 5507 подается из источника (например, барабана или катушки с проволокой) через систему подачи проволоки 5044. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 построена и смонтирована для соединения с источником электропитания (например, источником электропитания постоянного тока). В одном варианте реализации изобретения, электрическая дуга между проволокой плавящегося электрода 5507 и трубами 1022а, 1022b нагревает трубы 1022а, 1022b, что приводит к их плавлению и образованию соединения. В одном варианте реализации изобретения, вместе с проволокой плавящегося электрода 5507 подается защитный газ через сварочную горелку 5502, который защищает сварочную процедуру от примесей в воздухе. В одном варианте реализации изобретения, защитный газ подается к области/зоне сварки через штуцер, который содержит газовый стакан 5505. В одном варианте реализации изобретения, электрод 5507 может выдвигаться за пределы газового стакана 5505.

[00569] В одном варианте реализации изобретения, защитный газ, хранящийся в секции привода 5010, подводится к узлу подачи проволоки 5020 шлангом/линией подачи защитного газа для распределения между одной или более сварочными горелками 5502. В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью получать защитный газ из задней поворотной муфты 5072 (например, посредством заднего контактного кольца 5080, поворотной муфты 5078 и переднего контактного кольца 5016). В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью управлять расходом подачи защитного газа к сварочной горелке 5502 через линию подачи защитного газа. В одном варианте реализации изобретения, каждая сварочная горелка 5502 имеет соответствующий клапан защитного газа 5042, соединенный с ней. В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью подачи защитного газа к соответствующей сварочной горелке 5502, когда он получает сигналы от электронного модуля подачи сварочной проволоки 5046.

[00570] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью ее транспортировки злом каркаса внутренней системы сварки 5004 и выполнена с возможностью создания сварного шва на конце второго конца первой трубы 1022а. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью ее размещения с внутренней стороны внутри первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b для выполнения внутренней сварочной операции. В одном варианте реализации изобретения, размещенная изнутри сварочная горелка 5502 установлена на (расположена на) и соединена с поворотной муфтой 5078.

[00571] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 может иметь по меньшей мере три степени свободы. В одном варианте реализации изобретения, степени свободы шарнирного соединения позволяют сварочной горелке 5502 быть действенной и эффективной при заполнении профилей контактной поверхности там где это необходимо.

[00572] Степенями свободы, как правило, называется свобода перемещения сварочной горелки 5502 в трехмерном пространстве. Поступательное перемещение или смещение, как правило, называется линейным перемещением или смещением вдоль трех взаимно перпендикулярных осях X, Y и Z.

[00573] В одном варианте реализации изобретения, в данном документе термин позиционирование, как правило, означает поступательное перемещение или смещение. В одном варианте реализации изобретения, позиционирование может быть относительным или абсолютным.

[00574] В одном варианте реализации изобретения, система координат может включать: ось Y, расположенную фактически параллельно продольной оси А-А (как проиллюстрировано на Фиг. 8) труб 1022а, 1022b; ось Х, расположенную перпендикулярно к оси Y; и ось Z, перпендикулярную к оси Y и расположенную фактически параллельно радиальной оси R-R (как проиллюстрировано на Фиг. 8) труб 1022a, 1022b. Например, поступательное перемещение вдоль оси Х, как правило, означает перемещение вперед и назад. Поступательное перемещение вдоль оси Y, как правило, означает перемещение влево и вправо. Поступательное перемещение вдоль оси Z, как правило, означает перемещение вверх и вниз.

[00575] Вращательное перемещение или смещение, как правило, означает поворот вокруг этих трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z. Поворот вокруг трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z, как правило, означает поворот вокруг вертикальной оси (ось Z), поворот вокруг поперечной оси (ось Y) и поворот вокруг продольной оси (ось Х). Например, вращательное перемещение вокруг оси Х, как правило, означает наклонное перемещение влево и вправо. Вращательное перемещение вокруг оси Y, как правило, означает наклонное перемещение вперед или (обратно) назад. Вращательное перемещение вокруг оси Z, как правило, означает вращательное движение влево и вправо.

[00576] В одном варианте реализации изобретения, в данном документе термин ориентирование, как правило, означает вращательное перемещение или смещение. В одном варианте реализации изобретения, ориентирование может быть относительным или абсолютным.

[00577] В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере три степени свободы могут содержать два поступательных перемещения сварочной горелки 5502 вдоль двух из трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z, и одно вращательное перемещение сварочной горелки 5502 вокруг этих же трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z.

[00578] В одном варианте реализации изобретения, два поступательных перемещения сварочной горелки 5502 вдоль двух из трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z могут содержать перемещение вверх и вниз сварочной горелки 5502 и поперечное перемещение (например, слева направо) сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, перемещение вверх и вниз сварочной горелки 5502 может означать радиальное перемещение (т. е., фактически, параллельно к радиальной оси R-R труб 1022а, 1022b) сварочной горелки 5502, а поперечное перемещение (слева направо) сварочной горелки 5502 может означать осевое перемещение (т. е., фактически, параллельно продольной оси А-А труб 1022а, 1022b) сварочной горелки 5502.

[00579] В одном варианте реализации изобретения, одно вращательное перемещение сварочной горелки 5502 вокруг одной из трех взаимно перпендикулярных осей X, Y и Z может включать наклонное перемещение вперед или (обратно) назад сварочной горелки 5502.

[00580] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 установлена для перемещения вокруг оси поворота Р (как проиллюстрировано на Фиг. 54, 56 и 58) на или близкой к сварочному наконечнику 5503 сварочной горелки 5502, таким образом, что сварочная ванна создается на сварочном наконечнике 5503, как правило, совпадающему с осью поворота Р. В одном варианте реализации изобретения, ось поворота Р расположена перед сварочным наконечником 5503. Например, в одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 разработана для поворота вокруг оси поворота Р (как проиллюстрировано на Фиг. 54, 56 и 58), на которой проволока электрода 5507 контактирует с трубой 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 установлена для перемещения таким образом, что она шарнирно соединена вокруг оси, близкой к сварочной горелке 5503. В одном варианте реализации изобретения, ось проходит через ось поворота Р и, фактически, параллельна продольной оси А-А труб 1022а, 1022b.

[00581] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 функционально связана с одним или более двигателями сварочной горелки 5596. В одном варианте реализации изобретения, один или более двигателей сварочной горелки 5596 и сварочная горелка 5502 выполнены с возможностью позиционирования внутри первой и/или второй трубы 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, один или более двигателей сварочной горелки 5596 выполнены с возможностью перемещать сварочную горелку 5502 относительно первого и второго устройства зацепления трубы 5052, 5054 после их фиксации, соответственно, относительно первой трубы и второй трубы 1022а, 1022b.

[00582] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять одним или более двигателями сварочной горелки 5596 для управления положением и ориентацией сварочной горелки 5502. Например, как описано более подробно ниже, один или более двигателей сварочной горелки 5596 могут содержать двигатель радиальной сварочной горелки 5512, выполненный с возможностью управлять радиальным положением и ориентацией сварочной горелки 5502, двигатель осевой сварочной горелки 5550, выполненный с возможностью управлять осевым положением и ориентацией сварочной горелки 5502 и двигатель наклонной сварочной горелки 5588, выполненный с возможностью управлять наклонным положением и ориентацией сварочной горелки 5502.

[00583] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 по окружности вокруг области контактной поверхности 5136 и также для перемещения измерительного датчика 5056 вокруг области контактной поверхности 5136 одновременно со сварочной горелкой 5502. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 тянет за собой измерительный датчик 5056. В одном варианте реализации изобретения, передний и задний двигатели вращения 5030 и 5074 выполнены с возможностью вращения поворотной ступицы 5078 и вращения сварочной горелки 5502, измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112, которые расположены на поворотной ступице 5078 и соединены с ней. В одном варианте реализации изобретения, передний и задний двигатели вращения 5030 и 5074 могут взаимозаменяемо называться двигателями кольцевой сварочной горелки.

[00584] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 функционально связаны с одним или более двигателями для ориентации 5030 и 5074 для вращения первого зажима 5142 относительно второго зажима 5144 таким образом, чтобы вращать первую трубу 1022а относительно второй трубы 1022b на основе инструкций от одного или более процессоров 5140.

[00585] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 по окружности вокруг области контактной поверхности 5136 и также для перемещения камеры контроля 5112 вокруг области контактной поверхности 5136 одновременно со сварочной горелкой 5502. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 тянет за собой камеру контроля 5112. В одном варианте реализации изобретения, камера контроля 5112 тянет за собой сварочную горелку 5502.

[00586] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 по окружности вокруг области контактной поверхности 5136 и также выполнены с возможностью перемещения и камеры контроля 5112, и измерительного датчика 5056 вокруг области контактной поверхности 5136 одновременно со сварочной горелкой 5502. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 тянет за собой измерительный датчик 5056 и камеру контроля 5112. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 тянет за собой измерительный датчик 5056 и двигает перед собой камеру контроля 5112.

[00587] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью передвигать сварочную горелку 5502 в первом направление вращения во время прохода при заварке корня шва и передвигать сварочную горелку 5502 во втором направлении, противоположном первому направлению, во время горячего прохода.

[00588] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью передвигать сварочную горелку 5502 по меньшей мере на 360° относительно оси А-А трубы (как проиллюстрировано на Фиг. 8) таким образом, чтобы выполнить непрерывный вращательный проход при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения, возможен поворот на 360° сварочной головки 5502 относительно оси А-А (вокруг внутренней поверхности трубы), так как сварочная горелка 5502 установлена на поворотной ступице 5078 (т. е. выполнена с возможностью осевого вращения).

[00589] В одном варианте реализации изобретения, один или более двигателей сварочной горелки 5596 выполнен с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 в продольном направлении (как проиллюстрировано на Фиг. 48 и 49) внутри труб 1022а, 1022b, по направлению к внутренней поверхности 5130, 5132 и в противоположную от нее сторону (как проиллюстрировано на Фиг. 33), труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, один или более двигателей сварочной горелки 5596 выполнены с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 под углом к сварному шву (как проиллюстрировано на Фиг. 56 и 58). В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074 выполнены с возможностью перемещения сварочной горелки 5502 по окружности вдоль контактной поверхности 5136.

[00590] В одном варианте реализации изобретения, узел сварочной головки 5500 содержит систему радиального позиционирования 5506, выполненную с возможностью обеспечить радиальное перемещение сварочной горелки 5502, систему осевого позиционирования 5508, выполненную с возможностью обеспечить осевое перемещение сварочной горелки 5502, и систему наклонного позиционирования 5510, выполненную с возможностью обеспечить наклонное перемещение сварочной горелки 5502.

[00591] В одном варианте реализации изобретения, узел корпуса горелки 5504 построен и смонтирован для размещения в нем сварочной горелки 5502, системы осевого позиционирования 5506, системы осевого позиционирования 5508 и системы наклонного позиционирования 5510. В одном варианте реализации изобретения, узел корпуса горелки 5504 выполнен с возможностью защищать компоненты сварочной горелки 5502 и различные компоненты ее систем позиционирования 5506, 5508 и 5510 от сварочной температуры и брызг.

[00592] В одном варианте реализации изобретения, узел корпуса горелки 5504 может содержать элементы основания 5509 и два боковых элемента корпуса 5511 и 5513. Например, элемент основания 5509 может быть соединен с боковым элементом корпуса 5511 и 5513 с использованием любого подходящего механизма крепления (например, крепежных элементов 5527). В одном варианте реализации изобретения, узел корпуса горелки 5504 может содержать первый поперечный элемент корпуса 5522 и, противоположный, второй поперечный элемент корпуса 5523, построенные и смонтированные для соединения боковых элементов корпуса 5511 и 5513 друг с другом на уровне верхних концов. Например, первый и второй поперечные элементы элемент корпуса 5522, 5523 могут быть соединены с боковыми элементами корпуса 5511 и 5513 с использованием любого подходящего механизма крепления (например, крепежных элементов 5525).

[00593] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 41-46, сварочная горелка 5502 установлена для перемещения системой радиального позиционирования 5506 таким образом, что сварочный наконечник 5503 выполнен с возможностью перемещаться по направлению к сварочной поверхности 5130, 5132 труб 1022а, 1022b и в обратном от них направлении. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнен с возможностью управлять одним или более двигателями сварочных горелок 5512 для регулировки радиального расстояния сварочного наконечника 5503 внутри труб 1022а, 1022b до области контактной поверхности 5136.

[00594] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять одним или более двигателями сварочной горелки 5512 для перемещения сварочного наконечника 5503 радиально от области контактной поверхности 5136 после прохода при заварке корня шва так, чтобы адаптироваться к металлу сварного шва, наложенному в шве при заварке корня, и обеспечить возможность горячего прохода поверх прохода при заварке корня шва внутри труб 1022а, 1022b (ближе к продольной оси А-А).

[00595] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140, выполненных с возможностью управлять одним или более двигателями, могут быть частью электронного модуля подачи проволоки 5046.

[00596] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 выполнена с возможностью обеспечить перемещение сварочной горелки 5502 радиально по отношению к изменению профиля формы трубы для регулировки расстояния от сварочного наконечника до обрабатываемой детали (например, трубе) при множественных проходах (например, проходе при заварке корня шва и горячем проходе), и для возврата назад от трубы 1022а, 1022b при перемещении внутренней системы сварки.

[00597] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 выполнена с возможностью обеспечить радиальное перемещение сварочной горелки 5502 на расстояние 1,25 дюйма. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 перемещается системой радиального позиционирования 5506 между нормальным, нерабочим и приподнятым положением. Как проиллюстрировано на Фиг. 43, сварочная горелка 5502 приподнята (в свое приподнятое положение) системой радиального позиционирования 5506 так, что сварочная горелка 5502 расположена на правильном/необходимом/предварительно заданном расстоянии от труб 1022а, 1022b для выполнения сварочной процедуры.

[00598] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 может содержать линейный привод. В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 может содержать двигатель (электрический) 5512 радиальной сварочной горелки, ходовой винт 5514 и гайку винтовой передачи 5516. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5512 выполнен с возможностью (например, механически соединен) вращения ходового винта 5514. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5512 выполнен с возможностью вращения как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, что приводит к приподниманию или опусканию сварочной горелки 5502, фактически, параллельно радиальной оси R-R (как проиллюстрировано на Фиг. 8) труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5512 выполнен с возможностью прямого соединения для вращения ходового винта 5514. Варианты реализации изобретения, двигатель 5512 выполнен с возможностью непрямого соединения, например, через последовательность передач или коробку передач для вращения ходового винта 5514.

[00599] В одном варианте реализации изобретения, ходовой винт 5514 содержит механически выполненную резьбу на его наружной поверхности, проходящую по всей его длине. В одном варианте реализации изобретения, гайка винтовой передачи 5516 построена и смонтирована для навинчивания на ходовой винт 5514 и содержит резьбу на своей внутренней поверхности.

[00600] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 содержит две вертикальных направляющих штанги 5518 и 5520, расположенные с двух сторон и параллельно ходовому винту 5514. В одном варианте реализации изобретения, передние вертикальные направляющие штанги 5518 и 5520 соединены с элементом основания 5509 узла корпуса горелки 5504 одним своим концом и соединены с первым поперечным элементом корпуса 5522 вторым своим концом. В одном варианте реализации изобретения, концы передних направляющих штанг 5518 и 5520 проходят через отверстия, выполненные в элементе основания 5509 узла сварочной горелки 5504 для соединения передних вертикальных направляющих штанг 5518 и 5520 с элементом основания 5509 узла корпуса горелки 5504. В одном варианте реализации изобретения, концы передних вертикальных направляющих штанг 5518 и 5520 проходят через отверстия, выполненные в первом поперечном элементе корпуса 5522 для соединения передних направляющих штанг 5518 и 5520 с первым поперечным элементом корпуса 5522.

[00601] В одном варианте реализации изобретения, конец ходового винта 5514 (противоположный концу, соединенному с двигателем 5512) построен и смонтирован для прохождения через отверстия 5534 в первом поперечном элементе корпуса 5522.

[00602] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 содержит две задние вертикальные направляющие штанги 5600 и 5602, расположенные параллельно ходовому винту 5514 и двум передним направляющим штангам 5518 и 5520. В одном варианте реализации изобретения, задние вертикальные направляющие штанги 5600 и 5602 соединены с элементом основания 5509 узла корпуса горелки 5504 одним своим концом и соединены со вторым поперечным элементом корпуса 5523 вторым своим концом. В одном варианте реализации изобретения, концы задних вертикальных направляющих штанг 5600 и 5602 проходят через отверстия, выполненные в элементе основания 5509 узла сварочной горелки 5504 для соединения задних вертикальных направляющих штанг 5600 и 5602 с элементом основания 5509 узла корпуса горелки 5504. В одном варианте реализации изобретения, концы задних вертикальных направляющих штанг 5600 и 5602 проходят через отверстия, выполненные во втором поперечном элементе корпуса 5523 для соединения задних вертикальных направляющих штанг 5600 и 5602 со вторым поперечным элементом корпуса 5523.

[00603] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 также содержит поперечный элемент радиального позиционирования 5524 и два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526. В одном варианте реализации изобретения, два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 соединены с обоими концами поперечного элемента радиального позиционирования 5524. В одном варианте реализации изобретения, поперечный элемент радиального позиционирования 5524 и два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 системы радиального позиционирования 5506 выполнены с возможностью перемещения во время радиального перемещения сварочной горелки 5502.

[00604] В одном варианте реализации изобретения, поперечный элемент радиального позиционирования 5524 могут иметь выступающие концы 5528, выполненные с возможностью зацепления с вырезом или выступающими концами приемных отверстий 5530 двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526. В одном варианте реализации изобретения, после того, как выступающие концы 5528 поперечного элемента радиального позиционирования 5524 проходят через вырезы или выступающие приемные отверстия 5530 двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526, поперечный элемент радиального позиционирования 5524 и два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 могут быть надежно соединены друг с другом любым подходящим крепежным механизмом (например, крепежными деталями 5532).

[00605] В одном варианте реализации изобретения, поперечный элемент радиального позиционирования 5524 содержит отверстия для установки через них передних вертикальных направляющих штанг 5518 и 5520. Такая конфигурация позволяет поперечному элементу радиального позиционирования 5524 перемещаться со скольжением в заданное положение на передних вертикальных направляющих штангах 5518 и 5520. В одном варианте реализации изобретения, ходовой винт 5514 выполнен с возможностью проходить через центральное отверстие 5536 поперечного элемента радиального позиционирования 5524.

[00606] В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5506 также содержит два задних элемента радиального позиционирования 5604 и 5606. В одном варианте реализации изобретения, два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 соединены с двумя задними элементами радиального позиционирования 5604 и 5606. В одном варианте реализации изобретения, два задних элемента радиального позиционирования 5604 и 5606 и два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 системы радиального позиционирования 5506 выполнены с возможностью перемещения во время радиального перемещения сварочной горелки 5502.

[00607] В одном варианте реализации изобретения, каждый задний элемент радиального позиционирования 5604 и 5606 имеет концы, которые выполнены с возможностью зацепления с концами своих соответствующих вертикальных элементов радиального позиционирования 5526. В одном варианте реализации изобретения, после зацепления концов задних элементов радиального позиционирования 5604 и 5606 с концами двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526, каждый задний элемент радиального позиционирования 5604 и 5606 может быть жестко закреплен со своим соответствующим вертикальным элементом радиального позиционирования 5526 с использованием подходящего крепежного механизма (например, крепежных деталей 5608).

[00608] В одном варианте реализации изобретения, задние элементы радиального позиционирования 5604 и 5606 содержат отверстия для установки через них, соответственно, задних вертикальных направляющих штанг 5600 и 5602. Такая конфигурация позволяет задним элементам радиального позиционирования 5604 и 5606 перемещаться со скольжением в заданное положение на задних вертикальных направляющих штангах 5600 и 5602.

[00609] В одном варианте реализации изобретения, гайка винтовой передачи 5516 выполнена с возможностью взаимной блокировки с частью поперечного элемента радиального позиционирования 5524 таким образом, что вращение гайки винтовой передачи 5516 блокируется вместе с ходовым винтом 5514. Другими словами, гайка винтовой передачи 5516 удерживается от вращения вместе с ходовым винтом 5514, вследствие чего гайка винтовой передачи 5516 выполнена с возможностью перемещать вверх и вниз ходовой винт 5514. В одном варианте реализации изобретения, гайка винтовой передачи 5516 взаимно блокируется и размещается в центральном отверстии 5536 поперечного элемента радиального позиционирования 5524. В одном варианте реализации изобретения, ходовой винт 5514 выполнен с возможностью проходить через отверстие заблокированной гайки винтовой передачи 5516.

[00610] В одном варианте реализации изобретения, два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 соединены друг с другом с использованием переднего и заднего поперечных поддерживающих элементов 5610 и 5612. Например, передний поддерживающий элемент 5610 построен и смонтирован для соединения с передней и нижней частью двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526 с использованием любого подходящего крепежного механизма (например, крепежных деталей 5614). Задний поперечный поддерживающий элемент 5612 построен и смонтирован для соединения с задней и нижней частью двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526 с использованием любого подходящего крепежного механизма (например, крепежных деталей 5616).

[00611] В одном варианте реализации изобретения, сварочный узел 5500 также содержит два вертикальных элемента позиционирования 5538 и верхний элемент позиционирования 5540. В одном варианте реализации изобретения, два вертикальных элемента позиционирования 5538 соединены с концами верхнего элемента позиционирования 5540. В одном варианте реализации изобретения, концы верхнего элемента позиционирования 5540 имеют L-образную форму. В одном варианте реализации изобретения, соответствующие соединительные части двух вертикальных элементов позиционирования 5538 могут содержать конфигурацию, сопряженную по форме, выполненную с возможностью зацепления с L-образной конфигурацией концов верхнего элемента позиционирования 5540. В одном варианте реализации изобретения, после зацепления L-образной конфигурации концов верхнего элемента позиционирования 5540 с конфигурацией, сопряженной по форме, соответствующих частей двух вертикальных элементов позиционирования 5538, верхний элемент позиционирования 5540 и два вертикальных элемента позиционирования 5538 могут быть надежно соединены друг с другом с использованием любого подходящего крепежного механизма (например, крепежных деталей 5542).

[00612] В одном варианте реализации изобретения, система осевого позиционирования 5508 выполнена с возможностью обеспечить возможность сварочной горелке 5502 перемещаться в осевом направлении для поддержания сварочной горелки 5502 в разделке шва при перемещении сварочной горелки 5502 вокруг трубы, и обеспечить возможность сварочной горелке 5502 осциллировать внутри разделки шва при необходимости заполнить разделку шва.

[00613] Фиг. 47 иллюстрируют сварочную грелку 5502 расположенную в нормальном, выровненном по центру, осевом положении. В одном варианте реализации изобретения, система осевого позиционирования 5508 выполнена с возможностью обеспечить осевое перемещение сварочной горелки 5502 на расстояние +/- 1 дюйм. Например, как показано на фиг. 48 и 49, сварочная горелка 5502 передвигается системой осевого позиционирования 5508, соответственно, в осевом перемещении на +1 дюйм и на -1 дюйм в осевом перемещении таким образом, что сварочная горелка 5502 располагается на правильном/необходимом/предварительно заданном расстоянии от свариваемой трубы.

[00614] Фиг. 50 и 51 иллюстрируют левосторонний вид в перспективе и изображение в разобранном виде узла сварочной головки 5500, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки 5500 не проиллюстрированы для ясности. Фиг. 52 иллюстрирует вид снизу в перспективе верхнего элемента позиционирования 5540 узла сварочной горелки. Фиг. 53 иллюстрирует верхнюю вертикальную проекцию узла сварочной головки 5500, при этом некоторые компоненты узла сварочной головки 5500 не проиллюстрированы для ясности.

[00615] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 50-53, система осевого позиционирования 5508 может являться линейным приводом. В одном варианте реализации изобретения, система радиального позиционирования 5508 может содержать двигатель (электрический) 5550 осевой сварочной горелки, ходовой винт 5552 и гайку винтовой передачи 5554. В одном варианте реализации изобретения, конфигурация и принцип работы каждого двигателя 5550, ходового винта 5552 и гайки винтовой передачи 5554 системы осевого позиционирования 5508 аналогичны двигателю 5512, ходовому винту 5514 и гайке винтовой передачи 5516 системы радиального позиционирования 5506 и, в связи с этим, не описаны более подробно в данном документе. В одном варианте реализации изобретения, когда ходовой винт 5552 проворачивается двигателем 5550, гайка винтовой передачи 5554 проходит вдоль резьбы.

[00616] В одном варианте реализации изобретения, система осевого позиционирования 5508 содержит две горизонтальные направляющие штанги 5556 и 5558, расположенные на и параллельно обеим сторонам расположенного горизонтально ходового винта 5552. В одном варианте реализации изобретения, каждая из горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558 соединена с верхним элементом позиционирования 5540 с двух его концов. В одном варианте реализации изобретения, концы горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558 проходят через отверстия, выполненные в верхнем элементе позиционирования 5540 для соединения горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558 с верхним элементом позиционирования 5540. В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере концы каждой горизонтальной направляющей штанги 5556 и 5558 содержат выступающий элемент 5560, выполненный с возможностью установки в соответствующую приемную часть выступающего элемента 5562, выполненную в отверстии на верхнем элементе позиционирования 5540 для фиксации горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558 с верхним элементом позиционирования 5540.

[00617] В одном варианте реализации изобретения, узел сварочной головки 5500 содержит каркас сварочной горелки 5564, выполненный с возможностью размещения в нем сварочной горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения, каркас сварочной горелки 5564 содержит три проходящие горизонтально отверстия 5566, 5568 и 5570, и проходящее вертикально отверстие 5572, выполненное в нем. В одном варианте реализации изобретения, горизонтальные направляющие штанги 5556 и 5558 выполнены с возможностью проходить, соответственно, через отверстия 5566 и 5570 каркаса сварочной горелки 5564. В одном варианте реализации изобретения, горизонтально расположенный ходовой винт 5552 выполнен с возможностью проходить через отверстие 5568 каркаса сварочной горелки 5564. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью проходит через отверстие 5572 каркаса сварочной горелки 5564. В одном варианте реализации изобретения, каркас сварочной горелки 5564 может содержать поддерживающую часть 5574, выполненную с возможностью поддерживать часть сварочной горелки 5502, когда сварочная горелка 5502 размещена в отверстии 5572 каркаса сварочной горелки 5564.

[00618] В одном варианте реализации изобретения, часть 5584 каркаса сварочной горелки 5564 выполнена с возможностью входить в зацепление с частью 5586 сварочной горелки 5502 так, чтобы предотвратить вращение сварочной горелки 5502, когда сварочная горелка 5502 размещена в отверстии 5572 каркаса сварочной горелки.

[00619] В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5550 выполнен с возможностью (например, механически соединен) вращения ходового винта 5552. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5512 выполнен с возможностью вращения как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, что приводит перемещению влево или вправо сварочной горелки 5502 фактически параллельно оси А-А (как проиллюстрировано на Фиг. 8) труб 1022a, 1022b. Варианты реализации изобретения, двигатель 5550 выполнен с возможностью непрямого соединения, например, через последовательность передаточных механизмов 5576, 5578 и 5580 для вращения ходового винта 5552. Другими словами, двигатель 5550 содержит выходной вал 5582 и двигатель 5550, функционально соединенный с ходовым винтом 5552 через передаточный механизм 5576, 5578 и 5558, входящий в зацепление с выходным валом 5582 двигателя 5550. В одном варианте реализации изобретения, передаточный механизм 5576 соединен с выходным валом 5582 двигателя 5550, передаточный механизм 5580 соединен с или закреплен на ходовом винте 5552, а передаточный механизм 5576 и 5580 соединены друг с другом посредством передаточного механизма 5578. За счет соединения двигателя 5550 с ходовым винтом 5552 через передаточный механизм 5576, 5578 и 5580, ходовой винт 5552 приводится в действие при работе двигателя 5550. В другом варианте реализации изобретения, двигатель 5550 выполнен с возможностью прямого соединения (т. е. без передаточных механизмов) для вращения ходового винта 5552.

[00620] В дном варианте реализации изобретения, гайка винтовой передачи 5554 выполнена с возможностью взаимной блокировки с частью каркаса сварочной горелки 5564 таким образом, что блокируется вращение гайки винтовой передачи 5554 вдоль ходового винта 5552. Другими словами, гайка винтовой передачи 5554 удерживается от вращения вдоль ходового винта 5552, в связи с этим гайка винтовой передачи 5554 выполнена с возможностью поперечного передвижения/перемещения (т. е. фактически параллельно осевому направлению Y-Y, как проиллюстрировано на Фиг. 53) вместе с ходовым винтом 5552. В одном варианте реализации изобретения, гайка винтовой передачи 5554 заблокирована и размещена в отверстии 5568 каркаса сварочной горелки 5564. В одном варианте реализации изобретения, ходовой винт 5552 выполнен с возможностью проходить через отверстие заблокированной гайки винтовой передачи 5554.

[00621] В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 выполнена с возможностью обеспечить изменение сварочной горелкой 5502 своего угла наклона в плоскости перемещения для расчета изменений в направлении сварки относительно направления гравитации. В одном варианте реализации изобретения, угол наклона сварочной горелки 5502 может изменяться для компенсации силы гравитации. В одном варианте реализации изобретения, угол наклона сварочной горелки 5502 может регулироваться для компенсации ориентации вследствие влияния гравитации. В одном варианте реализации изобретения, угловая ориентация сварочной горелки 5502 управляется на основе профиля области контактной поверхности. В одном варианте реализации изобретения, угол наклона сварочной горелки 5502 может регулироваться «на лету» на основе данных о профиле. В одном варианте реализации изобретения, угол наклона сварочной горелки 5502 может регулироваться на основе данных о профиле «на лету», для компенсации и/или корректировки других условий сварки (т. е. не только для силы гравитации).

[00622] Так как сварочная горелка может осциллировать во время сварочной операции, можно учесть силы гравитации, воздействующие на сварочную ванну при вращении сварочной горелки вокруг неподвижной трубы. В конкретном случае, угол сварочной горелки может изменяться за счет приведение в действие по меньшей мере одним двигателем сварочной горелки (т. е. двигателя наклона сварочной горелки 5588), в зависимости от того, перемещается ли сварочная горелка вверх относительно силы гравитации или вниз относительно силы гравитации. Один или более двигателей (например, двигатель наклона сварочной горелки 5588) также могут изменять угол сварки в пределах плоскости вращения на основе определенного местоположения в пределах перемещения вверх или вниз сварочной горелки. Следует понимать, что так как сварочная горелка может осциллировать в некоторых вариантах реализации изобретения, лучше, чтобы она была наклонена для компенсации силы гравитации, и также необходимо, чтобы она не была зафиксирована, допуская, что, к примеру, что она будет перемещаться только вниз по отношению к силе гравитации. В некоторых вариантах реализации изобретения, как указано выше, настоящая патентная заявка предполагает, что сварка может выполняться при перемещении сварочной горелки вверх (в противоположную сторону от силы гравитации) или вниз (в сторону силы гравитации). Дополнительно, сварочная горелка может осциллировать в зависимости от различных положений при повороте (например, выполнении сварочной операции под углом 10 градусов от верхней мертвой точки может теоретически слегка отличаться о требований, когда сварной шов выполняется при 90 градусах от верхней мертвой точки вследствие (к примеру) сил гравитации, воздействующих на сварочную ванну, а также тенденции сварочной ванны по разному удерживаться на внутренней поверхности трубы при разных положениях на свариваемой трубе).

[00623] В одном варианте реализации изобретения, двигатели 5030 и 5074, направляющие измерительный датчик 5056, также вращают сварочную горелку 5002 по окружности по плоскости вращения для создания сварного шва вдоль области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения, двигатель наклонного позиционирования 5588 управляет угловой осцилляцией сварочной горелки 5502, как правило, в пределах плоскости вращения. В одном варианте реализации изобретения, угловая ориентация сварочной горелки 5502 управляется на основе положения горелки. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью шарнирного вращения вдоль сварного шва по плоскости вращения.

[00624] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 настроена таким образом, что сварочная горелка 5502 может иметь разный угол наклона при каждом повороте на 90°. Например, в одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 может иметь угол наклона 1 при выполнении сварочной процедуры в пределах 1 сектора от 2 часов до 5 часов, сварочная горелка 5502 может иметь угол наклона 2 при выполнении сварочной процедуры в пределах 2 сектора от 5 часов до 8 часов, сварочная горелка 5502 может иметь угол наклона 3 при выполнении сварочной процедуры в пределах 3 сектора от 8 часов до 11 часов, и сварочная горелка 5502 может иметь угол наклона 4 при выполнении сварочной процедуры в пределах 4 сектора от 11 часов до 2 часов. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 настроена таким образом, что сварочная горелка 5502 может иметь разный угол наклона при каждом повороте на 30°. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 настроена таким образом, что сварочная горелка 5502 может иметь разный угол наклона при каждом повороте на 60°. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 настроена таким образом, что сварочная горелка 5502 может иметь разный угол наклона при каждом повороте на 120°. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 настроена таким образом, что сварочная горелка 5502 может иметь разный угол наклона при повороте на любой необходимый угол.

[00625] В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 может быть выполнена с возможностью иметь постоянно изменяемый угол наклона для компенсации или корректировки непрерывного изменения ориентации сварочной горелки относительно направления гравитации. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка 5502 может быть настроена для поступательного изменения угла наклона горелки на основе положения, в котором находится сварочная горелка (т. е. положения сварочной горелки вдоль кругового шва).

[00626] Фиг. 54 иллюстрируют сварочную грелку 5502 расположенную в нормальном, не наклонном положении. В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 выполнена с возможностью обеспечить сварочной горелке 5502 угловой наклон в диапазоне +/- 5°. Например, как показано на фиг. 55 и 56, сварочная горелка 5502 перемещается системой наклонного позиционирования 5510 с угловым наклоном в диапазоне +5°так, что сварочная горелка 5502 располагается на правильном/необходимом/предварительно заданном расстоянии от свариваемой трубы. Как иллюстрировано на Фиг. 57 и 58, сварочная горелка 5502 перемещается системой наклонного позиционирования 5510 с угловым наклоном, соответственно, -5°так, что сварочная горелка 5502 располагается на правильном/необходимом/предварительно заданном расстоянии от свариваемой трубы. В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 выполнена с возможностью обеспечить сварочной горелке 5502 угловой наклон в диапазоне +/- 7°. В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 выполнена с возможностью обеспечить сварочной горелке 5502 угловой наклон в диапазоне, меньшем чем +/- 5°.

[00627] В одном варианте реализации изобретения, кольцевая дуга между осевой точкой Р и точкой столкновения частиц PI (как проиллюстрировано на Фиг. 56 и 58) исследовательского излучения с областью контактной поверхности остается, как правило, постоянной во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 знают о постоянном дуговом расстоянии между осевой точкой Р (например, сварочного наконечника) и точкой исследования PI, таким образом, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять осцилляцией и поворотом сварочной горелки 5502 на основе данных о проверке профиля перед сваркой.

[00628] Такая конфигурация сварочной горелки 5502, которая позволяет сварочной грелке 5502 вращаться вокруг оси вращения Р, обеспечивает возможность изменения угла сварочной горелки 5502 во время сварки без влияния на скорость, с которой перемещается сварочная горелка 5502. Например, это особенно полезно для систем сварки со множеством сварочных горелок. В одном варианте реализации изобретения, изменение углов наклона сварочных горелок не будет выполняться в одно и то же время, в таком случае, было бы целесообразно, чтобы изменение угла горелки происходило без какого-либо негативного влияния на сварочные горелки.

[00629] В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 содержит двигатель наклона сварочной горелки 5588, направляющие рельсы 5544, направляющие ролики 5546. В одном варианте реализации изобретения, направляющие рельсы 5544 выполнены с возможностью зацепления с направляющими роликами 5546, что способствует наклонному позиционированию сварочной горелки 5502. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, направляющие ролики 5546 могут содержать два верхних и два нижних направляющих ролика. В одном варианте реализации изобретения, система наклонного позиционирования 5510 содержит один направляющий рельс 5544 и четыре его направляющих ролика 5546, расположенных на противоположных концах узла сварочной горелки 5500.

[00630] В одном варианте реализации изобретения, направляющие ролики 5546 построены и смонтированы для соединения с их соответствующими элементами вертикального позиционирования 5538. В одном варианте реализации изобретения, каждый вертикальный элемент радиального позиционирования 5526 выполнен с возможностью соединения с соответствующим направляющим рельсом 5544 с использованием любого подходящего крепежного механизма (например, крепежных деталей 5548). Такая конфигурация позволяет каждому вертикальному элементу радиального позиционирования 5526 быть соединенным с соответствующим элементом вертикального позиционирования 5538 посредством зацепления с соответствующим направляющим рельсом 5544 и направляющими роликами 5546.

[00631] В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5588 выполнен с возможностью (например, механически соединен) вращения передаточного механизма 5590. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5588 выполнен с возможностью вращения как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, таким образом, чтобы вызвать наклон сварочной горелки 5502 вперед или назад.. В одном варианте реализации изобретения, двигатель 5588 выполнен с возможностью соединения, например, посредством передаточного механизма 5590, с направляющей штангой 5544. Другими словами, двигатель 5588 содержит выходной вал 5592, а передаточный механизм 5590 соединен с выходным валом 5592 двигателя 5588. За счет соединения двигателя 5588 с направляющим рельсом 5544 посредством передаточного механизма 5590, направляющий рельс 5544 перемещается при работе двигателя 5588.

[00632] В одном варианте реализации изобретения, направляющий рельс 5544 выполнен с возможностью направлять верхние и нижние направляющие ролики 5546. В одном варианте реализации изобретения, верхние и нижние направляющие ролики 5546 поджимаются направляющим рельсом 5544 так, чтобы верхние и нижние направляющие ролики 5546 выполнены с возможностью вызвать перемещение элементов вертикального позиционирования 5538 (соединенных с сними), позволяя, таким образом, сварочной горелке 5502 изменять свой угол наклона в плоскости перемещения.

[00633] В одном варианте реализации изобретения, два противоположных элемента вертикального позиционирования 5538 соединены друг с другом посредством верхнего элемента позиционирования 5540 таким образом, что перемещение одного из элементов вертикального позиционирования 5538 (т. е. вызываемое двигателем 5588) приводит к аналогичному перемещению другого элемента вертикального позиционирования 5538. Конфигурация из двух горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558, соединенных с верхним элементом позиционирования 5540 двумя своими концами, также способствует преобразованию перемещения от одного элемента вертикального позиционирования 5538 к другому.

[00634] Работа системы радиального позиционирования 5506 описана более подробно ниже. Когда ходовой винт 5514 проворачивается двигателем 5512, гайка винтовой передачи 5516 проходит вдоль резьбы. В одном варианте реализации изобретения, направление движения гайки винтовой передачи 5516 зависит от направления вращения ходового винта 5514 двигателем 5512.

[00635] Так как гайка винтовой передачи 5516 заблокирована в отверстии 5536 поперечного элемента радиального позиционирования 5524, поперечный элемент радиального позиционирования 5524 выполнен с возможностью передвигать/перемещать ходовой винт 5514 вдоль гайки винтовой передачи 5516. Подвижное зацепление между поперечным элементом радиального позиционирования 5524 и передними вертикальными направляющими штангами 5518 и 5520 также способствует такому (вверх и вниз) передвижению/перемещению поперечного элемента радиального позиционирования 5524.

[00636] Кроме того, так как поперечный элемент радиального позиционирования 5524 соединен с двумя вертикальными элементами радиального позиционирования 5526, перемещение (вверх или вниз) поперечного элемента радиального позиционирования 5524 приводит к перемещению (вверх или вниз) двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526.

[00637] Два вертикальных элемента радиального позиционирования 5526 также соединены с двумя задними элементами радиального позиционирования 5604 и 5606. Перемещение (вверх или вниз) двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526 приводит к перемещению (вверх или вниз) двух задних элементов радиального позиционирования 5604 и 5606 на задних вертикальных направляющих штангах 5600 и 5602. Подвижное зацепление между задними элементами радиального позиционирования 5604 и 5606 и задними вертикальными направляющими штангами 5600 и 5602 также способствует такому передвижению/перемещению (вверх и вниз) двух вертикальных элементов радиального позиционирования 5526.

[00638] Как упоминалось выше, каждый вертикальный элементу радиального позиционирования 5526 соединен с соответствующим элементом вертикального позиционирования 5538 посредством зацепления с соответствующим направляющим рельсом 5544 и направляющими роликами 5546. Таким образом, перемещение (вверх или вниз) каждого вертикального элемента радиального позиционирования 5526 также приводит к перемещению (вверх или вниз) его соответствующего элемента вертикального позиционирования 5538. Так как два элемента вертикального позиционирования 5538 жестко соединены с верхним элементом позиционирования 5540, перемещение (вверх или вниз) двух элементов вертикального позиционирования 5538 приводит к перемещению (вверх или вниз) верхнего элемента позиционирования 5540.

[00639] Так как сварочная горелка 5502 соединена с верхним элементом позиционирования 5540 посредством горизонтального ходового винта 5552, двух горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558 и каркаса сварочной горелки 5564, перемещение (вверх или вниз) верхнего элемента позиционирования 5540 приводит к перемещению (вверх или вниз) сварочной горелки 5502. Таким образом, сварочная горелка 5502 установлена для перемещения системой радиального позиционирования 5506 таким образом, что сварочный наконечник 5503 выполнен с возможностью перемещаться по направлению к сварочной поверхности труб 1022а, 1022b и в обратном от них направлении.

[00640] Работа системы осевого позиционирования 5508 описана более подробно ниже. Когда ходовой винт 5552 проворачивается двигателем 5550 посредством передаточного механизма 5576, 5578 и 5580, гайка винтовой передачи 5554 проходит вдоль резьбы. В одном варианте реализации изобретения, направление движения гайки винтовой передачи 5554 зависит от направления вращения ходового винта 5552 двигателем 5550.

[00641] Так как гайка винтовой передачи 5554 заблокирована в отверстии 5568 каркаса сварочной горелки 5564, каркас сварочной горелки 5564 выполнен с возможностью передвигаться/перемещаться (в поперечном направлении) вдоль гайки винтовой передачи 5554. Подвижное зацепление между каркасом сварочной горелки 5564 и горизонтальными направляющими штангами 5556 и 5558 также способствует таком передвижению/перемещению (вверх или вниз) каркаса сварочной горелки 5564. Подвижное зацепление между двумя горизонтальными направляющими штангами 5556 и 5558 и каркасом сварочной горелки 5564 также содействует таком передвижению/перемещению (вверх или вниз) каркаса сварочной горелки 5564 (и сварочной горелки 5502). В одном варианте реализации изобретения, величина осевого перемещения каркаса сварочной горелки 5564 ограничивается удлиненным отверстием 5594 в верхнем элементе позиционирования 5540.

[00642] Работа системы наклонного позиционирования 5510 описана более подробно ниже. При вращении передаточного механизма 5590 двигателем 5588 направляющий рельс 5544 передвигается по зубьям. В одном варианте реализации изобретения, направление движения направляющего рельса 5544 зависит от направления вращения передаточного механизма 5590 двигателем 5588.

[00643] В одном варианте реализации изобретения, верхние и нижние направляющие ролики 5546, поджимаемые направляющим рельсом 5544, выполнены с возможностью приводить в движение/наклонять соответствующие элементы вертикального позиционирования 5538 (соединенные с направляющими роликами 5546).

[00644] В одном варианте реализации изобретения, конфигурация двух противоположных элементов вертикального позиционирования 5538, соединенных друг с другом посредством верхнего элемента позиционирования 5540, обеспечивает, таким образом, перемещение одного из элементов вертикального позиционирования 5538 (т. е. вызываемое двигателем 5588), что приводит к аналогичному перемещению другого элемента вертикального позиционирования 5538. Конфигурация из двух горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558, соединенных с верхним элементом позиционирования 5540 двумя своими концами, также способствует преобразованию перемещения от одного элемента вертикального позиционирования 5538 к другому.

[00645] Когда элементы вертикального позиционирования 5538 и верхний элемент позиционирования 5540 перемещаются/наклоняются (вдоль двух горизонтальных направляющих штанг 5556 и 5558), то это перемещение позволяет сварочной горелке 5502 (соединенной с двумя горизонтальными направляющими штангами 5556 и 5558 посредством каркаса сварочной горелки 5564) изменять угол наклона сварочной горелки 5502 в плоскости перемещения.

[00646] Как упоминалось выше, сварочная горелка установлена для перемещения таким образом, что когда она двигается за счет двигателя наклона сварочной горелки 5588, она поворачивается вокруг точки, которая находится на наконечнике сварочной горелки или немного перед ним. Например, наконечник сварочной горелки может осциллировать вокруг сидит в сварочной ванне, создаваемой во время сварки. В результате, положение сварочной ванны не изменяется по отношению к радиусу, проведенному к сварочной ванне, не смотря на тот факт, что сварочная горелка может осциллировать за счет двигателя наклона сварочной горелки. Таким образом, длина дуги между сварочной ванной и точкой, в которой испускаемый исследовательский пучок излучения от проверочного лазера попадает на внутреннюю поверхность свариваемых труб (например, на область контактной поверхности), остается постоянной, так как двигатели ориентации вращают сварочную горелку и проверочный лазер, несмотря на осцилляцию сварочной горелки двигателем наклона сварочной горелки. И так как двигатели управления скоростью и ориентацией управляются и известны одному или нескольким процессорам, один или более процессоров могут управлять параметрами сварки в определенном участке области контактной поверхности, зная фиксированную длину дуги и основываясь на расчете процессором обнаруженного профиля сварного шва в приближающейся области перед сварочным наконечником. В одном варианте реализации изобретения, двигатели для ориентации предлагаются с преобразователями углового положения, функционально связанными с одним иди более процессорами, позволяющие одному или более процессорам определять угловое положение двигателей и, таким образом, положение зажимов и труб. В другом варианте реализации изобретения, сигналы от измерительного датчика (например, проверочного лазера), используемые для определения перемещения свариваемых труб, с учетом использования сигналов одним или более процессорами и зная фиксированную длину дуги, используются для управления горелкой в необходимом местоположении, соответствующем определенному положению сварочной горелки. В другом варианте реализации изобретения, точка для осцилляции сварочной горелки не обязательно должна быть в положении перед или на сварочном наконечнике, а длина дуги между сварочной ванной и точкой попадания лазерного излучения на область контактной поверхности не обязательно должна оставаться постоянной. Вместо этого, один или более процессоров, получив информацию о позиционировании наконечника сварочной горелки от одного или более двигателей сварочной горелки и/или измерительного датчика, использует ее для расчета текущего положения сварочного наконечника по отношению к трубе в реальном времени («на лету») для управления одним или более двигателями сварочной горелки и установки наконечника сварочной горелки в заданное положение на основе данных о профиле, полученных от измерительного датчика.

[00647] Как упоминалось выше, сварочная горелка установлена с возможностью перемещения или привода одним или более двигателями, как правило, в радиальном направлении, вдоль продольной оси наконечника сварочной грелки, как по направлению к внутренней поверхности свариваемой трубы, так и от нее. Следует понимать, что так как продольная ось сварочной горелки (например, через наконечник сварочной горелки) возможно является не совпадающей с радиусом свариваемой трубы (взятому по центральной оси) или радиусу поворотной центральной ступицы, учитывая тот факт, что сварочная горелка, как правило, направлена под углом к переднему направлению сварного шва (и поворачивается за счет двигателя наклона сварочной горелки 5588, когда речь идет о «радиальном» перемещении сварочной горелки и ее наконечника по направлению к внутренней поверхности трубы и от нее (например, области контактной поверхности), такое радиальное перемещение используется в контексте описанного выше). Например, такое радиальное перемещение сварочной горелки может рассматриваться со ссылкой на продольное перемещение сварочной горелки вдоль оси наконечника сварочной горелки. Так как сварочная горелка установлена для перемещения по меньшей мере одним двигателем сварочной горелки и, в частности, двигателем радиальной сварочной горелки 5512, позволяющим наконечнику горелки перемещаться по направлению к поверхности сварного шва и от него, сварочный наконечник также может перемещаться от области контактной поверхности после каждого прохода сварного шва для наплавления сварного материала. После того, как первое второе устройство зацепление трубы зафиксировано по отношению к трубам, сварочная горелка может использоваться для выполнения полного прохода при заварке корня шва, «корень» сварного шва является первым сварным швом, накладываемым между концами трубы (например, один 360-градусный шов). После выполнения прохода при заварке корня шва, сварочный наконечник может быть слегка перемещен (отведен) в сторону от внутренней поверхности труб (и, в частности, от материала сварного шва, нанесенного корневого сварного шва) так, что второй сварной проход также называемый «горячим» сварным проходом может выполняться сварочным наконечником на определенном расстоянии от материала прохода при заварке корня шва.

[00648] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 управляют двигателями 5030 и 5074 и одной или более сварочными горелками 5502 для генерации законченного кольцевого сварного шва вдоль области контактной поверхности 5136 за счет вращения одной или более сварных горелок 5502 вдоль области контактной поверхности 5502 в одном направлении вращения до тех пор, пока законченный кольцевой сварной шов не будет выполнен.

[00649] В одном варианте реализации изобретения, одна или более сварочных горелок 5502 содержат множество сварочных горелок. В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из множества сварочных горелок выполняет сварной шов при направлении вращения вверх, при этом по меньшей мере еще одна их множества сварочных горелок выполняет сварной шов при направлении вращения вниз.

[00650] В одном варианте реализации изобретения, сварочный наконечник выполнен с возможностью быть указателем направления сварного шва. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка всегда указывает на направление перемещения. Другими словами, сварочный наконечник, как правило, указывает в направлении перемещения. В одном варианте реализации изобретения, угол наклона сварочной горелки немного больше при выполнении сварочной горелкой 5502 процедуры во время подъема (когда сварочная горелка 5502 выполняет сварку при направлении вращения вверх), и угол наклона сварочной горелки немного меньше при выполнении сварочной процедуры на спуске (когда сварочная горелка 5502 выполняет сварку при направлении вращения вниз).

[00651] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки выполнена с возможностью выполнять сварочную процедуру на спуске (то есть, выполнять сварной шов при направлении вращения вниз) при использовании сварочной процедуры с короткой дугой.

[00652] В одном варианте реализации изобретения, когда внутренняя система сварки выполнена с возможностью выполнять процедуру сварки на подъеме (то есть, выполнять сварочный шов при направлении вращения в верх), то производительность и качество сварного шва могут быть улучшены. В одном варианте реализации изобретения, сварочная процедура на подъеме выполнена с возможностью предоставить опцию для сварки обеих сторон трубы в одно и то же время, вместо сварочной процедуры на спуске, выполняемой на каждой стороне последовательно. Например, это может быть выполнено множеством сварочных горелок и иметь множество сварных швов с перекрытием. В качестве альтернативы, опцией может быть сварка 360° за один непрерывный проход для получения сварного шва только с одним перекрытием. В одном варианте реализации изобретения, требования потребителя и размер трубы могут обуславливать, какой подход будет использоваться.

[00653] В одном варианте реализации изобретения, в том случае, когда требованиями качества не обусловлено наличие только одного перекрытия сварного шва, сварной шов может выполняться множеством сварочных горелок, установленных внутри трубы. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать четыре сварочных горелки, шесть сварочных горелок или восемь сварочных горелок, при этом половина этих сварочных горелок выполняет сварку при направлении вращения вниз, а другая половина этих сварочных горелок выполняет сварку при направлении вращения вверх. В одном варианте реализации изобретения, половина этих сварочных горелок выполнена с возможностью выполнять сварочную процедуру по часовой стрелке, а другая половина этих сварочных горелок выполнена с возможностью выполнять сварочную процедуру против часовой стрелки. В одном варианте реализации изобретения, четыре сварочные горелки внутренней системы сварки 5004 могут быть размещены с интервалом в 90° друг от друга и выполнены с возможностью вращения каждой горелки на 90°. В одном варианте реализации изобретения, шесть сварочных горелок внутренней системы сварки 5004 могут быть размещены с интервалом в 60° друг от друга и выполнены с возможностью вращения каждой горелки на 60°. В одном варианте реализации изобретения, восемь сварочных горелок внутренней системы сварки 5004 могут быть размещены с интервалом в 45° друг от друга и выполнены с возможностью вращения каждой на 45°. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать две сварочные горелки, размещенные с интервалом 180° друг от друга и выполненные с возможностью вращения каждой горелки на 180°. В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать одну сварочную горелку, выполненную с возможностью вращения на 360°.

[00654] Возможность выполнять сварной шов в направлении вверх, а также направлении вниз, может увеличить скорость сварочной операции (время выполнения сварного шва), а также улучшить качество сварного шва (с учетом влияния сил гравитации в разных положениях). Кроме того, если представляется множество сварочных горелок, сварка выполняется в направлении как вверх, так и вниз в одно и то же время (например, множество распределенных по окружности сварочных горелок, перемещающихся в одном и том же направлении, одновременно наплавляя металл сварного шва), при это по меньшей мере одна сварочная горелка перемещается вверх, тогда как по меньшей мере еще одна перемещается вниз. Это быстрее, к примеру, по сравнению с последовательной сваркой при спуске вниз на каждой стороне трубы. В качестве альтернативы, в одном варианте реализации изобретения, отдельная сварочная горелка используется для выполнения 360-градусного сварного шва, обеспечивающей непрерывный сварной шов без перекрытия участков сварного шва. Такое перекрытие возникает, когда используется более чем одна сварочная горелка и конец каждой части сварного шва от ведомой сварочной горелки должен соединяться и слегка перекрывать начало следующей части сварного шва, наплавляемого сварочной горелкой спереди ведомой сварочной горелки. В результате, для некоторых вариантов применения, когда может потребоваться избежать перекрытия сварного шва (которое делает проход сварного шва менее однородным в точках перекрытия), эффективно использовать непрерывный 360-градусный внутренний сварной шов.

[00655] В одном варианте реализации изобретения, все сварочные горелки указывают на направление сварного шва вперед. Другими словами, они немного указывают в направлении сварного шва так, что наконечник сварочной горелки как бы «толкает» сварной шов, а не тянет его за собой. Это справедливо независимо от того, размещена ли сварочная горелка внутри, как в некоторых вариантах реализации изобретения, или снаружи, как в других вариантах реализации изобретения, описанных в данном документе. Это проиллюстрировано в отношении внутреннего сварочного аппарата, как проиллюстрировано на Фиг. 56A. В одном варианте реализации изобретения, наконечник сварочной горелки направлен под углом Ѳ (например, «упреждения») в диапазоне от 3 градусов до 7 градусов. Упреждение Ѳ определено как угол, измеренный между линией (радиусом) R от осевого центра свариваемых труб до наконечника сварочной горелки (или сварочной ванны), как проиллюстрировано на Фиг. 56A (линию R также можно рассматривать как радиус, взятый от осевого центра поворотной ступицы 5078 до наконечника горелки или сварочной ванны), и линией, проходящей через продольную ось А наконечника сварочной горелки. Как проиллюстрировано на Фиг. 56A, сварочная горелка перемещается с вращением в направлении против часовой стрелки, как проиллюстрировано в виде стрелки D. Упреждение Ѳ может изменяться за счет работы двигателя наклона сварочной горелки 5588, так как сварочная горелка передвигается двигателем для ориентации по окружности вокруг внутренней поверхности труб. Предполагается, что угол Ѳ будет немного больше (например,6 градусов), когда сварочная горелка перемещается вверх, и немного меньше (например,4 градуса), когда она перемещается вниз. Дополнительно, в одном варианте реализации изобретения, упреждение Ѳ может изменяться непрерывно на протяжении всего пути определенной сварочной горелки. В другом варианте реализации изобретения, труба может быть разделена на сектора, при этом угол сварки Ѳ меняется в зависимости от сектора. Например, при рассмотрении полного 360-градусного перемещения или перемещения, соответствующего часовой стрелке на часах, труба может быть разделена на сектора:2-5, 5-8, 8-11, 11-2. Один или более двигателей могут управляться одним или более процессорами для изменения границ сектора.

[00656] Как будет понятно исходя из Фиг. 56A, сварка выполняется в направлении против часовой стрелки на проиллюстрированном изображении. Для сварки в направлении по часовой стрелке, один или более процессоров 5140 посылают сигнал одному или более двигателям горелки так, что передаточный механизм 5590 выполняет вращение и сварочная горелка 5502 поворачивается (например, вокруг точки Р) так, что ось через горелку (линия А) перемещается в противоположную от радиальной линии R сторону. По этой причине, угол θ будет отрицательным при сварке по часовой стрелке. Это позволяет сварочной горелке указывать на переднее направление («толкание» сварной ванны), при сварке в направлении по часовой стрелке.

[00657] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 60A-63, внутренняя система сварки 5004 может содержать сварочную горелку WT, камеру C и два измерительных датчика L1 и L2. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка WT и камера C отделены на угол 180°. В одном варианте реализации изобретения, угол между камерой и сварочной горелкой WT может меняться.

[00658] В одном варианте реализации изобретения, один или два измерительных датчика L1 и L2 могут быть направляющими измерительными датчиками, которые выполнены с возможностью направлять сварочную горелку WT во время сварочной процедуры, а также предоставлять данные перед сваркой. В одном варианте реализации изобретения, один или два измерительных датчика L1 и L2 могут быть буксирующими измерительными датчиками, которые выполнены с возможностью буксировать сварочную горелку WT во время сварочной процедуры, а также предоставлять данные после сварки.

[00659] В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик L1 и сварочная горелка WT отделены на угол 20°. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик L2 и сварочная горелка WT отделены на угол 20°. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком L2 и сварочной горелкой WT, и угол между измерительным датчиком L1 и сварочной горелкой WT может меняться.

[00660] В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком L2 и сварочной горелкой WT, и угол между измерительным датчиком L1 и сварочной горелкой WT может регулироваться. Например, в одном варианте реализации изобретения, когда L1 является направляющим измерительным датчиком, то угол между измерительным датчиком L1 и сварочной горелкой WT составляет 20° или меньше, а угол между буксирующим измерительным датчиком L2 и сварочной горелкой WT составляет более 20°. В одном варианте реализации изобретения, когда L2 является направляющим измерительным датчиком, то угол между измерительным датчиком L2 и сварочной горелкой WT составляет 20° или меньше, а угол между буксирующим измерительным датчиком L1 и сварочной горелкой WT составляет более 20°.

[00661] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 60A, измерительный датчик L1 расположен в начальном положении. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 60B, сварочная горелка WT начинает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT расположена в точке StartWT. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка WT выполнена с возможностью перемещения в направлении по часовой стрелке (как указано стрелкой T1) во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 61, сварочная горелка WT заканчивает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT достигает точки StopWT. В одном варианте реализации изобретения, валик сварного шва WB1 образован сварочной горелкой WT при перемещении из точки StartWT в точку StopWT в направлении по часовой стрелке, указанном стрелкой T1. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 60B и 61, горелка WT следует за измерительным датчиком L1 во время перемещения из точки StartWT в точку StopWT в направлении по часовой стрелке, указанном стрелкой T1. После сварочной процедуры, сварочная горелка WT перемещается в направлении против часовой стрелки (то есть в противоположном к направлению стрелки T1) так, что измерительный датчик L2 позиционируется обратно в начальное положение, точку StartWT.

[00662] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 62, сварочная горелка WT начинает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT расположена в точке StartWT. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка WT выполнена с возможностью перемещения в направлении против часовой стрелки (как указано стрелкой T2) во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 63, сварочная горелка WT заканчивает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT достигает точки StopWT. В одном варианте реализации изобретения, валик сварного шва WB2 образован сварочной горелкой WT при перемещении из точки StartWT в точку StopWT в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T2. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 62-63, горелка WT следует за измерительным датчиком L2 во время перемещения из точки StartWT в точку StopWT в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T2. После сварочной процедуры, сварочная горелка WT перемещается в направлении по часовой стрелке (то есть в противоположном к направлению стрелки T2) так, что лазер L1 позиционируется обратно в начальное положение, точку StartWT.

[00663] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 64-69, внутренняя система сварки 5004 может содержать сварочную горелку WT1 и WT2, камеру C и один измерительный датчик L. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик L и сварочная горелка WT1 отделены на угол 20°. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик L и сварочная горелка WT2 отделены на угол 20°. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик L и камера С отделены на угол 180°.

[00664] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 64, измерительный датчик L расположен в начальном положении. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 65, сварочная горелка WT1 начинает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT1 расположена в точке StartWT1. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка WT1 выполнена с возможностью перемещения в направлении против часовой стрелки (как указано стрелкой T1) во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 66, сварочная горелка WT1 заканчивает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT1 достигает точки StopWT1. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 66, валик сварного шва WBWT1 образован сварочной горелкой WT1 при перемещении из точки StartWT1 в точку StopWT1 в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T1. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 64-66, горелка WT1 следует за измерительным датчиком L во время перемещения из точки StartWT1 в точку StopWT1 в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T1. После сварочной процедуры, сварочная горелка WT1 перемещается в направлении против часовой стрелки (то есть в противоположном к направлению стрелки T1) так, что измерительный датчик L позиционируется обратно в начальное положение, проиллюстрированное на Фиг. 67.

[00665] В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 68, сварочная горелка WT2 начинает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT2 расположена в точке StartWT2. В одном варианте реализации изобретения, сварочная горелка WT2 выполнена с возможностью перемещения в направлении против часовой стрелки (как указано стрелкой T2) во время сварочной процедуры. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 69, сварочная горелка WT2 заканчивает сварочную процедуру, когда сварочная горелка WT2 достигает точки StopWT2. В одном варианте реализации изобретения, валик сварного шва WBWT2 образован сварочной горелкой WT2 при перемещении из точки StartWT2 в точку StopWT2 в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T2, как проиллюстрировано на Фиг. 69. В одном варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 68-69, горелка WT2 следует за измерительным датчиком L во время перемещения из точки StartWT2 в точку StopWT2 в направлении против часовой стрелки, указанном стрелкой T2. После сварочной процедуры, сварочная горелка WT2 перемещается в направлении против часовой стрелки (то есть в противоположном к направлению стрелки T2) так, что измерительный датчик L позиционируется обратно в начальное положение, проиллюстрированное на Фиг. 64 и 67.

[00666] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 может содержать одну сварочную горелку и один измерительный датчик. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком и сварочной горелкой может составлять 20° или меньше. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик и сварочная горелка отделены на длину дуги AL (как проиллюстрировано на Фиг. 64), равную 3 дюймам. В одном варианте реализации изобретения, измерительный датчик и сварочная горелка отделены на длину дуги AL, равную 4 дюймам. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком и сварочной горелкой может составлять 19°. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком и сварочной горелкой может составлять 16°. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком и сварочной горелкой может составлять 14°. В одном варианте реализации изобретения, угол между измерительным датчиком и сварочной горелкой может составлять 12°.

[00667] Фиг. 70 иллюстрирует схематическую диаграмму, отображающую поток сжатого воздуха через внутреннюю систему сварки 5004, при этом некоторые компоненты внутренней системы сварки 5004 не проиллюстрированы для ясности, а также для более лучшей иллюстрации других компонентов и/или характерных свойств внутренней системы сварки 5004.

[00668] Как проиллюстрировано на Фиг. 70, баллон со сжатым воздухом 5128, тормозной цилиндр 5133, цилиндр приводного колеса 5137, клапан тормоза 5190 и клапан приводного колеса 5192 проиллюстрированы в секции привода 5010 внутренней системы сварки 5004. Задняя вращающаяся муфта 5072, клапан управления задним зажимом 5062, задний зажим 5144 и передний зажим 5142 проиллюстрированы в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. Передняя вращающаяся муфта 5032 и клапан управления передним зажимом 5018 проиллюстрированы в самой передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004.

[00669] В одном варианте реализации изобретения, баллон со сжатым воздухом 5128 имеет два отдельных коммуникационных канала, соединенных посредством клапана 5113. В одном варианте реализации изобретения, баллон со сжатым воздухом 5128 соединен коммуникационным каналом через канал передачи текучей среды с клапаном тормоза 5190 (и тормозным цилиндром 5133), клапаном приводного колеса 5192 (и цилиндром приводного ремня 5137), клапаном управления задним зажимом 5062 (и задним зажимом 5144), задней вращающейся муфтой 5072, передней вращающейся муфтой 5032, клапаном управления передним зажимом 5018 (и передним зажимом 5142), и компрессором 5029.

[00670] Сжатый воздух, хранящийся в баллоне со сжатым воздухом 5128 направляется через жидкостный канал к клапану 5194. Часть сжатого воздуха, полученная клапаном 5194, направляется к клапану тормоза 5190, а оставшаяся часть сжатого воздуха, полученная клапанном 5194 направляется к клапану 5196. Клапан тормоза 5190 соединен каналом передачи текучей среды через каналы 5198 и 5199 с тормозным цилиндром 5133. В одном варианте реализации изобретения, клапан тормоза 5190 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для активации тормозного цилиндра 5133, когда он получает сигнал от электронного модуля секции привода 5118. Сжатый воздух приводит в действие тормозной цилиндр 5133, который посредством своей работы прилагает тормозное усилие к приводным роликам 5122. В одном варианте реализации изобретения, тормозной цилиндр 5133 и клапан тормоза 5190 могут называться тормозной системой, выполненной с возможностью фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004 в заданном положении внутри труб 1022а, 1022b от перемещения. В одном варианте реализации изобретения, тормозная система, выполненная с возможностью фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004 в заданном положении внутри труб 1022а, 1022b от перемещения, может содержать замок колеса/ролика. В одном варианте реализации изобретения, замок колеса/ролика выполнен с возможностью предотвращать перемещение одного или более роликов 5122 для фиксации каркаса внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, тормозная система также содержит замок двигателя. В одном варианте реализации изобретения, замок двигателя выполнен с возможностью предотвращать вращение приводных двигателей 5124, которые приводят в движение ролики 5122 для перемещения каркаса внутренней системы сварки 5004.

[00671] Часть сжатого воздуха, полученная клапаном 5196, направляется к клапану приводного колеса 5192, а оставшаяся часть сжатого воздуха, полученная клапанном 5196 направляется к клапану 5198. Клапан приводного колеса 5192 соединен каналом передачи текучей среды через каналы 5200 и 5201 с цилиндром приводного колеса 5137. В одном варианте реализации изобретения, клапан приводного колеса 5192 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для активации тормозного цилиндра 5137, когда он получает сигнал от электронного модуля секции привода 5118. Сжатый воздух приводит в действие цилиндр приводного колеса 5137, который посредством своей работы прилагает тормозное усилие к приводным роликам 5122. В одном варианте реализации изобретения, цилиндр приводного колеса 5137 может быть функционально связан с валом, содержащем на себе приводные ролики 5122. В одном варианте реализации изобретения, цилиндр приводного колеса 5137 может быть функционально связан с валом посредством одного или более передаточного механизма.

[00672] В одном варианте реализации изобретения, и цилиндр приводного колеса 5137, и тормозной цилиндр 5133 - сжаты во время установки внутренней системы сварки 5004 в трубы. В одном варианте реализации изобретения, цилиндр приводного колеса 5137 сжат только когда внутренняя система сварки 5004 выводится из труб. В одном варианте реализации изобретения, цилиндр приводного колеса 5137 разжимается для ускорения или замедления (перемещения) внутренней системы сварки 5004 в трубах.

[00673] Часть сжатого воздуха, полученная клапаном 5198, направляется к задней вращающейся муфте 5072, а оставшаяся часть сжатого воздуха, полученная клапаном 5198 направляется к клапану управления задним зажимом 5062. Клапан управления задним зажимом 5062 соединен каналом передачи текучей среды через каналы 5202 и 5203 с задним зажимом 5144. В одном варианте реализации изобретения, канал передачи текучей среды 5202 используется для расширения зажимов 5144, а канал передачи текучей среды 5203 используется для отведения назад зажимов 5144. В одном варианте реализации изобретения, клапан управления задним зажимом 5062 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для приведения в действие и работы заднего зажима 5144, когда он принимает сигналы от электронного модуля центральной секции 5064.

[00674] Сжатый воздух, выводимый через заднюю вращающуюся муфту 5072, направляется к передней вращающейся муфте 5032. Сжатый воздух, выводимый через переднюю вращающуюся муфту 5032, направляется к клапану 5204. Часть сжатого воздуха, полученная клапаном 5204, направляется к клапану управления передним зажимом 5018, а оставшаяся часть сжатого воздуха, полученная клапанном 5204 направляется к компрессору 5029. В одном варианте реализации изобретения, компрессор 5029 выполнен с возможностью пополнения системы (например, наполнения баллона сжатым воздухом) с использованием полученного сжатого воздуха.

[00675] Клапан управления передним зажимом 5018 соединен каналом передачи текучей среды через каналы 5206 и 5207 с передним зажимом 5142. В одном варианте реализации изобретения, канал передачи текучей среды 5206 используется для расширения переднего зажима 5142, а канал передачи текучей среды 5207 используется для отведения назад переднего зажима 5142. В одном варианте реализации изобретения, передний клапан управления зажимом 5018 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха для приведения в действие и работы переднего зажима 5142, когда он принимает сигналы от самого переднего электронного модуля 5014.

[00676] Фиг. 71 иллюстрирует схематическую диаграмму, отображающую поток снабжения электрической энергией, включая электропитание сварки, коммуникационные данные и данные управления через внутреннюю систему сварки 5004, при этом некоторые компоненты внутренней системы сварки 5004 не проиллюстрированы для ясности, а также для более лучшей иллюстрации других компонентов и/или характерных свойств внутренней системы сварки 5004.

[00677] Как проиллюстрировано на Фиг. 71, самый задний электронный модуль 5014, передний двигатель вращения 5030, датчик переднего положения 5022, клапан управления передним зажимом 5018, переднее контактное кольцо 5016, электронный модуль подачи проволоки 5046 узла подачи проволоки 5020, система подачи проволоки 5044 и клапан управления защитным газом 5042 проиллюстрированы в самой задней секции 5006 внутренней системы сварки 5004. Поворотная ступица 5078, сварочные горелки 5502, измерительные датчики 5056, камера контроля 5112, передний зажим 5142 и задний зажим 5144, заднее контактное кольцо 5080, электронный модуль центральной секции 5064, датчик заднего положения 5076, клапан управления задним зажимом 5062 и задний двигатель вращения 5074 проиллюстрированы в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. Батареи 5116, электронный модуль секции привода 5118, клапан тормоза 5190, клапан приводного колеса 5192 и приводные двигатели 5124 проиллюстрированы в секции привода 5010 внутренней системы сварки 5004.

[00678] В одном варианте реализации изобретения, электропитание сварки поступает к внутренней системе сварки 5004 через фал 5034. В одном варианте реализации изобретения, электропитание сварки через фал 5034 поступает к сварочным горелкам 5502 через переднее контактное кольцо 5016.

[00679] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 секции привода 5010 выполнена с возможностью снабжения электроэнергией всех электронных модулей внутренней системы сварки 5004, включая самый задний электронный модуль 5014, электронный модуль подачи проволоки 5046, электронный модуль центральной секции 5064 и электронный модуль секции привода 5118. В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 секции привода 5010 выполнены с возможностью снабжения электропитанием всех электрических приводных двигателей внутренней системы сварки 5004, включая передний двигатель вращения 5030, двигатели систем подачи проволоки 5044, задний двигатель вращения 5074, приводные двигатели 5124, осевой двигатель сварочной горелки 5550, радиальный двигатель сварочной горелки 5512 и двигатель наклона сварочной горелки 5588.

[00680] В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 напрямую подается к заднему контактному кольцу 5080, электронному модулю центральной секции 5064 и электронному модулю секции привода 5118. В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается к переднему контактному кольцу 5016 посредством заднего контактного кольца 5080. Другими словами, электропитание от батарей 5116 передается от заднего контактного кольца 5080 к переднему контактному кольцу 5016. В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается от переднего контактного кольца 5016 к самому заднему электронному модулю 5014 и электронному модулю подачи проволоки 5046.

[00681] В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается из самого заднего электронного модуля 5014 к переднему двигателю вращения 5030, и от электронного модуля подачи проволоки 5046 к двигателям систем подачи проволоки 5044. В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается от электронного модуля центральной секции 5064 к заднему двигателю вращения 5074. В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается от электронного модуля секции привода 5118 к приводным двигателям 5124. В одном варианте реализации изобретения, электропитание от батарей 5116 подается от электронного модуля подачи проволоки 5046 к осевому двигателю сварочной горелки 5550, радиальному двигателю сварочной горелки 5512 и двигателю наклона сварочной горелки 5588.

[00682] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 также выполнены с возможностью снабжения электроэнергией камеры контроля 5112 и измерительного датчика 5056. Например, электропитание от батарей 5116 подается от электронного модуля подачи проволоки 5046 к камере контроля 5112 и измерительному датчику 5056.

[00683] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 также выполнены с возможностью снабжения электроэнергией датчика переднего положения 5022 и датчика заднего положения 5076. Например, электропитание от батарей 5116 подается от самого заднего электронного модуля 5014 к датчику переднего положения 5022 и от электронного модуля центральной секции 5064 к датчику заднего положения 5076.

[00684] В одном варианте реализации изобретения, батареи 5116 также выполнены с возможностью снабжения электроэнергией клапана управления передним зажимом 5018, клапаном управления защитным газом 5042, клапаном управления задним зажимом 5062, клапаном тормоза 5190 и клапаном приводного колеса 5192. Например, электропитание от батарей 5116 подается от самого заднего электронного модуля 5014 к клапану управления передним зажимом 5018, от электронного модуля подачи проволоки 5046 к клапану управления защитным газом 5042, от электронного модуля центральной секции 5064 к клапану управления задним зажимом 5062 и от электронного модуля 5118 к клапану тормоза 5190, и клапану приводного колеса 5192.

[00685] В одном варианте реализации изобретения, внутренняя система сварки 5004 выполнена с возможностью получать и передавать коммуникационные сигналы посредством фала 5034 на внешнюю компьютерную систему (например, имеющую один или более процессоров). В одном варианте реализации изобретения полученные коммуникационные сигналы могут перемещаться от фала 5034 к самому заднему электронному модулю 5014, затем к электронному модулю подачи проволоки 5046 посредством переднего контактного кольца 5016, затем к электронному модулю центральной секции 5064 посредством заднего контактного кольца 5080, а затем, к электронному модулю секции привода 5118.

[00686] В одном варианте изобретения, коммуникационный сигнал может перемещаться (в противоположном направлении относительно полученного сигнала) из электронного модуля секции привода 5118, затем, к электронному модулю центральной секции 5064, затем, к электронному модулю подачи проволоки 5046 посредством заднего контактного кольца 5080, затем, к самому заднему электронному модулю 5014 посредством переднего контактного кольца 5016, и к фалу (и внешней компьютерной системе, имеющей один или более процессоров).

[00687] В одном или более вариантах реализации изобретения, описанных в данном документе, и как понятно из Фиг. 71, один или более процессоров 5140, функционально связанных с измерительным датчиком 5056, например, измерительным лазером (или, дополнительно, множеством измерительных датчиков 5056, если предоставлен более чем один датчик) через проводной коммуникационный канал или каналы 5056а, которые передают сигналы от измерительного лазера 5056 к одному или более процессорам 5140. Проводной коммуникационный канал имеет (i) подвижную часть 5056b, которая перемещается вместе с измерительным датчиком 5056, когда измерительный лазер направляет исследовательский пучок излучения вдоль области контактной поверхности, и (ii) стационарную часть 5056с, которая остается неподвижной во время перемещения подвижной части 5056b. Система дополнительно содержит описанное ранее переднее контактное кольцо 5016 (которая, с одной стороны, считается частью проводного коммуникационного канала), которое предоставляет интерфейс между секцией подвижной части 5056b и секцией неподвижной части 5056с коммуникационного канала, позволяющий сигналам проходить от подвижной части 5056b к неподвижной части 5056с.

[00688] Следует понимать, что проводной коммуникационный канал или каналы 5056а (включая его подвижную и неподвижную части) также выполнены с возможностью (или, в альтернативном варианте, выполнены с возможностью в том случае, если предоставлен беспроводной коммуникационный канал для измерительных датчиков 5056, предназначенный для обмена данными с одним или более процессорами) передавать электроэнергию измерительным датчикам 5056 через контактное кольцо 5016.

[00689] Контактное кольцо 5016 содержит внешний статор 5016а и внутренний ротор 5016b (см. Фиг. 26). Внутренний ротор 5016b и статор 5016а имеют подшипники 5016k между ними. Статор 5016а жестко закреплен по отношению к центральному каркасу 5068 (см. Фиг. 23 и 24), тогда как ротор 5016b соединен с поворотной ступицей 5078 на ее центральной оси (например, см. Фиг. 24). Ротор 5016b вращается вместе с поворотной ступицей 5078, когда ступица приводится во вращение. Статор 5016а соединен с неподвижной частью 5056с проводного коммуникационного канала, а ротор 5016b соединен с подвижной частью 5056b проводного коммуникационного канала, как проиллюстрировано на Фиг. 26. Как видно на Фиг. 26, ротор 5016b переднего контактного кольца 5016 имеет полую цилиндрическую конфигурацию с центральным проходом 5016d через него. Проход 5016d позволяет другим каналам или линиям проходить через него, в частности, к примеру, пневматическим каналам от передней вращающейся муфты (например, внешнему каналу сжатого воздуха, который будет соединен с баллоном со сжатым воздухом 5128).

[00690] Понятно, что проводное соединение между измерительным датчиком 5056 и одним или более процессорами 5140, в некоторых вариантах реализации изобретения, может проходит через другие компоненты. Например, как показано на фиг. 71, коммуникационный канал от измерительного датчика 5056 может проходить через электронные компоненты подачи проволоки 5046 перед попаданием в контактное кольцо 5016.

[00691] Контактное кольцо 5016 позволяет подвижной части 5056b коммуникационного канала перемещаться вместе с поворотной ступицей 5078, так как ступица 5078 вращается во время выполнения операции сканирования измерительным датчиком 5056, во время сканирования перед сваркой области контактной поверхности между трубами перед сваркой, а также во время сканирования «на лету» области контактной поверхности между трубами во время сварочной операции.

[00692] Также следует понимать, что контактное кольцо 5016 дополнительно выполнено с возможностью подключать коммуникационное соединение между одним или более процессорами 5140 и камерой контроля 5112, а также предоставлять электропитание камере контроля 5112. Это осуществляется за счет одного и того же коммуникационного канала или каналов 5056а. Один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получать данные камеры контроля от камеры контроля 5112 перед, после или во время сварочной операции. Подвижная часть 5056b перемещается вместе с камерой (и поворотной ступицей 5078), когда камера сканирует область контактной поверхности, а неподвижная часть 5056с остается зафиксированной во время перемещения подвижной части 5056b, которая соединена с камерой 5112.

[00693] Дополнительно следует понимать, что то же контактное кольцо 5016 (и/или контактное кольцо 5080) выполнено с возможностью передачи электроэнергии другим компонентам, которые вращаются вместе с поворотной муфтой 5078. Например, как иллюстрировано на Фиг. 35B, каналы электропитания сварки 5502k для подачи сварочной электроэнергии к сварочным горелкам 5502, каналы электропитания и передачи команд 5550k для управления и снабжения электроэнергией одного или более двигателей сварочной горелки 5550, 5512, 5588, управляющих работой сварочной горелки - все эти каналы выполнены с возможностью проходить через контактное кольцо 5016. Например, в иллюстративных целях, на Фиг. 26 и 35B, неподвижная часть аппаратного канала электропитания для канала электропитания сварки 5502k обозначена как 5112с, а подвижная часть канала электропитания для сварки обозначена как 5112b. Следует понимать, что, в качестве альтернативы, они могут быть представлены за счет иллюстрации дополнительных каналов в том же контактном кольце 5016, или проиллюстрированы по отношению к отдельному контактному кольцу.

[00694] Аналогично, аппаратный канал передачи данных 5550k может быть предоставлен посредством контактного кольца 5016 для передачи команд (и управления), а также электропитания к двигателям сварочной горелки 5550, 5512, 5588. Для ясности, во избежание избыточности, подвижная часть 5550m этого аппаратного канала 5550k проиллюстрирована на Фиг. 35В, но не проиллюстрировано на Фиг. 26. Следует понимать, что данная Фиг. 26, а также Фиг. 71, используются для иллюстрации того, как контактное кольцо 5016 (или другое контактное кольцо) может использоваться для передачи электроэнергии и коммуникационных данных сварочным горелкам 5502, так как сварочные горелки вращаются вместе с поворотной ступицей 5078, получая, фактически, электроэнергию и команды управления для создания сварного шва во время сварочной операции.

[00695] Как проиллюстрировано на Фиг. 35B (и нескольких других фигурах), поворотная ступица 5078, как правило, имеет полую цилиндрическую часть 5078а. Середина цилиндрической части в области, которая, как правило, выровнена в осевом направлении со сварочной горелкой, лазерами и камерой, имеет множество отверстий или пазов 5078b, проходящих через нее. Отверстия 5078b позволяют подвижным каналам электропитания и каналам передачи данных от контактного кольца 5016 (и, дополнительно, от контактного кольца 5080) проходить наружу в радиальном направлении из внутренней части 5078с поворотной ступицы 5078 к наружной части ступицы 5078 для соединения между сварочными горелками, лазерами и камерой.

[00696] Следует понимать, что хотя поворотная ступица 5078 проиллюстрирована и описана в данном документе как имеющая цилиндрическую конфигурацию, ступица может иметь различную форму. Поворотная ступица может иметь любую трубчатую форму (просто для примера, с прямоугольным или треугольным сечением). Дополнительно, поворотная ступица также может взаимозаменяемо называться «поворотный каркас».

[00697] Как проиллюстрировано и описано выше, измерительный датчик 5056 установлен на внешней части цилиндрической ступицы, при этом цилиндрическая ступица имеет противоположные концы и радиальные отверстия 5078b между концами. Подвижная часть 5056b каналов электропитания и коммуникационных каналов проходит от переднего контактного кольца 5016 и электронного модуля подачи проволоки 5046, проходит через внутреннюю часть 5078с цилиндрической ступицы 5078, через радиальные отверстия 5078b и соединяется с одним или более измерительными датчиками 5056.

[00698] Как будет также понятно из Фиг. 24 и 35B, пневматическая линия 5032a, транспортирующая защитный газ (инертный газ), проходит через заднюю вращающуюся муфту 5072, через отверстия 5080d в контактном кольце, и проходит дальше через пустотелую внутреннюю часть 5078с поворотной ступицы 5078 к одному или более клапанов защитного газа 5042 (см. Фиг. 72), при этом клапаны установлены в электронном модуле подачи проволоки 5046 (см. Фиг. 71), который установлен на поворотной ступице 5078 для вращения вместе с ней. Гидравлический канал 5032а, который представляет собой подвижный канал, перемещающийся при вращении поворотной ступицы 5078, после соединения с клапанами защитного газа 5042, снова возвращается назад и снова проходит через пустотелую внутреннюю часть 5078с поворотной ступицы 5078 (по этой причине на проиллюстрированы два канала 5032а на Фиг. 24). Пневматический канал 5032а проходит через одно или более отверстий 5078b, таким образом проходя в непосредственной близости от наконечника сварочной горелки 5502. Пневматический канал 5032a, проиллюстрированный на Фиг. 35B, содержит подвижную часть пневматического канала, который вращается при вращении поворотной ступицы5078.

[00699] Фиг. 25 представляет собой частичный вид в разрезе передней вращающейся муфты 5032, которая, фактически, имеет ту же конструкцию, что и задняя вращающаяся муфта 5072. Передняя вращающаяся муфта 5032 используется для передачи сжатого воздуха из внешнего источника 5029 во встроенный баллон со сжатым воздухом 5128. Передняя вращающаяся муфта содержит статор 5032d и ротор 5032e. Ротор 5032e установлен на статоре 5032d посредством шарикоподшипников 5032f. Статор 5032d зафиксирован по отношению к центральному каркасу 5068, а ротор 5032е соединен с подвижной частью 5072d пневматического канала, противоположные концы подвижной части 5072d соединены с ротором или задней вращающейся муфтой 5072. Подвижная часть 5072d пневматического канала проходит через центральный проход 5016d контактного кольца 5016, таким образом вводится во внутреннюю часть 5078с поворотной ступицы 5078, а затем к ротору задней вращающейся муфты 5072.

[00700] Следует понимать, что хотя переднее контактное кольцо 5016 проиллюстрировано на Фиг. 26 и передняя вращающаяся муфта 5032 проиллюстрирована на Фиг. 25, одна и та же конфигурация для каждой из них применяется и к задней вращающейся муфте 5072, и к заднему контактному кольцу 5080.

[00701] Способ, с помощью которого подвижная часть пневматического канала проходит через центральный проход 5016d контактного кольца 5016 будет более понятным при рассмотрении поперечного разреза на Фиг. 24, который иллюстрирует это отличительное свойство в контексте его применения к заднему контактному кольцу 5080 и задней вращающейся муфте 5072. В частности, задняя вращающаяся муфта 5072 имеет наружный статор 5072а и внутренний ротор 5072b. Ротор 5072b получает сжатый воздух из вращающегося пневматического канала подачи 5072d (см. Фиг. 24 и 70; следует понимать, что Фиг. 70 представляет собой схематическое изображение, а канал 5072d схематически изображен на Фиг. 70, но проходит через внутреннюю часть 5078с поворотной ступицы, как проиллюстрировано на Фиг. 24). Вращающийся канал подачи 5072d соединен на его противоположном конце с ротором передней вращающейся муфты 5032. В частности, внешний расходный баллон 5029 сначала пропускает сжатый воздух через статор передней вращающейся муфты 5032, а затем выводит через ротор передней вращающейся муфты 5032. Передняя вращающаяся муфта 5032 имеет ротор, функционально связанный с поворотной ступицей 5078 таким образом, чтобы вращаться вместе. Вращающийся канал подачи 5072d проходит от ротора передней вращающейся муфты 5032 к ротору 5072b задней вращающейся муфты 5072. Сжатый воздух проходит через статор 5072а задней вращающейся муфты к неподвижному пневматическому каналу подачи 5072f, проходящему через него. Неподвижный пневматический канал подачи 5072f соединен через клапаны с баллоном со сжатым воздухом 5128, который периодически получает сжатый воздух из внешнего расходного баллона 5029, когда баллон 5128 израсходован. Как видно на Фиг. 24, вращающийся канал подачи 5072d проходит от ротора 5072b через центральное отверстие 5080d в заднем контактном кольце 5080. Затем, подвижный пневматический канал подачи 5072d проходит через проход 5078с внутри поворотной ступицы 5078 для соединения с передней вращающейся муфтой 5032.

[00702] Как видно на Фиг. 24, заднее контактное кольцо 5080 имеет внутренний ротор 5080r, внешний статор 5080s и подшипник 5080m между ними.

[00703] Как будет также понятно из Фиг. 24, 72, задняя вращающаяся муфта 5072 также имеет другой неподвижный канал 5072g, который получает защитный газ и баллона с защитным газом 5262, описанным более подробно ниже. Защитный газ проходит от статора 5072а к ротору 5072b, а затем наружу из ротора через подвижный пневматический канал 5032а. Подвижный пневматический канал 5032а проходит через отверстие 5080d в контактном кольце и в проходе 5078с. Пневматический канал 5032а перемещается вместе с вращением поворотной ступицы 5078. Противоположный конец пневматического канала 5032а соединяется с клапанами защитного газа 5042, а затем возвращается обратно (в связи с этим проиллюстрированы два канала 5032а на Фиг. 24) и проходит к сварочным горелкам 5502. По пути к сварочным горелкам 5502 подвижный пневматический канал 5032а проходит через отверстия 5078b в поворотной ступице 5078, как буде понятно из Фиг. 72.

[00704] Несмотря на то, что это не описано подробно в данном документе, следует понимать, что снабжение защитным газом через заднюю вращающуюся муфту 5072 также применимо к прохождению продувочного газа из баллона с продувочным газом 7070 через заднюю вращающуюся муфту 7072, как проиллюстрировано на Фиг. 94, описанной далее.

[00705] На фиг. 25 передняя вращающаяся муфта 5032 проиллюстрирована как имеющая два впускных и выпускных канала. Как проиллюстрировано, используется только один из каналов для передачи сжатого воздуха через пневматический канал (неподвижную часть 5032c и подвижную часть 5072d). Другие каналы не используются для передней вращающейся муфты, однако оба канала используются для задней вращающейся муфты 5072, как будет понятно из приведенного выше описания.

[00706] Следует понимать, что в некоторых вариантах реализации изобретения, может предоставляться беспроводное соединение к/от измерительного датчика, камеры и/или сварочной горелки, в этом случае использование контактного кольца для обеспечения определенной функциональности может быть пропущено.

[00707] В одном варианте реализации изобретения, коммуникационные сигналы могут не проходить по всему коммуникационному пути между фалом 5034 и электронным модулем секции привода 5118, и могут проходить между определенными устройствами/модулями коммуникационного пути.

[00708] В одном варианте реализации изобретения, все электронные модули во внутренней системе сварки 5004, включая самый передний электронный модуль 5014, электронный модуль подачи проволоки 5046, электронный модуль центральной секции 5064 и электронный модуль секции привода 5118 - каждый может иметь память, вторичное устройство хранения, и один или более процессоров, выполненных с возможностью управлять системой. В одном варианте реализации изобретения, все электронные модули во внутренней системе сварки 5004 могут быть выполнены с возможностью получать, обрабатывать, хранить, извлекать и передавать сигналы (датчиков или управления) и данные. В одном варианте реализации изобретения, эти электронные модули могут содержать другие компоненты. Например, различные электронные схемы, такие как схема подачи электропитания, схема формирования сигнала, схема привода соленоида и/или другие схемы, известные в данной области техники, могут быть интегрированы в электронные модули. В одном варианте реализации изобретения, все электронные модули во внутренней системе сварки 5004 могут быть выполнены с возможностью передавать управляющие сигналы, используемые для управления работой устройств, функционально связанных с ними, и получать данные или другие сигналы (датчиков) от устройств, функционально связанных с ними.

[00709] Например, самый передний электронный модуль 5014 функционально связан с передним двигателем вращения 5030, датчиком переднего положения 5022 и клапаном переднего зажима 5018. В одном варианте реализации изобретения, самый передний электронный модуль 5014 выполнен с возможностью передавать сигналы управления для управления работой переднего двигателя вращения 5030 и клапана управления передним зажимом 5018, и получать сигналы управления от датчика переднего положения 5022.

[00710] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 функционально связан с клапаном управления защитным газом 5042, двигателями систем подачи проволоки 5044, осевым двигателем сварочной горелки 5550, радиальным двигателем сварочной горелки 5512 и двигателем наклона сварочной горелки 5588. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль подачи проволоки 5046 выполнен с возможностью передачи сигналов управления для работы клапана управления защитным газом 5042, двигателями систем подачи проволоки 5044, осевым двигателем сварочной горелки 5550, радиальным двигателем сварочной горелки 5512 и двигателем наклона сварочной горелки 5588.

[00711] в одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 функционально связан с задним двигателем вращения 5074, датчиком заднего положения 5076 и клапаном управления задним зажимом 5062. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль центральной секции 5064 выполнен с возможностью передавать сигналы управления для управления работой заднего двигателя вращения 5074 и клапана управления задним зажимом 5062, и получать сигналы управления от датчика заднего положения 5076.

[00712] В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль секции привода 5118 функционально связан с приводными двигателями 5124, клапаном тормоза 5190 и клапаном приводного колеса 5192. В одном варианте реализации изобретения, электронный модуль секции привода 5118 выполнен с возможностью передавать сигналы управления для управления работой приводных двигателей 5124, клапан тормоза 5190 и клапан приводного колеса 5192.

[00713] Фиг. 72 иллюстрирует схематическую диаграмму, отображающую поток защитного газа через внутреннюю систему сварки 5004, при этом некоторые компоненты внутренней системы сварки 5004 не проиллюстрированы для ясности, а также для более лучшей иллюстрации других компонентов и/или характерных свойств внутренней системы сварки 5004.

[00714] В одном варианте реализации изобретения, канал подачи инертного/защитного газа выполнен с возможностью управлять подачей инертного/защитного газа из источника инертного/защитного газа 5262 в область между первым и вторым зажимами 5142, 5144, и по направлению к области в непосредственной близости от сварочного наконечника 5503 сварочной горелки 5502 для снижения количество кислорода в непосредственной близости от сварочного наконечника 5503 во время сварочной операции.

[00715] Как проиллюстрировано на Фиг. 72, баллоны с защитным газом 5262 проиллюстрированы в секции привода 5010 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, регулятор высокого давления 5264 может размещаться в секции привода 5010 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, регулятор высокого давления 5264 может размещаться в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072, сварочные горелки 5502, поворотная ступица 5078, задние и передние зажимы 5142, 5144 проиллюстрированы в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. В одном варианте реализации изобретения, передние и задние уплотнения 5146 и 5148 могут размещаться в центральной секции 5008 внутренней системы сварки 5004. Клапаны защитного газа 5042 проиллюстрированы в самой передней секции 5006 внутренней системы сварки 5004.

[00716] В одном варианте реализации изобретения, баллоны с защитным газом 5262 выполнены с возможностью поддерживать давление на уровне 500-2400 фунтов/кв. дюйм. Баллоны с защитным газом 5262 соединены каналом передачи текучей среды через каналы передачи текучей среды с задней вращающейся муфтой 5072. В одном варианте реализации изобретения, баллоны с защитным газом 5262 соединены каналом передачи текучей среды с задней вращающейся муфтой 5072 посредством клапана 5266 и регулятора высокого давления 5264. В одном варианте реализации изобретения, регулятор высокого давления 5264 выполнен с возможностью автоматического отсекания поток продувочного газа при давлении 75 фунтов/кв. дюйм. Другими словами, регулятор высокого давления 5264, как правило, установлен для снижения давления в баллоне с защитным газом 5262 до уровня 75 фунтов/кв. дюйм в канале передачи текучей среды после регулятора высокого давления 5264, и от задней вращающейся муфты 5072 к клапанам защитного газа 5042.

[00717] В одном варианте реализации изобретения, задняя вращающаяся муфта 5072 соединена каналом передачи текучей среды через канал передачи текучей среды с клапанами защитного газа 5042. В одном варианте реализации изобретения, защитный газ, хранящийся в баллонах с защитным газом 5262, передается через канал передачи текучей среды к задней вращающейся муфте 5072, а затем через канал передачи текучей среды из задней вращающейся муфты 5072 к клапанам защитного газа 5042. В одном варианте реализации изобретения, каждый клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью управлять расходом подачи защитного газа к соответствующей сварочной горелке 5502 через линию подачи защитного газа 5268. В одном варианте реализации изобретения, каждая сварочная горелка 5502 имеет соответствующий клапан защитного газа 5042, соединенный с ней. В одном варианте реализации изобретения, клапан защитного газа 5042 функционально связан для получения сигналов управления от электронного модуля подачи проволоки 5046. В одном варианте реализации изобретения, клапан регулировки защитного газа 5042 выполнен с возможностью подачи защитного газа к соответствующей сварочной горелке, когда он получает сигналы от электронного модуля подачи сварочной проволоки 5046.

[00718] В одном варианте реализации изобретения секция привода 5010 внутренней системы сварки 5004 может содержать баллоны с продувочным газом, баллоны с защитным газом 5262 и газовые баллоны со сжатым воздухом. В одном варианте реализации изобретения баллоны с защитным газом 5262 используются только для подачи защитного газа на сварочные горелки 5502. В одном варианте реализации изобретения отдельные баллоны с продувочным газом могут быть выполнены с возможностью заполнения и сохранения продувочного газа в камере продувочного газа. В одном варианте реализации изобретения сжатый воздух используется для наполнения уплотнений 5146 и 5148 и расширения зажимов 5142 и 5144.

[00719] В одном варианте реализации изобретения секция привода 5010 внутренней системы сварки 5004 может содержать газовые баллоны со сжатым воздухом и баллоны с продувочным/защитным газом. То есть, баллоны с продувочным и защитным газом являются одними и теми же. В одном варианте реализации изобретения сжатый воздух из газовых баллонов со сжатым воздухом используются для наполнения уплотнений 5146 и 5148 и расширения зажимов 5142 и 5144. В одном варианте реализации изобретения уплотнения 5146 и 5148 во внутренней системе сварки 5004 являются необязательными. В одном варианте реализации изобретения защитный газ, подаваемый на сварочные горелки 5502 и продувочный газ, подаваемый в камеру продувочного газа, подается посредством одного и того же баллона, содержащего продувочный/защитный газ. В одном варианте реализации изобретения подача продувочного газа в камеру продувочного газа является необязательной.

[00720] В одном варианте реализации изобретения секция привода 5010 внутренней системы сварки 5004 может содержать только баллоны с продувочным/защитным газом (т. е. отсутствуют газовые баллоны со сжатым воздухом). Это может иметь место в случае небольших внутренних систем сварки. В одном варианте реализации изобретения баллоны для продувочного/защитного газа выполнены с возможностью подачи продувочного/защитного газа на сварочные горелки 5502, продувочного/защитного газа в камеру продувочного газа и продувочного/защитного газа для наполнения уплотнений 5146 и 5148 и для расширения зажимов 5142 и 5144. В одном варианте реализации изобретения уплотнения 5146 и 5148 во внутренней системе сварки 5004 являются необязательными. В одном варианте реализации изобретения подача продувочного газа в камеру продувочного газа является необязательной.

[00721] На Фиг. 72A, 72B и 72C проиллюстрирован вид крупным планом внутренней сварочной горелки, используемой в системе предыдущего уровня техники и внутренней системы сварки 5004, соответственно, при этом трубы имеют широкий диапазон выравнивания зазора и радиального смещения. Например, как проиллюстрировано на Фиг. 72А, трубы 1022а, 1022b имеют зазор и радиальное смещение 1 мм.

[00722] Как проиллюстрировано на Фиг. 72B, в системе предшествующего уровня техники приподнятая кромка трубы защищает левую сторону кромки под сварку, что приводит к уменьшению глубины проплавления. Как проиллюстрировано на Фиг. 72С, один или более процессоров 5140, связанных с внутренней системой сварки 5004, выполнены с возможностью получения данных профиля сварки (например, до, во время и после процедуры сварки), а также выполнены с возможностью перемещения внутренней сварочной горелки 5502 и/или наклона внешней сварочной горелки 5502 для достижения полной глубины проплавления на основании полученных данных профиля сварки. Таким образом, данные профиля сварки из внутренней системы сварки 5004 могут использоваться для улучшения качества сварки.

[00723] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получения от полевой системы 5000 данных профиля, связанных со сваркой области контактной поверхности 5136 между первой трубой 1022а и второй трубой 1022b. В одном варианте реализации изобретения соответствующие данные профиля основаны на сканировании области контактной поверхности 5136 между трубами 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью сравнения одной или более характеристик соответствующих данных профиля с одной или более заранее заданными характеристиками профиля для формирования ответа к полевой системе 5000. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью передачи ответа к полевой системе 5000, чтобы на основе ответа вызвать выполнение полевой системой 5000 одной или более операций. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью передачи сигнала к полевой системе 5000 для прекращения процедуры, связанной со сваркой, изменения или усовершенствования протокола сварки, сохранения или дальнейшего анализа данных профиля области контактной поверхности 5136, сохранения или дальнейшего анализа данных профиля перед сваркой, сохранения или анализа данных профиля после сварки, подтверждения или модификации их версии и т.д.

[00724] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 функционально связаны с измерительным датчиком 5056 для определения профиля области контактной поверхности 5136 между двумя трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения сварочная горелка 5502 выполнена с возможностью создания сварного шва в области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b на основании данных о профиле контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения сварочная горелка (например, внешней системы сварки 7500) выполнена с возможностью создания сварного шва между трубами 1022а, 1022b на основании данных профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b.

[00725] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получения данных контроля от измерительного датчика 5056 до, после или во время операции сварки. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получения данных контроля от камеры контроля 5112 до, после или во время операции сварки. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получения данных контроля от измерительного датчика 5056 и камеры контроля 5112 до, после или во время операции сварки.

[00726] В одном варианте реализации изобретения камера контроля 5112 выполнена с возможностью сканирования области свариваемой контактной поверхности 5136 после выполнения сварочной операции. В одном варианте реализации изобретения камера контроля 5112 выполнена с возможностью отправки сигналов одному или более процессоров 5140 на основе сканирования. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью определения характеристики области свариваемой контактной поверхности 5136 на основе сигналов от камеры контроля 5112.

[00727] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью анализа данных для автоматического обнаружения подрезов или других отклонений формы.

[00728] В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 больше предварительно заданного порогового значения, она может называться нежелательной характеристикой области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 больше предварительно заданного порогового значения и разность между значением характеристики и предварительно заданным пороговым значением находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что нет необходимости в коррекции нежелательной характеристики области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 больше предварительно заданного порогового значения и разность между значением характеристики и предварительно заданным пороговым значением не находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что необходимо корректировать нежелательную характеристику области контактной поверхности 5136.

[00729] В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 меньше предварительно заданного порогового значения, она может называться нежелательной характеристикой области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 меньше предварительно заданного порогового значения и разность между значением характеристики и предварительно заданным пороговым значением находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что нет необходимости в коррекции нежелательной характеристики области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 меньше предварительно заданного порогового значения и разность между значением характеристики и предварительно заданным пороговым значением не находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что необходимо корректировать нежелательную характеристику области контактной поверхности 5136.

[00730] В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 не находится в пределах предварительно заданного диапазона, она может называться нежелательной характеристикой области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 не находится в пределах предварительно заданного диапазона, а находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что нет необходимости в коррекции нежелательной характеристики области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда значение характеристики области контактной поверхности 5136 не находится в пределах предварительно заданного диапазона и не находится в пределах предварительно заданного допустимого/приемлемого диапазона, определяется, что нет необходимости в коррекции нежелательной характеристики области контактной поверхности 5136.

[00731] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью получения электронных сигналов (например, генерируемых приемником измерительного датчика 5136) для определения, требуется ли коррекция нежелательной характеристики области контактной поверхности 5136. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью отправки команд двигателям 5030, 5074, управляющим угловым положением относительно оси одной из труб, в ответ на обнаружение одной или более нежелательных характеристик области контактной поверхности 5136, чтобы посредством двигателей 5030, 5074 вызвать вращение одной из труб 1022а, 1022b относительно другой из труб 1022а, 1022b для коррекции нежелательной характеристики. В одном варианте реализации изобретения двигатели 5030, 5074 выполнены с возможностью перемещения радиальных зажимов 5142, 5144.

[00732] В одном варианте реализации изобретения сварочная горелка 5502, функционально связанная с одним или более процессорами 5140, выполнена с возможностью выполнения операции сварки для сварки труб 1022а, 1022b вместе в ответ на обнаружение одним или более процессорами 5140 отсутствия нежелательных характеристик.

[00733] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед сварочной операцией и генерирования на его основе данных профиля перед сваркой. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с измерительным датчиком 5056 для сканирования всей области контактной поверхности 5136 между трубами 1022a, 1022b для генерации данных профиля перед сваркой до наплавления металла сварного шва для сварки двух труб 1022а, 1022b вместе. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 для получения данных профиля перед сваркой после первого зажима 5142 и второго зажима 5144, входящих в зацепление с первой трубой и второй трубой 1022а, 1022b, соответственно.

[00734] Дополнительно или в качестве альтернативы, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с камерой контроля 5112, устройством контроля на основе рентгеновской рентгенографии, устройством контроля на основе гамма-излучения, устройством ультразвукового контроля, устройством контроля магнитных частиц, устройством контроля вихревых токов или другими устройствами контроля для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022a, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 перед операцией сварки.

[00735] Процедура сканирования/проверки перед сваркой является одинаковой для внутренней системы сварки 3001 и системы продувки и проверки 7001 и, следовательно, не будет описываться снова со ссылкой на стыковочную внутреннюю систему сварки 3001 и систему продувки и проверки 7001.

[00736] В различных вариантах реализации изобретения описанные в данной заявке данные профиля «перед сваркой» относятся к данным, полученным от измерительного датчика (например, с помощью проверочного лазера), который сканировал область контактной поверхности между двумя свариваемыми трубами, до приведения в действие сварочной горелки, чтобы начать соединение труб друг с другом. Эти данные профиля перед сваркой передаются одному или более процессорам для определения, в достаточной ли степени выровнены трубы перед наложением любого металла сварного шва на область контактной поверхности. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда обнаружена несоосность, например, путем определения посредством одного или более процессоров, что несоосность выходит за допустимое значение несоосности, один или более процессоров выполнены с возможностью отправки сигналов к платформам, взаимодействующим с внешними поверхностями труб. Одна или обе платформы могут быть отрегулированы на основе выходных сигналов, полученных из данных профиля перед сваркой для регулировки относительного позиционирования между трубами для обеспечения допустимого значения несоосности выравнивания области интерфейса.

[00737] Следует понимать, что с учетом небольших несоответствий в структурах труб, часто (и обычно) не получается достичь абсолютно идеального выравнивания. Тем не менее, нет необходимости в таком идеальном выравнивании в случае, когда выравнивание находится в пределах области допустимых значений, подходящих для качественного сварного шва.

[00738] В одном варианте реализации изобретения данные профиля перед сваркой могут включать данные закругленности труб. В одном варианте реализации изобретения данные закругленности труб могут включать местоположение и величину минимального внутреннего диаметра, местоположение и величину максимального внутреннего диаметра, средний диаметр трубы, толщину стенки трубы, местоположение и величину минимальной толщины стенки и/или местоположение и величину максимальной толщины стенки. В одном варианте реализации изобретения данные закругленности труб могут включать сравнение между каждым местоположением и величиной минимального внутреннего диаметра, местоположением и величиной максимального внутреннего диаметра, местоположением и величиной минимальной толщины стенки, а также местоположением и величиной максимальной толщины стенки, и их соответствующими предварительно заданными значениями. В одном варианте реализации изобретения данные закругленности труб могут включать данные, полученные в результате сравнения между каждым средним внутренним диаметром трубы и средней толщиной стенки трубы, и их соответствующими предварительно заданными значениями. В одном варианте реализации изобретения данные закругленности труб могут включать отклонения внутреннего диаметра трубы во всех местоположениях по окружности трубы, полученные на основе сравнения.

[00739] В одном варианте реализации изобретения данные профиля перед сваркой могут включать данные профиля разделки шва трубы. В одном варианте реализации изобретения данные профиля разделки шва трубы могут включать геометрию разделки шва трубы. В одном варианте реализации изобретения данные профиля разделки шва трубы могут включать данные, полученные в результате сравнения между каждым размером и формой разделки шва, толщиной притупления кромки (контактного участка) разделки шва трубы, углом фаски разделки шва трубы, смещением разделки шва трубы и углом конуса разделки шва трубы, и их соответствующими предварительно заданными значениями. В одном варианте реализации изобретения данные профиля разделки шва трубы могут включать отклонения разделки шва трубы во всех местоположениях по окружности трубы, полученные на основе сравнения.

[00740] В одном варианте реализации изобретения данные профиля перед сваркой могут включать данные подгонки и выравнивания сварного соединения. В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать данные о зазоре между внутренними прилегающими концами (после выравнивания труб). В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать в себя данные о зазоре между разделками швов труб (после выравнивания труб). В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать в себя местоположение и величину минимального зазора, местоположение и величину максимального зазора и/или среднего зазора. В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать сравнение каждого местоположения и величины минимального зазора, и местоположения и величины максимального зазора и их соответствующих предварительно заданных значений. В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать данные, полученные в результате сравнения между величиной среднего зазора и его соответствующим предварительно заданным значением. В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать в себя отклонения зазоров труб во всех местоположениях по окружности трубы, полученные на основе сравнения. В одном варианте реализации изобретения данные подгонки и выравнивания сварного соединения могут включать в себя минимальные различия в высоте между трубами (например, допустимое выравнивание), и так далее.

[00741] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 после первого зажима 5142 и второго зажима 5144, входящих в зацепление с первой трубой и второй трубой 1022а, 1022b, соответственно. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью функционального соединения с первым устройство зацепления трубы 5052 трубы и вторым устройством зацепления трубы 5054. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управления первым устройством зацепления трубы 5052 и/или вторым устройством зацепления трубы 5054 на основе данных профиля перед сваркой для изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки.

[00742] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки путем приведения в действие первого устройства зацепления трубы 5052 и/или второго устройства зацепления трубы 5054 для изменения закругленности первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b на основе данных профиля перед сваркой. Например, в одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки путем избирательного приведения в действие одного или более башмаков зажима 5157 зажимов 5142 и/или 5144 для изменения округлости первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b на основе данных профиля перед сваркой.

[00743] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки путем приведения в действие первого устройства зацепления трубы 5052 и/или второго устройства зацепления трубы 5054 для вращения и/или продольного перемещения первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b на основе данных профиля перед сваркой. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки путем вращения одной трубы 1022а или 1022b относительно другой трубы 1022а или 1022b.

[00744] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью усовершенствования протокола сварки на основе данных профиля перед сваркой. В одном варианте реализации изобретения протокол сварки включает протокол скорости сварки и протокол положения сварочной горелки.

[00745] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управления платформами 5330 (как проиллюстрировано на Фиг. 10А и 10В) или 6010А и 6010В (как проиллюстрировано на Фиг. 73) для подачи поступающей трубы 1022а на втором конце трубы 1022b (после позиционирования узла каркаса внутренней системы сварки 5004 на втором конце трубы 1022b) на основе данных профиля перед сваркой для изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управления размещенными снаружи роликами 5332 платформ 5330 для подачи поступающей трубы 1022а на втором конце трубы 1022b (после позиционирования узла каркаса внутренней системы сварки 5004 на втором конце первой трубы 1022b) на основе данных профиля перед сваркой.

[00746] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управления платформами 5330 (как проиллюстрировано на Фиг. 10А и 10В) или 6010А и 6010В (как проиллюстрировано на Фиг. 73), для создания относительного перемещения между первой трубой 1022а и второй трубой 1022b на основе данных профиля перед сваркой для изменения области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b перед операцией сварки. В одном варианте реализации изобретения в случае определения на основе данных профиля перед сваркой, что требуется регулировка, наружная поверхность 5346 и/или 5348 (как проиллюстрировано на Фиг. 2G) первой трубы 1022a и/или второй трубы 1022b входит в зацепление для регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения в случае определения на основе данных профиля перед сваркой, что требуется регулировка, платформы 5330 (как проиллюстрировано на Фиг. 10А и 10В) и 6010А и 6010В (как проиллюстрировано на Фиг. 73) управляются посредством одного или более процессоров 5140 (или контролируются иным образом) для зацепления с внешними поверхностями 5346 и/или 5348 (как проиллюстрировано на Фиг. 2G) первой трубы 1022a и/или второй трубы 1022b для регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b.

[00747] В одном варианте реализации изобретения в случае, когда требуется уточнение данных профиля перед сваркой, первый зажим и/или второй зажим 5142, 5144 размыкаются для обеспечения возможности регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда требуется уточнение данных профиля перед сваркой, первый зажим и/или второй зажим 5142, 5144 размыкаются для обеспечения возможности регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда требуется уточнение данных профиля перед сваркой, первый и второй зажимы являются размещенными снаружи зажимами и размыкаются для обеспечения возможности регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения первый и второй зажимы включают как размещенные внутри зажимы, так и размещенные снаружи зажимы. В одном варианте реализации изобретения в случае, когда требуется уточнение данных профиля перед сваркой, как размещенные внутри зажимы, так и размещенные снаружи зажимы, размыкаются для обеспечения возможности регулировки относительного позиционирования труб 1022a, 1022b.

[00748] В одном варианте реализации изобретения регулировка относительного позиционирования труб 1022a, 1022b (на основе данных профиля перед сваркой) может выполняться либо автоматически посредством процессоров 5140, управляющих размещенными снаружи роликами 5332 (как проиллюстрировано на Фиг. 10А и 10В) или выполняется оператором с использованием крана и (внутренних и/или внешних) зажимов. В одном варианте реализации изобретения регулировка относительного позиционирования труб 1022a, 1022b (на основе данных профиля перед сваркой) также может называться повторным выравниванием труб 1022a, 1022b.

[00749] В одном варианте реализации изобретения регулировка относительного позиционирования труб 1022a, 1022b (на основе данных профиля перед сваркой) может включать регулировку вдоль продольной оси труб 1022a, 1022b и/или регулировку вдоль радиальной оси труб 1022а, 1022b. В одном варианте реализации изобретения регулировка относительного позиционирования труб 1022a, 1022b (на основе данных профиля перед сваркой) может включать регулировку положения и регулировку ориентации труб 1022a, 1022b. В одном варианте реализации изобретения регулировка относительного позиционирования труб 1022a, 1022b (на основе данных профиля перед сваркой) может включать перемещение вверх и вниз и продольное перемещение (вдоль продольной оси труб 1022а, 1022b).

[00750] В одном варианте реализации изобретения внутренний и/или внешний зажим(ы) (удерживающие трубы 1022а, 1022b на месте во время процедуры перед сваркой) освобождаются, при этом для манипулирования трубой на основе данных профиля перед сваркой могут использоваться кран, размещенные снаружи ролики 5332 с электронным управлением или другие аналогичные устройства. В одном варианте реализации изобретения внутренний и/или внешний зажим(ы) (удерживающие трубы 1022а, 1022b на месте во время процедуры перед сваркой) освобождаются перед процедурой повторного выравнивания. В одном варианте реализации изобретения после повторного выравнивания труб 1022a, 1022b трубы 1022a, 1022b зажимаются с помощью внешних и/или внутренних зажимов.

[00751] В одном варианте реализации изобретения новая труба 1022а, подлежащая сварке, может вращаться вокруг ее продольной оси относительно предшествующей трубы 1022b, которая была сварена, на основе данных профиля перед сваркой, которые были получены от измерительного датчика (например, проверочного лазера) 5056. В частности, данные профиля перед сваркой могут быть использованы для определения того, что в некоторых случаях относительные положения вращения труб 1022а и 1022b могут быть изменены, для обеспечения наилучшего совпадения для сварки. Например, если каждая из труб 1022а, 1022b имеет небольшую закругленность, то совпадение труб так, чтобы большая ось каждой из двух труб, как правило, была выровнена и малая ось каждой из двух труб, как правило, была выровнена, может иметь общий положительный эффект. Таким образом, в одном варианте реализации изобретения измерительный датчик 5056 может генерировать сигналы, которые обрабатываются одним или более процессорами 5140, для определения более целесообразного углового положения для поступающей трубы 1022a, подлежащей сварке. Такое вращение может быть выполнено посредством одного или более процессоров 5140, которые приводят в действие передний двигатель вращения 5030 для вращения трубы 1022а перед операцией сварки. В частности, для вращения поступающей трубы 1022а центральный каркас 5068 остается неподвижным с точки зрения вращения относительно ранее сваренной трубы. Данная неподвижная с точки зрения вращения связь между центральным каркасом 5068 и трубой 1022b осуществляется за счет того, что задний зажим 5144, приводимый в действие посредством одного или более процессоров 5140, осуществляет надежное сцепление с внутренней поверхностью трубы 1022b для предотвращения взаимного вращения между ними. В дополнение к заднему зажиму 5144 и центральному каркасу 5068, является неподвижным с точки зрения вращения относительно трубы, задний двигатель вращения 5074 не приводится в действие посредством процессора 5140, при этом блокируется вращение вала двигателя. Из-за того, что вращение вала заднего двигателя вращения заблокировано, вся поворотная ступица 5078 остается неподвижной с точки зрения вращения относительно центрального каркаса 5068 и трубы 1022b. Затем активируется передний двигатель вращения 5030. Его вал вращается для приведения в действие передаточного механизма, как проиллюстрировано на Фиг. 19 и описано выше, так что зубья шестерни 23 входят в зацепление с возможностью вращения с помощью зубьями шестерни 5023 кольцевого зубчатого колеса 5021. Поскольку узел подачи проволоки 5020 (который прикреплен к поворотной ступице 5078) и поворотная ступица 5078 зафиксированы от вращения, передний двигатель вращения 5030 и передаточный механизм 5023, функционально связанный с ним, движется по окружности вдоль кольцевого зубчатого колеса 5021. Эта вращательная движущая сила, созданная на переднем двигателе вращения 5030, перемещает с возможностью вращения самую переднюю секцию каркаса 5026, с которой соединен двигатель 5030. В свою очередь вращение самой передней секции каркаса 5026 приводит в движение с возможностью вращения передний зажим 5142. Зажим 5142 вращается вокруг поворотной ступицы 5078 на подшипниках 5108, 5098, которые расположены между зажимом 5142 и поворотной ступицей 5078. Поскольку зажим 5142 вытянут и зажат на внутренней поверхности трубы 1022а, в результате труба 1022а вращается до положения, определенного посредством одного или более процессоров 5140, на основе сканированной информации, полученной перед сваркой от измерительного датчика 5056. Во время вращения трубы 1022а в случае, когда внешняя платформа (5330, 6010A, 6010B) входит в зацепление с внешней поверхностью трубы, ролики 5332 на внешней платформе (5330, 6010A, 6010B) управляются с помощью команд посредством одного или более процессоров 5140 для того, чтобы дополнительно находиться в состоянии свободного хода, при котором они являются пассивными, или дополнительно один или более двигателей, функционально связанные с роликами 5332, управляются с помощью команд посредством одного или более процессоров 5140 для осуществления движения роликов 5332 с частотой вращения, соразмерной (аналогичной или такой же как) скорости, с которой передний двигатель вращения 5030 осуществляет вращение внутри трубы 1022а. Этот последний подход создает вращательные силы для трубы 1022а как внутри, так и снаружи трубы, хотя в некоторых вариантах реализации изобретения может быть достаточной только одна движущая сила.

[00752] В только что описанном варианте реализации изобретения зажимы 5142 и 5144 входят в зацепление с соответствующими трубами 1022а и 1022b для предотвращения относительного вращения между каркасом 5026 и трубой 1022а и предотвращения вращения между центральным каркасом 5068 и трубой 1022b. Однако в одном или более вариантах реализации изобретения зажимы 5142 и 5144 не должны быть выполненными для осуществления данной функции. Вместо этого колеса, функционально связанные с обоими каркасами, могут быть выполнены с возможностью входить в зацепление со связанными трубами с достаточным трением и/или наружным усилием для предотвращения относительного вращения между трубами и каркасами. В одном варианте реализации изобретения посредством колес обеспечивается воздействие или перемещение между каркасами и трубами, благодаря чему обычно обеспечивается возможность продольного перемещения только между каркасами и трубами и предотвращается относительное вращательное движение между ними. Это может быть справедливо для колес на одном или более каркасах. Вариант выбора вхождения колес в зацепление может использоваться только на одном из каркасов, на обоих каркасах и может дополнительно использоваться в сочетании с методикой зажима для одного или обоих каркасов.

[00753] Описанные в данной заявке способы вращения труб также могут использоваться для возврата каркасов в требуемое «начальное» вращательное положение или вращательное положение «до упора» после завершения сварочной операции, при этом новая труба подается для следующего сканирования перед сваркой.

[00754] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью отправки данных профиля перед сваркой к удаленному процессору для дальнейшей обработки.

[00755] В одном варианте реализации изобретения, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а и 1022b во время операции сварки в области контактной поверхности 5136 перед наложением на нее металла сварного шва и генерирования данных профиля «на лету».

[00756] Процедура сканирования/проверки «на лету» является одинаковой для внутренней системы сварки 3001 и системы продувки и проверки 7001 и, следовательно, не будет описываться снова со ссылкой на стыковочную внутреннюю систему сварки 3001 и систему продувки и проверки 7001.

[00757] В различных вариантах реализации изобретения данные профиля «на лету» относятся к данным, полученным от измерительного датчика во время операции сварки. Например, данные профиля «на лету» получают из положения непосредственно впереди (перед) свариваемой областью (например, 2,54 см - 15,24 см (1-6 дюймов) перед свариваемой областью). В частности, измерительный датчик сканирует область контактной поверхности в пределах области, подлежащей сварке, чтобы предоставить данные о профиле области контактной поверхности непосредственно перед нанесением металла сварного шва. Следует принимать во внимание, что профиль области контактной поверхности между трубами может незначительно изменяться по мере выполнения процесса сваривания большей части области контактной поверхности. Другими словами, сама последовательная сварка может незначительно изменить выравнивание/позиционирование труб в области контактной поверхности на участках области контактной поверхности, подлежащих сварке. Измерительный датчик измеряет профиль области контактной поверхности непосредственно перед нанесением сварочной горелкой металла сварного шва в областях контактной поверхности, подлежащих сварке, причем сигналы от измерительного датчика принимаются и используются посредством одного или более процессоров для вывода сигналов/команд к сварочной горелке и/или ее двигателям для управления различными параметрами сварочной горелки, чтобы адаптировать сварное соединение к трубам при их сваривании. Параметры сварочной горелки могут включать одно или более из следующего: скорость подачи проволоки, расход проволоки, ширина колебаний, форма колебаний, амплитуда колебаний, время сварки, расход газа, уровни мощности сварочной дуги, ток сварного шва, напряжение сварки, сопротивление сварного шва, скорость перемещения сварочной горелки, положение сварочного наконечника сварочной горелки вдоль оси трубы, угловое позиционирование сварочного наконечника сварочной горелки относительно ее плоскости вращения и/или расстояние от сварочного наконечника сварочной горелки до внутренних поверхностей свариваемых труб.

[00758] В одном варианте реализации изобретения данные профиля сварки «на лету» могут включать данные ступенчатого перехода. В одном варианте реализации изобретения данные профиля сварного шва в процессе работы могут включать данные ступенчатого перехода. В одном варианте реализации изобретения данные ступенчатого перехода могут включать сравнение между средней разностью высот и ее соответствующим предварительно заданным значением. В одном варианте реализации изобретения данные ступенчатого перехода могут включать отклонения разности высот труб во всех положениях по всему периметру труб на основании сравнения.

[00759] В одном варианте реализации изобретения данные о профиле сварного шва, полученные «на лету», могут включать характеристики сварного соединения.

В одном варианте реализации изобретения данные о профиле сварного шва, полученные «на лету», могут включать ширину сварного соединения и корневого зазора сварного соединения.

[00760] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью генерировать сигналы сварки для управления сварочной горелкой 5502 на основании данных о профиле, полученных «на лету». В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять положением и скоростью сварочной горелки 5502 на основании данных о профиле, полученных «на лету», во время операции сварки. В одном варианте реализации изобретения двигатель 5588 горелки функционально связан с одним или более процессорами 5140 для управления углом наклона сварной горелки 5502 во время операции сварки.

[00761] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью давать одному или более двигателей горелки 5512 команды перемещать сварочный наконечник 5503 дальше от области контактной поверхности 5136 после каждого сварного прохода, чтобы разместить наплавку металла сварного шва. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью управлять осевым двигателем 5550 сварочной горелки для управления осевым движением сварочной горелки 5502 (то есть перемещать сварочный наконечник 5503 дальше от области контактной поверхности 5136).

[00762] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью генерировать начальный нанесенный на график профиль сварного шва на основании данных о профиле состояния перед сваркой и изменять/приспосабливать начальный нанесенный на график профиль сварного шва на основании данных о профиле, полученных «на лету».

[00763] В одном варианте реализации изобретения скорость подачи проволоки, ширина колебаний, уровни мощности сварочной дуги и/или расстояние от сварочного наконечника 5503 сварочной горелки 5502 до поверхностей труб, которые должны быть сварены, могут управляться на основании данных о профиле, полученных «на лету».

[00764] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействовать с измерительным датчиком 5056 для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а и 1022b после сварочной операции и генерирования на его основе данных о профиле после сварки. В одном варианте реализации изобретения данные о профиле состояния после сварки получены с использованием измерительного датчика 5056, расположенного внутри первой трубы 1022а и/или второй трубы 1022b, без расцепления первого устройства зацепления трубы 5052 или второго устройства зацепления трубы 5054, соответственно, c внутренней поверхностью 5130 первой трубы 1022а или внутренней поверхности 5132 второй трубы 1022b.

[00765] Процедура сканирования/проверки после сварки является одной и той же для системы сварки плетей трубопровода 3001 и системы продувки и проверки 7001 и, следовательно, не будет описана снова со ссылкой на систему сварки плетей трубопровода 3001 и систему продувки и проверки 7001.

[00766] В качестве дополнительного или альтернативного варианта, один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью взаимодействия с камерой контроля 5112, устройством проверки рентгенографии, устройством проверки гамма-излучения, устройством ультразвукового контроля, устройством контроля магнитных частиц, устройством контроля вихревых токов или другими проверочными устройствами для сканирования области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b для определения профиля области контактной поверхности 5136 после операции сварки.

[00767] В одном варианте реализации изобретения данные о профиле состояния после сварки могут включать профиль(и) образованных валиков сварных швов. В одном варианте реализации изобретения данные о профиле состояния после сварки могут включать профиль(и) образованного прохода при заварке корня шва. В одном варианте реализации изобретения данные о профиле состояния после сварки могут включать характеристики формы сварного шва, такие как несоответствие, ослабление валика сварного шва и входной угол.

[00768] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью предписывать на основании данных о профиле после сварки выполнение еще одной операции сварки в области контактной поверхности 5136 между трубами 1022а, 1022b.

[00769] Некоторые переменные/параметры сварного шва хорошо известны своими взаимосвязями. Имеется ввиду, что изменение одной переменной/параметра сварки влечет за собой соответствующее изменение другой переменной/параметра сварки. Такие переменные/параметры сварки, как сварочный ток, сварочное напряжение, скорость перемещения сварочной горелки и погонная энергия, связаны между собой. Например, если сварочный ток увеличивается, а все остальные переменные/параметры сварки остаются без изменений, то напряжение уменьшается. Кроме того, если скорость перемещения сварочной горелки увеличивается, а все остальные переменные/параметры сварки остаются без изменения, то погонная энергия уменьшается. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью анализа собранных данных (например, до, после или во время операции сварки) для обнаружения проблем и изменения процесса/параметров. В одном варианте реализации изобретения на основании анализа и обнаружения один или более процессоров 5140 выполнены с возможностью приема внутренней системы сварки 5004 в автономном режиме для обслуживания по мере необходимости, чтобы предотвратить повторение ситуации.

[00770] В одном варианте реализации изобретения каждая точка данных, собранная/принятая одним или более процессорами 5140 до, после или во время операции сварки, сравнивается с ее соответствующим (золотому стандарту) идеальным значением сварки. Если какие-либо переменные процесса отличаются более чем на установленный/предварительно заданный предел, эти различия могут быть отмечены. Если различия превышают максимально допустимый объем дефекта, процесс сварки можно остановить, чтобы можно было исправить сварной шов. Со временем идеальные значения сварки и допустимые пределы могут быть улучшены по мере сбора большего количества данных о сварке.

[00771] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров могут быть выполнены с возможностью видеть, что произошло непосредственно перед тем, как имело место отклонение, и определить, имеется ли дефект в программировании цикла управления, который допустил наличие отклонения. В таком случае один или более процессоров могут отправить обновленную программу цикла управления во внутреннюю систему сварки 5004 и наблюдать, улучшает ли это изменение рабочие показатели внутренней системы сварки 5004.

[00772] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров также могут быть выполнены с возможностью контроля за командами, которые на месте дает оператор внутренней системе сварки 5004. Если эти команды определены так, чтобы предписывать дефекты сварки, один или более процессоров выполнены с возможностью отправки сообщения оператору о прекращении предоставления команд внутренней системе сварки 5004. Если команды определены для предотвращения дефектов сварки, один или более процессоров выполнены с возможностью отправки сообщения всем операторам, предписывая им начать использовать указанные команды.

[00773] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров выполнены с возможностью сбора и анализа данных неразрушающего контроля (NDT). В одном варианте реализации изобретения местоположения, в которых обнаружены дефекты сварки, можно сравнить с параметрами сварки, которые были зарегистрированы в том же месте, даже если дефект достаточно небольшой, чтобы не требовать ремонта. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров смогут получать информацию о дефектах сварки, которые не будут включены в обычный отчет о проверке. Это предоставляет одному или более процессорам очень хороший статистический образец по каждому параметру сварки и качеству произведенной сварки. Эта статистическая модель может использоваться для определения наилучших установочных параметров для каждого параметра сварки, а также допустимого отклонения от установочных параметров. Эти новые параметры могут быть переданы непосредственно во внутреннюю систему сварки 5004, поскольку каждое новое сканирование NDT улучшает статистическую модель.

[00774] В одном варианте реализации изобретения, как описано в данном документе, компьютерная система 5138 (содержащая один или более процессоров 5140) может представлять собой компьютерную систему, являющуюся локальной по отношению к полевой системе 5000. В другом варианте реализации изобретения, как описано в данном документе, компьютерная система 5138 может быть компьютерной системой, расположенной удаленно от полевой системы 5000 (например, удаленной компьютерной системой 13704 или другой удаленной компьютерной системой), и может быть соединена с возможностью связи с полевой системой 5000 или ее локальной компьютерной системой.

[00775] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут принимать (через приемник) данные о проверке, связанные с проверкой области контактной поверхности 5136 между трубами 1022a, 1022b от полевой системы 5000 (например, необработанные данные от проверочных устройств, данные с 2D- или 3D-изображениями, или другие данные о проверке). Одно или более проверочных устройств, используемых для проверки, могут содержать одну или любую комбинацию контрольного лазера, проверочную камеру, рентгенографическое проверочное устройство, устройство контроля гамма-излучения, ультразвуковое проверочное устройство, устройство контроля магнитных частиц, устройство токовихревого контроля, устройство контроля температуры или другое проверочное устройство. Данные проверки могут, соответственно, включать одну или любую комбинацию данных лазерного контроля, данные проверочной камеры, данные рентгенографического контроля, данные контроля гамма-излучения, данные ультразвукового контроля, данные контроля магнитных частиц, данные токовихревого контроля, данные контроля температуры или другие данные о проверке.

[00776] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут автоматически генерировать ответ, содержащий данные профиля для области контактной поверхности 5136 (например, данные профиля состояния перед сваркой, данные профиля «на лету», данные профиля состояния после сварки или другие данные) на основании полученных данных проверки, и передавать (через передатчик) данные профиля в полевую систему 5000. Например, в одном варианте реализации изобретения, когда принятые данные о проверке основаны на сканировании области контактной поверхности до операции сварки, один или более процессоров 5140 могут использовать полученные данные проверки для генерирования ответа, содержащего данные профиля состояния перед сваркой для области контактной поверхности 5136, и передавать (через передатчик) данные профиля состояния перед сваркой в полевую систему 5000. В одном варианте реализации изобретения, в котором принятые данные проверки основаны на сканировании области контактной поверхности во время операции сварки, один или более процессоров 5140 могут использовать полученные данные проверки для генерирования ответа, содержащего данные профиля сварки «на лету» для области контактной поверхности 5136, и передавать (через передатчик) данные профиля «на лету» в полевую систему 5000. В одном варианте реализации изобретения, в котором принятые данные проверки основаны на сканировании области контактной поверхности после операции сварки, один или более процессоров 5140 могут использовать полученные данные проверки для генерирования ответа, содержащего данные профиля после сварки для области контактной поверхности 5136, и передавать (через передатчик) данные профиля после сварки в полевую систему 5000.

[00777] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут автоматически генерировать ответ, содержащий один или более протоколов сварки или другие протоколы работы на основании принятых данных проверки, и передавать (через передатчик) протоколы операций в качестве данных о работе системы управления в полевую систему 5000. В качестве примера, после приема протоколов выполнения операций полевая система 5000 может выполнять одну или более операций на основании принятых протоколов выполнения операций. В другом варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут генерировать данные профиля на основании принятых данных проверки для получения данных профиля для области контактной поверхности 5136 (например, данные профиля состояния перед сваркой, данные профиля «на лету», данные профиля после сварки или другие данные профиля). В следующем варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут использовать данные профиля для получения протоколов сварки или других протоколов выполнения операций и передачи (через передатчик) протоколов выполнения операций в полевую систему 5000.

[00778] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут генерировать протокол сварки или другой протокол выполнения операций на основании данных проверки, связанных с одной или более другими трубами (кроме труб 1022a, 1022b), данных, связанных с входными параметрами (например, сварка или другие параметры), используемыми для выполнения одной или более операций (например, сварки или других операций) на других трубах, данных, связанных с наблюдениями за операциями, или других данных. В качестве примера один или более процессоров 5140 могут получать данные проверки от одной или более полевых систем и анализировать данные проверки, чтобы определить, имеет ли какая-либо труба дефекты, и какая из труб имеет дефекты. Затем процессоры могут сравнивать один или более наборов наблюдений за операцией, выполненной на одном или более объектах, на которых обнаружены дефекты (после выполнения операции), с одним или более других наборов наблюдений той же операции, выполненной на одном или более других объектов, на которых не обнаружены дефекты, чтобы определить, какие обстоятельства, вероятно, привели к возникновению дефекта (как описано более подробно в другом месте данного документа). На основании такого сравнения один или более процессоров 5140 могут генерировать протокол сварки или другой протокол выполнения операций таким образом, чтобы протокол выполнения операций предписывал избегать подобных обстоятельств или иным образом не допускать таких обстоятельств (которые, вероятно, привели к возникновению дефекта), когда протокол выполнения операций используется для одной или более последующих операций (например, последующих операций, которые являются такими же или похожи на выполненную и наблюдаемую операцию).

[00779] В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут получать данные профиля состояния перед сваркой для области контактной поверхности 5136 (между трубами 1022а, 1022b), когда данные профиля состояния перед сваркой основаны на сканировании области контактной поверхности 5136 в полевой системе 5000 до начала операции сварки. В качестве примера один или более процессоров могут получать данные профиля состояния перед сваркой от полевой системы 5000. В качестве другого примера один или более процессоров 5140 могут генерировать данные профиля состояния перед сваркой на основании данных проверки, полученных от полевой системы 5000. После получения данных один или более процессоров 5136 могут анализировать данные профиля состояния перед сваркой для генерирования ответа для полевой системы 5000. В одном варианте реализации изобретения один или более процессоров 5140 могут сравнивать одну или более характеристик данных профиля состояния перед сваркой (например, характеристики закругленности трубы, характеристики профиля разделки шва трубы, характеристики подгонки сварного соединения, характеристики выравнивания и другие характеристики) с одной или более характеристик приемлемых заранее определенных профилей состояния перед сваркой. На основании данного сравнения процессоры 5140 могут передавать (через передатчик) о