УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛОТКА НЕФТЕПРОВОДА Российский патент 1994 года по МПК F17D5/00 

Изобретение относится к эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано для определения местонахождения и оценки дефектов внутренней поверхности в действующих нефтепроводах.

Известно устройство контроля геометрии поверхности, включающее датчики, выполненные в виде двухплечевого рычага.

Недостатком известного устройства является невозможность его использования для контроля и оценки дефектов внутренней поверхности действующих трубопроводов.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для путевого обследования внутренней поверхности трубопроводов, содержащее каркас, прикрепленные к нему герметичный контейнер с электронными блоками, датчик регистрации расстояния, выполненный в виде двух колес, жестко насаженных на вращающуюся ось, снабженную кольцом с сигнальным датчиком, примыкающим к корпусу контейнера, механизм стабилизации коаксиального положения устройства, состоящий из упорных лыж, размещенных на телескопических подпружиненных кронштейнах, механизм стабилизации горизонтального положения оси датчика расстояния, состоящий из роликов с поворотной осью, кинематически соединенной с грузом-противовесом, датчики замера абсолютной глубины дефекта и деформации, каждый из которых состоит из измерительного ролика, насаженного на ось стойки, входящей во втулку, свободно перемещающуюся по вертикали и проходящую чрез отверстие в каркасе, внутрь которой пропущен верхний конец стойки, снабженной упорной гайкой и предохранительным упругим элементом; через верхнюю часть втулки пропущена измерительная рейка с упругим элементом и сигнальным датчиком (постоянным магнитом, на верхнем конце с возможностью свободного перемещения по вертикали в кармане контейнера электронных блоков в пределах диапазона измерений.

Основными недостатками известного устройства являются сложность и громоздкость конструкции датчиков замера абсолютной глубины дефекта и деформации, что снижает надежность работы устройства. Опыт эксплуатации действующих нефтепроводов показывает, что наиболее подверженным участком нефтепровода для коррозии является его лоток, что обусловлено наличием в нефти воды (до 5% ), которая в результате расслоения постоянно находится на внутренней поверхности лотка нефтепровода и вызывает так называемую "ручейковую коррозию".

Так, например, за период с 1981 по 1989 г.г. на нефтепроводах, обслуживаемых Южным управлением магистральных нефтепродуктов (ЮЖУМНПП), характеристика дефектов линейной части трубопроводов, приведших к аварийной ситуации, была обусловлена на 97% дефектами внутренней поверхности лотка. Поэтому, с точки зрения практического применения устройств контроля нефтепроводов, целесообразным является исследование в первую очередь лотка нефтепровода, что позволяет значительно упростить и удешевить конструкцию и эксплуатацию устройства контроля, обследуя только лоток нефтепровода без существенного снижения качества диагностики.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство контроля внутренней поверхности лотка нефтепроводов содержит каркас, прикрепленные к нему на шарнирных опорах и упругих элементах герметичный контейнер с электронными блоками, датчик регистрации расстояния, механизм стабилизации горизонтального положения, механизм стабилизации коаксиального положения, датчики замера абсолютной глубины дефекта, состоящие из двух фиксирующих роликов, жестко соединенных с контейнером, расположенных между ними измерительных роликов, соединенных через общую ось с подпружиненными рычагами усиления сигнала, снабженными сигнальными датчиками, подвижно соединенными с контейнером.

На фиг.1 показано устройство контроля внутренней поверхности лотка нефтепроводов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.2.

Устройство состоит из каркаса 1, прикрепленного к нему на шарнирных опорах 2 и упругих элементах 3 герметичного контейнера с электронными блоками 4, датчиков замера абсолютной глубины дефекта, выполненных в виде двух фиксирующих роликов 5, жестко соединенных через раму 6 с контейнером 4, расположенных между ними измерительных роликов 7, каждый из которых вращается на оси 8, прикрепленной к вилке 9, вставленной в нижнее отверстие колена 10, насаженного совместно с ограничительной втулкой 11 на общую ось 12, которая прикреплена к раме 6, жестко соединенной с контейнером 4 и через упругие элементы 13 - с верхней частью колена 10, в отверстии которого закреплен рычаг 14 усиления сигнала, снабженный сигнальным датчиком 15, помещенным в паз на наружной поверхности контейнера 4, образованный ограничительной планкой 16 и ребрами 17, датчика 18 замера расстояния, механизма 19 стабилизации горизонтального положения и механизма 20 коаксиального положения.

Устройство контроля внутренней поверхности лотка нефтепроводов работает следующим образом. Предварительно на трассе нефтепровода 21 назначают исследуемый участок, длина которого определятся расстоянием между приемными камерами для загрузки и выгрузки очистных устройств нефтепровода 21. Средством перемещения устройства контроля внутренней поверхности лотка нефтепроводов внутри трубопровода 21 может служить любое устройство, способное перемещаться внутри трубопровода под действием потока жидкости, например поршень. В приемную камеру трубопровода 21 упаковывают поршень и устройство контроля, прикрепленное к нему буксирным приспособлением. После герметизации камеры поршень начинает движение со скоростью, равной скорости потока, буксируя за собой устройство контроля в направлении движения потока. Устройство, попадая в трубопровод 21, фиксирует в нем свое коаксиальное положение относительно оси трубопровода 21 фиксирующими роликами 5, колесами датчика 18 замера расстояния, роликами 19 механизма стабилизации горизонтального положения и лыжами механизма 20 коаксиального положения. Замер абсолютной глубины дефекта в лотке нефтепровода 21 проводится с самого начала процесса движения устройства контроля. Благодаря прижатию сверху упругими элементами механизма 20 стабилизации коаксиального положения, жесткому соединению фиксирующих роликов 5 и общей оси 12 с контейнером 4, соединенным с каркасом 1 устройства контроля через шарнирные опоры 2 и упругие элементы 3, фиксирующие ролики 5 и измерительные ролики 7 постоянно прижаты к внутренней поверхности лотка нефтепровода 21 несмотря на возможные изменения геометрии его живого сечения, что исключает искажения в замере абсолютной глубины дефекта при прохождении, например, сечения, имеющего форму эллипса, вытянутого по вертикали. При движении устройства контроля измерительные ролики 7, попадая в раковины или выемки лотка, под действием упругих элементов 13 поворачиваются коленами 10 вокруг общей оси 12, прорезают своей острой кромкой слой отложений (парафин, шлам, смолистые образования и т. п. ), опускаются до граничной поверхности дефекта, сохраняя собственное вращательное движение, и перемещают при этом рычаги 14 усиления сигнала, выполняющие функцию усилителя сигнала величины абсолютной глубины дефекта с коэффициентом усиления сигнала, равным
К = где L - длина рычага 14 усиления сигнала;
l - длина вилки 9;
d - диаметр измерительного ролика 7, в результате чего сигнальные датчики 15 (например, постоянный магнит) перемещаются вдоль ребер 17 в пазе контейнера 4 на расстояние, равное
ΔS= KΔl (Δ l - длина дуги, описываемой роликом 7 при попадании его в выемку на лотке нефтепровода 21), что позволяет увеличить расстояние между приемниками сигналов различной глубины эффектов в электронном блоке от величины Δ l до величины, большей ее в К раз Δ S, что исключает возможность наложения магнитного поля сигнального датчика 15 на несколько приемников сигнала в электронном блоке сразу, и таким образом значительно увеличивает надежность и достоверность информации, записываемой в электронный блок. При наезде на препятствие (например, какой-либо посторонний предмет) рычаг 14 усиления сигнала упирается в ограничительную планку 16, срабатывает упругий элемент 3, в результате чего происходит отжатие датчиков замера глубины дефекта совместно с контейнером 4 вверх и преодоление препятствия без их поломки и деформации. Информация о пройденной задвижке или тройнике передается в электронные блоки контейнера 4 приемом сигнала об опускании измерительных роликов 7 на нижний критический уровень, равный или больший толщины стенки нормального трубопровода. Информация о пройденном расстоянии и местонахождении дефекта передается путем считывания числа оборотов колес датчика 18 замера расстояния.

Для контроля изменения геометрии живого сечения трубопровода устройство можно оснастить несколькими щупами для замера текущего значения диаметра трубопровода.

После регистрации прибытия устройства контроля в приемную камеру оно извлекается оттуда, от устройства отделяют контейнер 4, электронные блоки которого затем подключают к ЭВМ для обработки и выдачи информации о состоянии внутренней поверхности лотка обследованного участка магистрали.

Сущность изобретения: к каркасу прикреплен герметичный контейнер с электронными блоками. Устройство снабжено датчиком регистрации расстояния, датчиками замера глубины дефектов, механизмами стабилизации горизонтального положения и коаксиального положения устройства. Контейнер снабжен осью, жестко соединенной с его корпусом, и установлен на каркасе на упругих элементах. Датчики замера глубины дефектов выполнены в виде двуплечего рычага, на одном плече которого установлен ролик, на другом - датчик сигнала, и установлены на оси. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛОТКА НЕФТЕПРОВОДА, содержащее каркас, прикрепленный к нему герметичный контейнер с электронными блоками, датчик регистрации расстояния, датчики замера глубины дефектов, механизм стабилизации горизонтального положения и механизм стабилизации коаксиального положения устройства, отличающееся тем, что оно снабжено упругими элементами и роликом, контейнер снабжен осью, жестко соединенный с его корпусом, и установлен на каркасе на упругих элементах, датчики замера глубины дефекта выполнены в виде двуплечего рычага, на одном плече которого установлен ролик, а на другом - датчик сигнала, и установлены на оси.