УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ И ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СНАРЯДОВ В ТРУБОПРОВОДЕ Российский патент 2001 года по МПК F17D5/00 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может использоваться для диагностики и прочистки магистральных нефтепроводов /МН/, поиска и определения местонахождения с поверхности грунта застрявших и контроля прохождения очистных и диагностических устройств /снарядов/, длительного получения электроэнергии /более 5000 часов/ от автономного источника питания.

Известно устройство для определения местонахождения очистных и диагностических снарядов в трубопроводе /1/.

Недостатком данного устройства является источник электроэнергии /аккумуляторы и гальванические элементы/ с ограниченным временем непрерывной работы. Функциональные его возможности не позволяют быстро определить с контрольного блока /КБ/ с достаточной точностью место застревания снаряда для дальнейшей локализации, а также сделать оценку появившихся отложений в трубопроводе и определить способ их удаления без вскрытия трубопровода.

Для создания устройства диагностики и прочистки МН /У ДПМН/ устройство, содержащее передатчик, аккумуляторную батарею /АБ/ и приемник /1/, располагаемый над МН, содержит А-рамку /2/, акустический локатор /АЛ/ /3/, взрывозащищенный турбогенератор /ВТГ/ /4,5/ с реле-регулятором /РР/ /6/, диафрагму давления /ДД/, зачищающую диафрагму /ЗД/, резцовую головку с резцами на осях с пружинами, пружину на штоке, таймер, фиксирующий время остановки снаряда /ТОС/, срезаемый штифт в вале /ВТГ/ и резцовой головке, отделяемый контейнер /ОК/ с крышкой - ступицей, в которой находится ось - фиксатор, штырь с кулачком в конце вала ВТГ, таймер, фиксирующий время отделения ОК, диафрагмы, центраторы, мерные спицы на ОК и дефектоскоп - толщиномер внутри ОК /7/.

Предлагаемое устройство состоит из:
- передатчика - 1,
- АБ-2,
- приемника - 3,
- А-рамки - 4,
- АЛ-5,
- ВТГ - 6,
- РР - 7,
- ДД-8,
- ЗД-9,
- резцовой головки - 10,
- резцов - 11,
- осей-12,
- пружины - 13,
- пружины -14,
- штока-15,
- таймера-16,
- срезаемого штифта - 17,
- вала-18,
- OK-19,
- крышки ступицы - 20,
- оси - фиксатора - 21,
- штыря - 22,
- таймера-23,
- диафрагм - 24,
- центраторов - 25,
- спиц - 26,
- дефектоскопа - 27.

У ДПМН /чертеж/ работает следующим образом.

В исходном состоянии У ДПМН устанавливается в МН и движется в нем с передатчиком 1, работающим от АБ 2, радиосигналы принимаются приемниками 3 КБ. В случае застревания снаряда в МН его местонахождение на основе информации КБ определяется предварительно /±100 м/ по скорости движения снаряда и времени остановки таймера ОК, а затем локализуется с помощью переносного приемника 3, А-рамки 4 и АЛ 5.

При движении снаряда ВТГ 6 вырабатывает электроток, регулируемый РР 7, при этом число об/с ротора ВТГ 6 зависит от перепада давления на диафрагме давления 8, обусловленного величиной сечения впускных и выпускных отверстий турбины /смотри путь, указанный стрелками на чертеже/.

При работе ВТГ 6 его корпус /статор/ может вращаться противоположно вращению ротора. Для уменьшения вращения корпуса ВТГ 6 диафрагма давления 8 снабжена периферийным кольцом с эластичными лепестками, прижатыми к внутренней поверхности трубы, а зачищающая диафрагма 9 - лопастями для торможения и резцами, зачищающими трубопровод.

При остановке снаряда увеличивается перепад давления на диафрагме давления 8, это увеличивает обороты ВТГ 6, вместе с ротором которого вращается резцовая головка 10 с резцами 11.

Под действием возросших центробежных сил резцы 11 поворачиваются на осях 12, преодолевая усилие пружин 13, приближают режущие кромки к стенке трубы до момента освобождения снаряда.

При повороте резца 11 под действием пружины 14 перемещается шток 15, упирающийся в резец, выключающий таймер 16, фиксирующий время остановки снаряда.

Если резцы 11 остановятся, будучи не в состоянии преодолеть сопротивление материала пробки в МН, срежется штифт 17, фиксирующий головку 10 на вале 18 ВТГ. При этом ОК 19, снабженный крышкой 20, начнет отделяться от снаряда, так как прекратит вращаться втулка-фиксатор 21, выступ которого входит в пружину резцовой головки 10.

При вывинчивании конца вала 18 из втулки-фиксатора 21 штырь 22 с кулачком включает таймер 23, фиксирующий время отделения ОК 19. Когда вал полностью вывинтится из втулки-фиксатора 21, ОК 19 отделится от снаряда и начнет перемещаться с помощью диафрагм 24 на центраторах 25, унося информацию о месте сужения МН, полученную с помощью мерных спиц 26 или ультразвукового дефектоскопа-толщиномера 27.

При прохождении ОК 19 КБ сигналы дефектоскопа 27 фиксируются аппаратурой КБ и передаются по линии связи или сигналы аппаратуры КБ фиксируются дефектоскопом 27 и доставляются ОК 19 к конечному КБ.

Более подробно устройство и работа известных узлов и блоков /ВТГ 6, приемо-передатчика и контролирующей аппаратуры/ изложены в литературе /1-7/.

Предлагаемое устройство имеет экономические показатели выше существующих на порядок, так как позволяет осуществлять сбор информации о состоянии МН, его диагностику и увеличивает возможности прочистки МН без вскрытия трубы, а также решает проблему длительного получения электроэнергии от автономного источника питания ограниченных размеров.

Существующий уровень техники позволяет создать автоматизированную систему сбора информации, диагностики действующих МН и их прочистки, увеличивающую безопасность эксплуатации и сокращающую число аварий.

Используемая литература:
1. Описание изобретения к патенту Р.Ф. N 2110729, 10.05.98 г. Бюлл. N 13. Мугалимов Ф.М. и др.

2. Корчагин Ю.А. "Индивидуальный прием программ спутникового телевидения". Воронеж. Изд. Воронежского университета. 1990. С. 101, рис. 11.2.

3. Климовский Е. М. "Очистка и испытание магистральных трубопроводов", Москва, "Недра", 1987, с. 124.

4. Иогансен К.В. "Спутник буровика", Москва, "Недра", 1990, с. 40-44.

5. Справочник по электрическим машинам. Т. 2. Ред. И.П. Копылов. Москва, Энергоатомиздат, 1989, с. 540-541.

6. Роговчев А.В. "Автомобили и тракторы". Москва, "Транспорт", 1977, с. 249-252. Рис. 163.

7. Алешин Н.П. "Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий". Москва, ВШ, 1991, с. 197-198.

8. /3/ С. 104-124.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Устройство, содержащее передатчик электромагнитных сигналов, установленный на снаряде с герметичным контейнером и аккумуляторной батареей, соединенной с модулятором, генератором и излучающей антенной, снабжено контрольным блоком с приемниками сигналов, А-рамкой и акустическим локатором, при этом на снаряде размещен взрывозащищенный турбогенератор с реле-регулятором тока, с установленной со стороны турбины уплотнительной диафрагмой, со стороны генератора - зачищающей диафрагмой с резцами и резцовой головкой с резцами, установленными на осях с пружинами, а снаряд снабжен таймером с выключателем, соединенным с одним концом штока с пружиной, другой конец которого упирается в резец, срезаемым штифтом, соединяющим резцовую головку с валом турбогенератора, отделяемым контейнером с диафрагмами на центраторах и втулкой-фиксатором, штырем с кулачком, соединяющим конец вала турбогенератора с выключателем таймера, спицами и дефектоскопом-толщиномером. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для определения местонахождения очистных и диагностических снарядов в трубопроводе, содержащее передатчик электромагнитных сигналов, последний монтируется на снаряде и содержит герметичный контейнер, в котором размещены аккумуляторная батарея, соединенная через выключатель с модулятором, выход которого соединен с электронным генератором, выход последнего соединен с излучающей антенной, представляющей собой катушку на металлическом каркасе с щечками, сигналы которой в случае застревания снаряда в магистральном нефтепроводе улавливает антенна переносного приемника, расположенного над трубопроводом на поверхности грунта, отличающееся тем, что устройство снабжено контрольным блоком с приемниками сигналов, А-рамкой и акустическим локатором, при этом на снаряде размещен взрывозащищенный турбогенератор с реле-регулятором тока, с установленной со стороны турбины уплотнительной диафрагмой, со стороны генератора-зачищающей диафрагмой с резцами и резцовой головкой с резцами, установленными на осях с пружинами, а снаряд снабжен таймером с выключателем, соединенным с одним концом штока с пружиной, другой конец которого упирается в резец, срезаемым штифтом, соединяющим резцовую головку с валом турбогенератора, отделяемым контейнером с диафрагмами на центраторах и втулкой-фиксатором, штырем с кулачком, соединяющим конец вала турбогенератора с выключателем таймера, спицами и дефектоскопом-толщиномером. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус турбогенератора выполнен с возможностью вращения противоположно вращению ротора, при этом для уменьшения вращения корпуса уплотнительная диафрагма снабжена периферийным кольцом с эластичными лепестками, прижатыми к внутренней поверхности трубы, и резцами. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что крышка отделяемого контейнера снабжена втулкой-фиксатором с буртиком, удерживающим ее в крышке, и с выступом, расположенным между проушинами резцовой головки. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что уплотняющая диафрагма содержит регулирующие заслонки впускных и выпускных отверстий турбины.