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一種海底管道漏磁內檢測裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510254460.1

申請日:

2015.05.18

公開號:

CN104989913A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F16L 55/28申請公布日:20151021|||實質審查的生效IPC(主分類):F16L 55/28申請日:20150518|||公開
IPC分類號: F16L55/28; F16L101/30(2006.01)N 主分類號: F16L55/28
申請人: 中海石油(中國)有限公司; 中海油能源發展裝備技術有限公司; 北京華航無線電測量研究所; 東北大學
發明人: 王增國; 唐建華; 許振豐; 鄭莉; 王建豐; 黃建蝦; 劉旭; 崔礦慶; 周廷; 李芳明; 倪劍
地址: 300452天津市塘沽區石油新村
優先權:
專利代理機構: 北京品源專利代理有限公司11332 代理人: 張海英; 林波
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510254460.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.09.26|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種海底管道漏磁內檢測裝置,涉及海底油氣管道檢測技術領域。該海底管道漏磁內檢測裝置包括中心骨架以及安裝于所述中心骨架兩端的支撐皮碗,所述中心骨架上沿圓周方向設置有多個磁路模塊,所述磁路模塊通過彈性支撐組件安裝于所述中心骨架上,并在所述彈性支撐組件的彈力作用下始終與所述海底管道的內壁相貼合。本發明提供的海底管道漏磁內檢測裝置的磁路模塊在彈性支撐組件的彈力作用下能夠始終與海底管道的內壁相貼合,當管道的內徑發生變化時,檢測裝置的形狀能夠進行自適應的改變,因此磁路模塊與海底管道內壁之間始終能夠實現磁路閉環,保證檢測裝置沿途檢測無遺漏點,大大提高了檢測精度。

權利要求書

權利要求書
1.  一種海底管道漏磁內檢測裝置,包括中心骨架(5)以及安裝于所述中心骨架(5)兩端的支撐皮碗(1),所述中心骨架(5)上沿圓周方向設置有多個磁路模塊(3),其特征在于:所述磁路模塊(3)通過彈性支撐組件安裝于所述中心骨架(5)上,并在所述彈性支撐組件的彈力作用下始終與所述海底管道的內壁相貼合。

2.  根據權利要求1所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述彈性支撐組件包括限位銷(2)和彈性件,所述磁路模塊(3)通過所述限位銷(2)安裝于所述中心骨架(5)上并可沿所述限位銷(2)滑動,所述彈性件設置于所述中心骨架(5)與所述磁路模塊(3)之間,所述磁路模塊(3)在所述彈性件的彈力作用下始終與所述海底管道的內壁相貼合。

3.  根據權利要求2所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述磁路模塊(3)的兩端設置有磁路支架(7),所述限位銷(2)包括導向桿以及設置于導向桿一端的限位部,所述導向桿的另一端依次穿過所述磁路支架(7)和所述彈性件與所述中心骨架(5)固定連接,所述磁路支架(7)可沿所述導向桿滑動,并在所述彈性件的彈力作用下與所述限位部抵接。

4.  根據權利要求1至3任一項所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述磁路模塊(3)包括導磁基座(13)、設置于所述導磁基座(13)外側面中部的傳感器模塊(9)以及設置于傳感器模塊(9)兩側的磁鐵塊(12),每個所述磁鐵塊(12)上自下而上依次設置有導磁墊(11)和耐磨墊(10)。

5.  根據權利要求4所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述耐磨墊(10)的外側面呈與管道內壁相適配的弧形,所述耐磨墊(10)沿軸線方向的兩側設置有耐磨帶(23),所述耐磨帶(23)的外側面也呈與管道內壁相適配的弧形。

6.  根據權利要求1至3任一項所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:相鄰兩磁路模塊(3)相對的兩側面始終保持相互平行。

7.  根據權利要求1至3任一項所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述支撐皮碗(1)呈碗狀結構,兩個所述支撐皮碗(1)的碗口朝向一致,在所述支撐皮碗(1)的碗口邊沿設置有锪槽(22)。

8.  根據權利要求7所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述锪槽(22)呈V形開口狀,所述V形開口的夾角為40°至60°,槽深為15至20mm。

9.  根據權利要求1至3任一項所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述磁路模塊(3)在與其軸線垂直的截面上的形狀呈扇環形。

10.  根據權利要求9所述的海底管道漏磁內檢測裝置,其特征在于:所述扇環形的中心角為24°,所述磁路模塊(3)的數量為15個。

說明書

說明書一種海底管道漏磁內檢測裝置
技術領域
本發明涉及海底油氣管道檢測技術領域,尤其涉及一種海底管道漏磁內檢測裝置。
背景技術
隨著對海底石油、天然氣等資源的需求量逐漸加大,管道作為海底最基礎、最經濟的能源運輸方式之一,其安全性越來越受到重視,長久以來管道泄漏事故的發生多由管壁的金屬腐蝕和缺陷引起。因此近年來石油及天然氣傳輸管道的內檢測設備需求及應用越來越廣泛。
目前的一些檢測設備主要是應用于陸地管道檢測,對于海底石油及天然氣管道的高溫高壓環境很難適用。另外,由于實際檢測工作中,管道內徑尺寸并不均勻,存在一定的縮徑,并沿著管道在一定范圍內變化,現有的漏磁檢測裝置的外徑固定,因此不能保證其始終與管道內壁貼合,會造成檢測點的遺漏,影響檢測結果的精確度。
發明內容
本發明的目的在于提出一種在管道內徑變化時進行自適應形變、保證檢測傳感器始終與管道內壁貼合、檢測精度高、無遺漏點的海底管道漏磁內檢測裝置。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種海底管道漏磁內檢測裝置,包括中心骨架以及安裝于所述中心骨架兩 端的支撐皮碗,所述中心骨架上沿圓周方向設置有多個磁路模塊,所述磁路模塊通過彈性支撐組件安裝于所述中心骨架上,并在所述彈性支撐組件的彈力作用下始終與所述海底管道的內壁相貼合。
優選的,所述彈性支撐組件包括限位銷和彈性件,所述磁路模塊通過所述限位銷安裝于所述中心骨架上并可沿所述限位銷滑動,所述彈性件設置于所述中心骨架與所述磁路模塊之間,所述磁路模塊在所述彈性件的彈力作用下始終與所述海底管道的內壁相貼合。
優選的,所述磁路模塊的兩端設置有磁路支架,所述限位銷包括導向桿以及設置于導向桿一端的限位部,所述導向桿的另一端依次穿過所述磁路支架和所述彈性件與所述中心骨架固定連接,所述磁路支架可沿所述導向桿滑動,并在所述彈性件的彈力作用下與所述限位部抵接。
優選的,所述磁路模塊包括導磁基座、設置于所述導磁基座外側面中部的傳感器模塊以及設置于傳感器模塊兩側的磁鐵塊,每個所述磁鐵塊上自下而上依次設置有導磁墊和耐磨墊。
優選的,所述耐磨墊的外側面呈與管道內壁相適配的弧形,所述耐磨墊沿軸線方向的兩側設置有耐磨帶,所述耐磨帶的外側面也呈與管道內壁相適配的弧形。
優選的,相鄰兩磁路模塊相對的兩側面始終保持相互平行。
優選的,所述支撐皮碗呈碗狀結構,兩個所述支撐皮碗的碗口朝向一致,在所述支撐皮碗的碗口邊沿設置有锪槽。
優選的,所述锪槽呈V形開口狀,所述V形開口的夾角為40°至60°,槽深為15至20mm。
優選的,所述磁路模塊在與其軸線垂直的截面上的形狀呈扇環形。
優選的,所述扇環形的中心角為24°,所述磁路模塊的數量為15個。
本發明的有益效果為:
本發明提供的海底管道漏磁內檢測裝置的磁路模塊通過彈性支撐組件安裝在中心骨架上,磁路模塊在彈性支撐組件的彈力作用下能夠始終與海底管道的內壁相貼合,當管道的內徑發生變化時,檢測裝置的形狀能夠進行自適應的改變,因此磁路模塊與海底管道內壁之間始終能夠實現磁路閉環,保證檢測裝置沿途檢測無遺漏點,大大提高了檢測精度。
附圖說明
圖1是本發明實施例一提供的海底管道漏磁內檢測裝置的結構示意圖;
圖2是本發明實施例一提供的一組磁路模塊與中心骨架配合的結構示意圖;
圖3是本發明實施例一提供的磁路模塊的結構示意圖;
圖4是本發明實施例一提供的磁路模塊的剖視圖;
圖5是本發明實施例一提供的耐磨墊的結構示意圖;
圖6是本發明實施例一提供的中心骨架的結構示意圖;
圖7是本發明實施例一提供的中心骨架的剖視圖;
圖8是本發明實施例一提供的支撐皮碗的結構示意圖;
圖9是本發明實施例一提供的支撐皮碗的剖視圖。
圖中,1、支撐皮碗;2、限位銷;3、磁路模塊;4、彈簧;5、中心骨架;6、皮碗壓盤;7、磁路支架;71、固定塊;72、凸耳;9、傳感器模塊;10、耐磨墊;11、導磁墊;12、磁鐵塊;13、導磁基座;14、安裝法蘭;15、柱狀結構;17、限位銷安裝螺紋孔;18、走線孔;19、安裝凸臺;20、方形凸 臺;22、锪槽;23、耐磨帶。
具體實施方式
下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
本發明提供了一種海底管道漏磁內檢測裝置,包括中心骨架以及安裝于中心骨架兩端的支撐皮碗,中心骨架上沿圓周方向設置有多個磁路模塊,磁路模塊通過彈性支撐組件安裝于中心骨架上,并在彈性支撐組件的彈力作用下始終與海底管道的內壁相貼合。
由于磁路模塊能夠始終與海底管道的內壁相貼合,當管道的內徑發生變化時,檢測裝置的形狀能夠進行自適應的變化,因此磁路模塊與海底管道內壁之間始終能夠實現磁路閉環,保證檢測裝置沿途檢測無遺漏點,大大提高了檢測精度。
實施例一:
本實施例提供了一種海底管道漏磁內檢測裝置,如圖1和圖2所示,該海底管道漏磁內檢測裝置包括中心骨架5、安裝于中心骨架5兩端的支撐皮碗1以及沿圓周方向均布于中心骨架5外周上的多個磁路模塊3。磁路模塊3通過彈性支撐組件安裝于中心骨架5上,在彈性支撐組件的彈力作用下,磁路模塊3能夠始終與海底管道的內壁相貼合。
如圖3和圖4所示,磁路模塊3包括導磁基座13、設置于導磁基座13外側面中部的傳感器模塊9以及對稱設置于傳感器模塊9兩側的磁鐵塊12,每個磁鐵塊12上自下而上依次設置有導磁墊11和耐磨墊10,兩側的磁鐵塊12按照N、S極相對設置,并與管道以及導磁基座13形成閉環的磁路,而位于兩磁鐵塊12之間的傳感器模塊9用于檢測管道內外缺陷的漏磁信號。導磁墊11和耐磨墊 10能夠起到保護磁鐵塊12的作用。于本實施例中,通過螺釘將導磁墊11、耐磨墊10和磁鐵塊12一同固定在導磁基座13上,傳感器模塊9也通過螺釘固定在導磁基座13上。
傳感器模塊9采用高集成化、一體式的結構形式,所有電氣結構全部安裝于傳感器殼體后整體灌膠,實現傳感器模塊9的密封承壓。采用一體式結構使傳感器檢測信號更加穩定,提高磁飽和度及檢測精度,傳感器殼體選用不導磁材料,如鋁,探頭及傳感器密封在殼體內不外露且不影響檢測精度,同時可提高檢測作業的可靠性。
由于磁鐵塊12有吸附于管道內壁的趨勢,耐磨墊10在檢測裝置的行進過程中起到保護導磁墊11,增加耐磨性的作用。耐磨墊10選用軸承鋼材料,因為軸承鋼為導磁材料,在保證耐磨性的基礎上有效改善被測管道的磁飽和度,避免影響信號的獲取。其結構如圖5所示,耐磨墊10的外側面呈與管道內壁相適配的弧形,耐磨墊10沿軸線方向的兩側設置有耐磨帶23,耐磨帶23的外側面也呈與管道內壁相適配的弧形。因為倘若耐磨墊10的弧度與管道內壁的弧度不吻合,則會造成檢測裝置沿管道軸向移動時不能與管道內壁穩定吸合,產生周向擺動情況,影響管道磁飽和穩定性。同時在耐磨帶23邊緣設計圓角過度,避免檢測器遇到較陡內缺陷時發生卡堵,以及耐磨墊10與管道內壁產生刮擦而損壞產品及管道。耐磨帶23的高度可調整管道內壁與傳感器殼體表面的距離,使管道與傳感器殼體兩者間保持一定的間隙,避免了傳感器模塊9長時間與管道內壁摩擦而磨損加劇,提高其使用壽命及可靠性。
導磁基座13能夠為磁鐵塊12、導磁墊11以及耐磨墊10等提供安裝載體,并起到導磁的作用,于本實施例中,導磁基座13為鐵軛。在導磁基座13上開設有供傳感器模塊9的導線穿過的走線槽。
磁路模塊3的兩端均安裝有磁路支架7,磁路模塊3通過磁路支架7安裝在中心骨架5上。磁路支架7包括用于與磁路模塊3固定的固定塊71以及固定塊71上沿中心骨架5的軸向向外凸出設置的凸耳72。
彈性支撐組件包括限位銷2和彈簧4。限位銷2包括導向桿以及設置于導向桿一端的限位部,導向桿的另一端依次穿過磁路支架7的凸耳72和彈簧4與中心骨架5固定連接,于本實施例中,導向桿與中心骨架5為螺紋連接。在彈簧4的彈力作用下,凸耳72與限位部相抵接。檢測裝置在自由狀態時的外徑大于管道內徑,當其進入管道后或遇到縮徑時,磁路模塊3以兩端的限位銷2作為導軌,徑向壓縮彈簧4使磁路模塊3產生徑向向內運動,當管道內徑變大時,磁路模塊3則在彈簧4彈力作用下徑向向外運動,每組磁路模塊3均可根據管道內徑變化進行一定范圍的浮動,以保證磁路模塊3表面與管道內壁始終保持貼合,實現管道內徑自適應。因此需要根據管道內徑及管道路由情況,控制每組磁路模塊3的浮動范圍,設計彈簧4的長度及彈力范圍,以保證彈簧4壓縮后再遇到管徑變化情況能夠順利的頂起磁路模塊3與管道內壁貼合;同時,彈簧4還能起到防松的作用,使得磁路模塊3與中心骨架5之間始終保持一定的預緊力,防止限位銷2與中心骨架5螺紋連接處松動。
中心骨架5的結構如圖6和圖7所示,包括中空的柱狀結構15以及設置于柱狀結構15兩端的安裝法蘭14。柱狀結構15兩端的外周上沿圓周方向均布有多個與限位銷2相適配的限位銷安裝螺紋孔17,柱狀結構15上還開有多個走線孔18,傳感器模塊9的導線經過導磁基座13的走線槽以及柱狀結構15的走線孔18匯集到柱狀結構15內部,并從檢測裝置的后端引出與其他設備連接。支撐皮碗1通過皮碗壓盤6安裝于安裝法蘭14上,安裝法蘭14的中部設置有安裝凸臺19,安裝凸臺19上也沿圓周方向開有多個螺紋孔,用來與萬向節連接固 定,在安裝凸臺19的端面上對稱設置有兩個方形凸臺20,用來定位萬向節,防差錯處理。
兩個支撐皮碗1為順向安裝,即兩個支撐皮碗1的碗口朝向一致,支撐皮碗1始終與管道內壁貼合,對檢測裝置起到支撐作用。如圖8和圖9所示,支撐皮碗1呈碗狀結構,中部開有與安裝法蘭14的安裝凸臺19相適配的通孔,支撐皮碗1插入安裝凸臺19后通過皮碗壓盤6以及螺釘安裝在安裝法蘭14上。在支撐皮碗1的碗口邊沿設置有锪槽22,能夠使后端的流體介質順利通過檢測裝置到達前端的支撐皮碗1。優選的,锪槽22呈V形開口狀,V形開口的夾角為40°至60°,槽深為15至20mm。支撐皮碗1采用聚氨脂柔性材料,在管道存在縮徑的情況下能產生較大變形,起到管道內徑自適應的作用。
考慮到磁路模塊3的徑向浮動,磁路模塊3在與其軸線垂直的截面上的形狀呈扇環形,進一步優選的扇環形的中心角呈24°,共15個磁路模塊3嚴密的包圍在中心骨架5的外周上,使得檢測裝置可呈多角度的擴展或收縮,可適應管道的多變徑結構,并可以360°全面檢測管道內壁。磁路模塊3在徑向浮動時始終保持兩模塊相對的兩側面相互平行,保證磁鐵塊間的排斥力均勻。
本實施例提供的檢測裝置采用壓縮彈簧與限位銷組合的形式實現磁路的浮動,該種結構浮動范圍大、可靠性高,保證壓縮至最小尺寸時可順利的彈回至初始位置。避免了采用連桿與板簧的結構形式所帶來的浮動范圍嚴重受限,以及當板簧對磁路模塊推力、管道對磁路模塊壓力和管壁對磁路模塊的摩擦力的合力可能與連桿方向共線,從而無法產生繞鉸鏈轉動的力矩,導致磁路模塊卡死等現象。本實施例在磁路兩端各采用壓縮彈簧與限位銷組合的形式避免了上述弊端,可增大浮動范圍,進而提高檢測裝置的通過性,加強了檢測裝置對管道路由的適應性及作業可靠性。
其中,彈簧支撐組件的結構不局限于是彈簧和限位銷,其他能夠實現徑向的收縮和回彈的結構均可。
以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理,而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋,本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式,這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。

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一種 海底 管道 漏磁內 檢測 裝置
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