СИСТЕМА ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ВНУТРИТРУБНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ (ВАРИАНТЫ)

G01 N29/00, G01 N27/72, F17D5/00, G01M3/00
Система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов (варианты).
Полезная модель относится к вспомогательным системам для наблюдения за состоянием линейной части магистральных и промысловых трубопроводов, а именно, к системам, позволяющим обрабатывать и интерпретировать диагностические данные, полученные в результате диагностического пропуска внутритрубного инспекционного снаряда внутри трубопровода помощью ультразвуковых, магнитных, вихретоковых, электромагнитно-акустических, оптических, тепловых, механических или датчиков датчиками, чувствительных к каким-либо параметрам, отражающим техническое состояние обследуемого трубопровода.
Известна система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов (патент США US49Q9091, МПК: G01 N17/00 MnK:G01 N29/04, дата публикации 20.03.1990 (патентные документы-аналоги: ЕР0271670, СА1303722, DE3638936, NO302322, JP63221240). Указанная система интерпретации данных предназначена для обработки данных, полученных в результате пропуска внутри обследуемого трубопровода внутритрубного инспекционного снаряда с установленными на нём ультразвуковыми или вихретоковыми датчиками, а также одометрами, измеряющими пройденную внутри трубопровода дистанцию. В результате диагностического пропуска на магнитной ленте стриммера.
установленного в снаряде, записываются оцифрованные данные о толщине стенки трубопровода и соответствующие измеренным значениям толщины измеренные значения пройденной дистанции и положения снаряда (угла) вокруг его оси. Данные формируют и записывают в виде блоков данных по 512кбайт. Система интерпретации данных включает в себя накопитель данных ультразвукового или вихретокового обследования трубопровода (в виде указанной магнитной плёнки, извлекаемой из внутритрубного снарядадефектоскопа), а также вычислительную систему для обработки цифровых данных. Берутся в расчёт для дальнейшей обработки только такие данные, которые соответствуют измеренным значениям толщины стенки в определённом диапазоне. Отклонения измеренного значения толщины стенки трубы от номинальной толщины стенки отображается на экране монитора разным цветом для разных значений отклонений.
Известны системы интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов (ресурс Интернета www.piigroup.corn (сайт компании PII Group Ltd.GE Power Systems)). Указанные системы интерпретации данных предназначены для обработки данных, полученных в результате пропуска внутри обследуемого трубопровода внутритрубного инспекционного снаряда с установленными на нём датчиками разного типа: ультразвуковыми датчиками толщины стенки, ультразвуковыми датчиками, чувствительными к трещинам в стенках трубопровода, магнитными датчиками, чувствительными к продольному магнитному полю, магнитными датчиками, чувствительными к поперечному магнитному полю, датчиками профиля сечения трубопровода, датчиками пространственного профиля трубопровода. Система интерпретации данных представляет собой компьютер с загруженной в него программой, соответствующей типу интерпретируемых данных, и представляет собой
указанную систему интерпретации в течение всего времени, когда соответствующая программа загружена в оперативную память компьютера, благодаря чему такая система интерпретации является перенастраиваемой. Каждая система интерпретации ориентирована на обработку данных только одного типа данных- от одного типа датчиков и на один тип дефектов стенки (продольные трещины или поперечные трещины или потери металла или профиль сечения трубопровода или иного типа дефекты). Результатом узкой специализации системы интерпретации в каждый отрезок времени является невозможность совмещения данных, полученных отдатчиков разных типов.
Наиболее близкими к заявленным вариантам систем интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов являются системы интерпретации данных, известные из рекламных проспектов фирмы Pll-Pipetronix GmbH УльтраСкан WM. Ультразвуковой снаряд по обнаружению коррозии., MagneScan HR, Программа Pipelmage. Указанная система интерпретации данных предназначена для обработки данных, полученных в результате пропуска внутри обследуемого трубопровода внутритрубного инспекционного снаряда с установленными на нём ультразвуковыми датчиками, измеряющими толщину стенки трубопровода. Измеренные данные оцифровывают, выполняют преобразования сжатия данных, и далее для труб малого диаметра сжатые (компрессированные) данные записывают на Флэш-диски ёмкостью до 1,9Гбайт, а для труб большого диаметра- записывают на магнитные плёнки стриммеров. Система интерпретации данных включает в себя системный блок персонального компьютера на основе процессора Pentium-ll или Pentium-Ill с тактовой частотой ЗЗОМГц, накопитель данных (жёсткий диск) ёмкостью 120Мбайт, оперативную память объёмом 64Мбайта, накопитель оптических дисков CD-ROM, стриммер для считывания данных с магнитных плёнок, цветной принтер с разрешением
600dpi, графический адаптер, поддерживающий 256 цветов, цветной монитор с диагональю 17, внешний жёсткий диск, подключенный через параллельный порт или шину SCSI. Если данные в процессе пропуска снаряда записывали на магнитную ленту, то после окончания пропуска снаряда её извлекают из снаряда, доставляют в центр интерпретации данных, загружают в стриммер системы интерпретации данных для считывания данных. Если данные записывали на Флэш-диск, то после окончания пропуска снаряда Флэш-диск с данными извлекают из снаряда либо переписывают данные с Флэш-диска через порт на какой-либо иной накопитель данных, например, на магнитную ленту стриммера переносного компьютера. Измеренные значения, характеризующие дефекты стенки трубы, отображается на экране монитора и в распечатках цветного принтера разным цветом для разных значений, что позволяет идентифицировать области дефектов и классифицировать дефекты по степени опасности и степени срочности выполнения ремонта дефектного участка трубопровода. Однако ограниченные ресурсы производительности системы интерпретации не позволяют реализовать функции комбинированного анализа данных, полученных в результате комплексного обследования трубопровода.
Общий технический результат, достигаемый в результате реализации любого из заявленных вариантов системы интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, состоит в том, что заявленная система интерпретации позволяет реализовать функции комбинированного анализа дефектов путём коррелирования данных, полученных в результате комплексного обследования трубопровода.
В первом варианте заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель
;/-;/; л  /..Х//   t-/цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования с данными магнитного обследования трубопровода.
Во втором варианте заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования и/или данных магнитного обследования трубопровода с данными обследования профиля трубопровода.
В других вариантах:
Заявлена система интерпретации данных по п.2, отличающаяся тем, что данные обследования профиля трубопроводов включают в себя данные обследования пространственного профиля трубопровода и/или данные обследования профиля сечения трубопровода и/или данные обследования проходного сечения трубопровода.
В развитие заявленной системы интерпретации данных данные обследования профиля трубопроводов включают в себя данные контактных датчиков профиля трубопровода и/или данные бесконтактных датчиков профиля трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных толщинометрии с данными о трещинах трубопровода.
в развитие заявленной системы интерпретации данных она включает в себя средства совмещения или сравнения данных ультразвуковой толщинометрии с ультразвуковыми данными о трещинах трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных о продольных трещинах трубопровода с данными о поперечных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных о поперечных трещинах трубопровода с данными о продольных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения ультразвуковых данных о трещинах трубопровода с магнитными данными о трещинах трубопровода.
В развитие заявленной системы интерпретации данных указанные ранее ультразвуковые данные включают в себя данные от электромагнитноакустических или иных ультразвуковых датчиков, не требующих между датчиком и стенкой трубопровода среды, проводящей ультразвук.
Шиш
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от электромагнитно-акустических датчиков для магистрального участка обследованного трубопровода протяжённостью не менее 30км.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства формирования баз данных диагностических параметров трубопроводов, базы данных включают в себя параметры материала труб трубопроводов, параметры режимов перекачки транспортируемого по трубопроводу продукта, вычислительная система включает в себя также средства формирования заключений по ремонту дефектных участков продиагностированных трубопроводов.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя процессор, отличающаяся тем, что тактовая частота указанного процессора не менее 1200МГц.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного
обследования трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя буферную память цифровых данных, отличающаяся тем, что объём указанной буферной памяти не менее 256Мбайт.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя процессор, отличающаяся тем, что объём указанного накопителя не менее 50Гбайт.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что накопитель выполнен твердотельным.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, отличающаяся тем, что накопитель выполнен магнитооптическим.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что накопитель выполнен сменным, объём сменного накопителя не менее 2Гбайт.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, средства графического
M fi/fx
отображения указанных данных внутритрубного обследования, средства графического отображения включают в себя дисплей, интерфейсные средства связи дисплея с вычислительной системой, интерфейсные средства включают в себя видеопамять, отличающаяся тем, что объём видеопамяти составляет не менее 32Мбайт.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, средства графического отображения указанных данных внутритрубного обследования, средства графического отображения включают в себя дисплей, интерфейсные средства связи дисплея с вычислительной системой, отличающаяся тем, что число отображаемых на дисплее точек составляет не менее 1,9млн.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя вычислительную систему, отличающаяся тем, что включает в себя также средства сетевого доступа к данным внутритрубного обследования трубопроводов, максимальная скорость обмена данными через указанные средства составляет не менее 20Мбит в секунду.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков при частоте оцифровки не менее 29МГц.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные логарифмированные амплитуды импульсов от контрольных датчиков.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные с периодически переменном коэффициентом усиления.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от
контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные при периодически переменном пороге.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя амплитуды импульсов от контрольных датчиков, оцифрованные при переменном диапазоне аналого-цифрового преобразования.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе диагностического пропуска синхронизована со скоростью диагностического снаряда внутри трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров
трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе диагностического пропуска синхронизована с показаниями установленных на диагностическом снаряде измерителей пройденной внутри трубопровода дистанции.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства интерпретации управляющих данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью фазовых манипуляций электромагнитных колебаний.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью кодированных пачек электромагнитных или акустических колебаний, в которых код задаётся последовательностями импульсов указанных колебаний с длительностями в заданных пределах.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью импульсов электромагнитных или акустических колебаний, в которых код передаётся длительностями излучения колебаний.
Заявлена система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов, включающая в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков.
отличающаяся тем, что вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью высокочастотных электромагнитных колебаний частотой не менее 1кГц, излучаемых вне полости обследуемого трубопровода.
Реализация заявленных вариантов системы интерпретации данных с заявленными параметрами вычислительной системы позволяет сократить время на цифровую обработку измеренных данных в процессе интерпретации данных, соответственно, увеличить число функций обработки данных, что позволяет увеличить вероятность идентификации дефектов, которые могут быть отнесены к особо опасным, и требующих незамедлительного изменения режима эксплуатации трубопровода и его ремонта.
В предпочтительном исполнении заявленная система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов включает в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования с данными магнитного обследования трубопровода, средства совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования и/или данных магнитного обследования трубопровода с данными обследования профиля трубопровода; данные обследования профиля трубопроводов включают в себя данные обследования пространственного профиля трубопровода и/или данные обследования профиля сечения трубопровода и/или данные обследования проходного сечения трубопровода; а также данные контактных датчиков профиля трубопровода и/или
данные бесконтактных датчиков профиля трубопровода. Вычислительная система включает в себя также средства совмещения или сравнения данных толщинометрии с данными о трещинах трубопровода; а именно средства совмещения или сравнения данных ультразвуковой толщинометрии с ультразвуковыми данными о трещинах трубопровода. Вычислительная система включает в себя средства совмещения или сравнения данных о продольных трещинах трубопровода с данными о поперечных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода; средства совмещения или сравнения данных о поперечных трещинах трубопровода с данными о продольных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода; средства совмещения или сравнения ультразвуковых данных о трещинах трубопровода с магнитными данными о трещинах трубопровода. Указанные ранее ультразвуковые данные включают в себя данные от электромагнитноакустических или иных ультразвуковых датчиков, не требующих между датчиком и стенкой трубопровода среды, проводящей ультразвук. Вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от электромагнитно-акустических датчиков для магистрального участка обследованного трубопровода протяжённостью не менее 30км.
Заявленная система интерпретации данных включает в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, вычислительная система включает в себя средства формирования баз данных диагностических параметров трубопроводов, базы данных включают в себя параметры материала труб трубопроводов.
параметры режимов перекачки транспортируемого по трубопроводу продукта, вычислительная система включает в себя также средства формирования заключений по ремонту дефектных участков продиагностированных трубопроводов. Вычислительная система включает в себя процессор с тактовой частотой не менее 1200МГц, буферную память цифровых данных объёмом не менее 256Мбайт, накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов объёмом не менее 50Гбайт, накопитель выполнен сменным магнитооптическим или твердотельным, объём сменного накопителя не менее 2Гбайт.
Заявленная система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов включает в себя накопитель цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов, вычислительную систему, средства графического отображения указанных данных внутритрубного обследования, средства графического отображения включают в себя дисплей, интерфейсные средства связи дисплея с вычислительной системой, интерфейсные средства включают в себя видеопамять, объём видеопамяти составляет не менее 32Мбайт, число отображаемых на дисплее точек составляет не менее 1,9млн; заявленная система интерпретации данных включает в себя также средства сетевого доступа к данным внутритрубного обследования трубопроводов, максимальная скорость обмена данными через указанные средства составляет не менее 20Мбит в секунду.
Заявленная система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов включает в себя накопитель цифровых данных от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, вычислительную систему, включающую в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков.
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков при частоте оцифровки не менее 29МГц;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные логарифмированные амплитуды импульсов от контрольных датчиков;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные с периодически переменном коэффициентом усиления;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные при периодически переменном пороге;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя амплитуды импульсов от контрольных датчиков, оцифрованные при переменном диапазоне аналого-цифрового преобразования;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе
диагностического пропуска синхронизована со скоростью диагностического снаряда внутри трубопровода;
вычислительная система включает в себя средства вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе диагностического пропуска синхронизована с показаниями установленных на диагностическом снаряде измерителей пройденной внутри трубопровода дистанции;
вычислительная система включает в себя средства интерпретации управляющих данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода;
вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью фазовых манипуляций электромагнитных колебаний;
вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью кодированных пачек электромагнитных или акустических колебаний, в которых код задаётся последовательностями импульсов указанных колебаний с длительностями в заданных пределах;
вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью импульсов электромагнитных или акустических колебаний, в которых код передаётся длительностями излучения колебаний;
вычислительная система включает в себя средства интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью высокочастотных электромагнитных колебаний частотой не менее 1кГц, излучаемых вне полости обследуемого трубопровода.
Фиг.1 иллюстрирует графически отображаемые данные- измеренные с помощью ультразвуковых датчиков значения толщины стенки обследованного трубопровода, идентифицирующие характерные элементы трубопровода.
Фиг.2 иллюстрирует графически отображаемые данные- измеренные с помощью ультразвуковых датчиков значения толщины стенки обследованного трубопровода с изображением дефектов стенки трубопровода в виде коррозионных потерь металла.
Фиг.З иллюстрирует графически отображаемые данные, полученные внутритрубным магнитным дефектоскопом, идентифицирующие характерные элементы трубопровода.
Фиг.4 иллюстрирует графически отображаемые данные, полученные внутритрубным магнитным дефектоскопом, в области трещиноподобного дефекта в стенке трубопровода.
Фиг.5 иллюстрирует графически отображаемые данные, полученные внутритрубным магнитным дефектоскопом, в области коррозионной потери металла стенки трубопровода.
Фиг.6 иллюстрирует графически отображаемые данные, полученные внутритрубным многоканальным профилемером, идентифицирующие характерные элементы трубопровода.
На фиг.7 изображена схема заявленного устройства в предпочтительном исполнении.
Инспекционный снаряд, как правило, выполнен в виде поршня и конструктивно разделён на несколько секций, механически и электрически связанных между собой. Секции конструктивно представляют собой металлические корпуса, включающие герметичные оболочки. Внутри корпусов размещены средства измерений и бортовой компьютер (вычислительная система). На секциях установлены полиуретановые манжеты, которые обеспечивают движение поршня (скребка) в потоке транспортируемой среды. На носителе датчиков упруго закреплены ультразвуковые датчики.
Снаряд содержит блок периферийных накопителей цифровых данных на твердотельной памяти, маятниковый датчик углового положения снаряда внутри трубопровода, индикатор сбора и записи данных, могут быть также установлены датчики внешнего давления, гироскопы, акселерометры.
Бортовой компьютер снаряда на основе материнской платы ASUS Р2В-В с центральным процессором Intel Pentium 450МГц с пакетно-конвейерной вторичной кэш-памятью Pipelined Burst Level 2, с Intel 440ВХ AGPset, с тремя модулями SDRAM по 256Мбайт с частотой шины обмена данными с процессором до ЮОМгц и скоростью передачи данных до 800Мбайт/с, с ISA/PCI локальной шиной с частотой до ЮОМгц, управляет измерениями и цифровой обработкой данных измерений на борту и записью данных в Flash-накопители BitMicro объёмом до 19Гбайт каждый или RAM-диски Quantum Rushmore Ultra Series или Imperial Technology объёмом до 3-7Гбайт каждый.
При решении задачи ультразвуковой толщинометрии ультразвуковые импульсы испускают перпендикулярно внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от
внешней стенки трубопровода или от области дефекта, например, расслоения металла в стенке трубы. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границу сред, образуемую внешней стенкой трубопровода.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приёма отражённых импульсов и принимают импульсы, отражённые от внутренней стенки, импульсы, отражённые от внешней стенки трубы, либо импульсы, отражённые от указанной области дефекта стенки.
С целью обнаружения трещин в стенке трубопровода ультразвуковые импульсы испускают под углом около 17°-19° к нормали внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от трещиноподобного дефекта. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границы сред или отражаются, ослабляя полезный отражённый импульс.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приёма отражённых импульсов и принимают импульсы, отражённые от трещиноподобного дефекта.
Полученные цифровые данные о временных промежутках, соответствующих времени хода ультразвуковых импульсов, и амплитудах импульсов преобразуют и записывают в накопитель цифровых данных бортового компьютера.
При магнитном контроле стенки трубопровода намагничивают некоторую область стенки трубопровода (до состояния насыщения) и с помощью датчиков магнитного поля измеряют составляющие магнитного поля вблизи намагниченной области стенки трубопровода. Измерение магнитного поля производят путём периодического обращения к датчикам магнитного поля (путём опроса датчиков).
Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и характера распределения магнитной индукции.
Аналогичным образом производят внутритрубный контроль путём периодического обращения к датчикам иного типа (магнито-оптическим, оптическим, электромагнитно-акустическим, датчикам профиля сечения трубопровода, например, путём периодического обращения к датчикам угла поворота рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, и иным датчикам).
Ниже описан пример использования заявленной системы интерпретации данных, полученных внутритрубным ультразвуковым дефектоскопом для обследования трубопровода диаметром  с толщиной стенки 4,0-23,5мм.
Длина пройденного в трубопроводе пути измеряется с помощью двух независимых одометрических систем. Через определённые интервалы времени (1-2с) анализируются приращения от двух одометров, выбирается наибольшее приращение и суммируется в счётчике результирующего приращения.
Для определения текущего поворота снаряда по углу вокруг продольной оси трубопровода и для привязки угла поворота изделия к системе координат трубопровода используется маятниковая система. Выходное напряжение маятника в зависимости от угла поворота изменяется линейно от О до 5В по пилообразному закону.
Для уточнения положения дефектов относительно внешних ориентиров на местности (тройников, задвижек) используется маркерная система, которая включает бортовую маркерную систему в составе антенны и бортового маркерного приёмопередатчика, наземное оборудование в составе комплектов наземного маркерного передатчика и низкочастотного локатора. Связь осуществляется посредством низкочастотных электромагнитных волн с несущей
частотой около до 22Гц. Бортовой приёмопередатчик настроен на поочерёдный приём (до 1с) и передачу (до 0,4с). Наземный приёмник (низкочастотный локатор) принимает сигналы борта и выдаёт оператору визуальную (световую) и звуковую сигнализацию. Бортовой приёмник принимает сигналы от наземного маркерного передатчика, который устанавливается оператором перед моментом прохода транспортным устройством маркерного пункта. Бортовая маркерная система вырабатывает выходные сигналы, которые поступают в систему управления транспортным устройством.
После окончания пропуска снаряда диски с данными извлекают из снаряда либо переписывают данные с диска через порт на какой-либо иной накопитель данных, например, на жёсткий диск переносного компьютера. Измеренные значения, характеризующие дефекты стенки трубы, отображается на экране монитора и в распечатках цветного принтера разным цветом для разных значений, что позволяет идентифицировать области дефектов и классифицировать дефекты по степени опасности и степени срочности выполнения ремонта дефектного участка трубопровода.
В предпочтительном исполнении заявленная система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов включает в себя вычислительную систему на основе системного блока IBM-совместимого персонального компьютера с накопителями 81-96 фиг.7 цифровых данных внутритрубного обследования трубопроводов от датчиков, чувствительных к диагностическим параметрам трубопроводов, объёмом не менее 50Гбайт, а также цветной дисплей 16 с диагональю более 17, цветной принтер 17 с разрешением печати не менее 600dpi, число отображаемых на дисплее точек составляет не менее 1,9млн.; вычислительная система включает в себя процессор 1 Intel с тактовой частотой более 1600МГц, RAM-память (элементы 6174, 101-118) объёмом более 512Мбайт; в системе установлена интерфейсная видеокарта 6 с объёмом видеопамяти 64Мбайт, а также сетевая карта 5 для сетевого доступа к данным внутритрубного обследования трубопроводов, с максимальной скоростью сетевого обмена около ЮОМбит в секунду.
Компьютер включает в себя контроллер 2 связи со сменными оптическими, магнитооптическими, твердотельными накопителями 81-96, в том числе со сменным жёстким диском объёмом более 2Гбайт. Сменные накопители могут быть подключены также через SCSI-, LPT- или USB- контроллер компьютера.
Накопитель 81 представляет собой накопитель данных ультразвукового обследования трубопровода, 82- данных магнитного обследования, 83- данных обследования трубопровода с помощью бесконтактных ультразвуковых датчиков, 84- накопитель данных профиля трубопровода, 85- данных о пространственном положении трубопровода, 86- данных о профиле сечения трубопровода, 87данных о проходном сечении трубопровода, 88- накопитель данных от контактных датчиков профиля трубопровода, 89- данных от бесконтактных датчиков профиля трубопровода, 90- данных ультразвуковой толщинометрии, 91- данных о трещинах в стенке трубопровода, полученных с помощью бесконтактных ультразвуковых датчиков, 92- данных о продольных трещинах в стенке трубопровода, 93- о поперечных трещинах, 94- о косых трещинах, 95- накопитель ультразвуковых данных о трещинах в стенке трубопровода, 96- накопитель данных о трещинах в стенке трубопровода, полученных с помощью магнитного обследования трубопровода.
При включении системы в RAM-память компьютера с жёсткого диска 3 через контроллер жёсткого диска 4 загружается операционная система (Windows 95, 98, NT, 2000, ХР или иная). После полной зафузки операционной системы с жёсткого диска 3 или с других компьютеров 22, 23, подключенных к компьютеру
через концентратор (HUB) и сетевую плату 5, загружается программа интерпретации данных (Инспектор, Магеллан, Сталкер, Кассандра, Каспер, Сервис+ или иная). Программа формирует в RAM-памяти блоки памяти 101-118. Система с загруженной в её память программой интерпретации данных выполняет все функции системы интерпретации данных. Средства, реализующие выполнение заданного программой алгоритма, в течение всего времени работы программы в памяти компьютера выполняют заданные программой функции интерпретации данных и являются средствами выполнения функций интерпретации данных. Заполнение блоков памяти 101-116 выполняется путём последовательного считывания данных из накопителей 81-96 с помощью контроллера накопителей 2 и центрального процессора 1 с последовательным накоплением данных в блоках 101-116. Данные из накопителя 81 заносятся в блок 101, из накопителя 82- в блок 102, из 83- в блок 103, из 84- в блок 104, из 85- в блок 105, из 86- в блок 106, из 87- в блок 107, из 88- в блок 108, из 89- в блок 109, из 90- в блок 110, из 91- в блок 111, из 92- в блок 112, из 93- в блок 113, из 94- в блок 114, из 95- в блок 115, из 96- в блок 116, блок 117 заполняется данными из процессора 1, соответствующими данным из накопителей 81-96 или из жёсткого диска 3 через контроллер жёсткого диска 4. Блок данных 118 содержит информацию о формате базы данных и параметрах труб на конкретном участке обследованного трубопровода, получаемую через процессор 1 из жёсткого диска 3 через контроллер жёсткого диска 4 либо с клавиатуры 10 через контроллер клавиатуры 9, либо из сети с компьютеров 22,23 через концентратор 20 и сетевую плату 5. Кроме того, все блоки памяти 101-118 могут быть заполнены данными из сети с компьютеров 22,23 через концентратор 20 и сетевую плату 5. Число компьютеров, подключенных к системе интерпретации данных, очевидно, может быть произвольным и определяется пропускной способностью средств сетевого
доступа компьютера системы интерпретации данных (в частности, количество сетевых плат, установленных в компьютере системы интерпретации данных, может быть значительным). Средства совмещения данных включают в себя процессор 1, сформированные блоки исходных данных 101-118, а также блоки совмещённых или редактированных данных 61-74. При этом блок памяти 61 формируется путём совмещения с помощью процессора 1 в соответствии с алгоритмом, реализуемым процессором 1 в зависимости от выполняемой программы интерпретации данных, данных из блока 101 и данных из блока 102. Блок 62 формируется совмещением данных из блока 103 и данных из блока 102; блок 63- из блоков 101 и 104, блок 64- из блоков 102 и 104, блок 65- из блоков 101, 102 и 104, блок 66- из блоков 102, 103 и 104, блок 67- из блоков 101, 105, 106 и 107, блок 68- из блоков 103, 105, 106 и 107, блок 69- из блоков 102, 105, 106 и 107, блок 70- из блоков 101, 102, 108 и 109, блок 71- из блоков 110 и 111, блок 72- из блоков 112, 113 и 114, блок 73- из блоков 115 и 116.
Посредством указанных операций с блоками данных описанная система интерпретации данных реализует следующие функции:
- совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования с данными магнитного обследования трубопровода,
средства совмещения или сравнения данных ультразвукового обследования и/или данных магнитного обследования трубопровода с данными обследования профиля трубопровода; данные обследования профиля трубопроводов включают в себя данные обследования пространственного профиля трубопровода и/или данные обследования профиля сечения трубопровода и/или данные обследования проходного сечения трубопровода; а также данные контактных датчиков профиля трубопровода и/или данные бесконтактных датчиков профиля трубопровода;
-совмещения или сравнения данных толщинометрии с данными о трещинах трубопровода;
-совмещения или сравнения данных ультразвуковой толщинометрии с ультразвуковыми данными о трещинах трубопровода;
-совмещения или сравнения данных о продольных трещинах трубопровода с данными о поперечных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода;
-совмещения или сравнения данных о поперечных трещинах трубопровода с данными о продольных трещинах трубопровода и/или данными о косых трещинах трубопровода;
-совмещения или сравнения ультразвуковых данных о трещинах трубопровода с магнитными данными о трещинах трубопровода, ультразвуковые данные включают в себя данные от электромагнитно-акустических или иных ультразвуковых датчиков, не требующих между датчиком и стенкой трубопровода среды, проводящей ультразвук;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от электромагнитно-акустических датчиков для магистрального участка обследованного трубопровода протяжённостью не менее 30км;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков, вычислительная система включает в себя средства формирования баз данных диагностических параметров трубопроводов, базы данных включают в себя параметры материала труб трубопроводов, параметры режимов перекачки транспортируемого по трубопроводу продукта, вычислительная система включает в себя также средства
формирования заключений по ремонту дефектных участков продиагностированных трубопроводов;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по указанных цифровым данным от контрольных датчиков;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков при частоте оцифровки не менее 29МГц;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные логарифмированные амплитуды импульсов от контрольных датчиков;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные с периодически переменном коэффициентом усиления;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя оцифрованные амплитуды импульсов от контрольных датчиков, усиленные при периодически переменном пороге;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, включающим в себя амплитуды импульсов от контрольных датчиков, оцифрованные при переменном диапазоне аналогоцифрового преобразования;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе диагностического пропуска синхронизована со скоростью диагностического снаряда внутри трубопровода;
-вычисления диагностических параметров трубопроводов по цифровым данным от контрольных датчиков, частота обращения к которым в процессе диагностического пропуска синхронизована с показаниями установленных на диагностическом снаряде измерителей пройденной внутри трубопровода дистанции;
-интерпретации управляющих данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода;
- интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью фазовых манипуляций электромагнитных колебаний;
-интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью кодированных пачек электромагнитных или акустических колебаний, в которых код задаётся последовательностями импульсов указанных колебаний с длительностями в заданных пределах;
-интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью импульсов электромагнитных или акустических колебаний, в которых код передаётся длительностями излучения колебаний;
-интерпретации данных, полученных внутритрубным диагностическим снарядом от наземного оборудования в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода с помощью высокочастотных электромагнитных колебаний частотой не менее 1 кГц, излучаемых вне полости обследуемого трубопровода.
Другой вариант реализации заявленной системы интерпретации данныхсистема, вычислительная система которой выполнена на ПЛИС
(программируемой логической интегральной схеме), в память которой при включении системы загружается программа, реализующая алгоритм управления данными интерпретации. Для этих целей подходит ПЛИС фирмы XILINX. При этом на ПЛИС могут быть реализованы блоки 61-74, 101-118 и функции процессора 1 по совмещению и сравнению данных из блоков. Информация о функциях управления диагностическими данными и о форматах обрабатываемых данных могут быть запрограммированы в ПЗУ. Кроме того, архитектура электронной схемы, реализующей указанные выше функции интерпретации данных
обследования трубопровода может быть реализована с помощью
перепрограммируемого процессора с изменяемой архитектурой.
Система интерпретации данных, основанная на такой технологии, в зависимости от функций, реализованных в процессоре, может являться таковой не только в течение времени загрузки некоторой программы в память компьютера, но и тогда, когда никакие программы не загружены, поскольку такая система реализована аппаратно как система интерпретации данных внутритрубного обследования трубопроводов.
Данные из блоков 61-74 поступают в процессор 1, откуда в зависимости от решаемой задачи данные могут поступать в сеть на компьютеры 22, 23 через сетевую плату 5 и концентратор 20, либо на дисплей 16 через видеоплату 6, либо на печатающие устройства 17 (принтер, графопостроитель, плоттер и др.) через контроллер печати 8, либо данные могут быть записаны в электронном виде с помощью устройства записи 7 (магнитооптического, CD-RW, контроллера внешнего магнитного накопителя, стриммера) на соответствующие накопители данных в графическом виде 18 либо в формате данных 19.
На фиг.1 и фиг.2 графически показаны результаты диагностирования трубопровода в виде двумерного изображения фрагментов трубопроводов: по оси L на графическом изображении отложена длина трубопровода вдоль его оси, по оси LR на графическом изображении отложена длина по периметру в плоскости сечения трубопровода. Черные точки на изображении показывают, что в этих местах на трубе отличие измеренного значения толщины стенки трубы от номинального превышает некоторое пороговое значение. На фиг.1 изображены характерные особенности трубопроводов, идентифицируемые при диагностировании: продольные сварные швы 11 и 12 труб, сварной шов между трубами 13, вантуз 14, наплыв металла 15, образующийся в результате сваривания контролируемой трубы и вантуза 14. На фиг.2 изображены характерные коррозионные дефекты 21 трубопроводов, регистрируемые с помощью заявленного устройства, соответствующие потерям металла стенки трубопровода. На фиг.3-5 изображены данные, полученные в результате диагностического пропуска внутритрубного магнитного дефектоскопа. По оси абсцисс L отложена пройденная внутри трубопровода дистанция, по оси ординат Fi- угол вокруг главной оси трубопровода, кривые отражают измеренное отклонение напряжённости магнитного поля dH вблизи внутренней поверхности трубопровода. На отображённых участках фиг.З идентифицируются поперечные сварные швы 31, 32, вантуз 33, наплыв металла 34 в результате сваривания контролируемой трубы и вантуза 33. На участках, отображённых на фиг.4, фиг.5, идентифицируются трещиноподобный дефект 45 в стенке трубы, коррозионная потеря металла 56 стенки трубы, поперечный сварной шов 57. На Фиг.6 показаны данные, полученные в результате диагностического пропуска внутритрубного профилемера с типоразмером 48, для некоторого участка магистрального трубопровода. По оси абсцисс L отложена длина трубопровода в метрах, по оси ординат Fi- угол в градусах вокруг главной оси
трубопровода, в пределах одного измерительного канала по оси ординат отложено уменьшение расстояния dD от главной оси корпуса до внутренней поверхности трубопровода в плоскости пояса рычагов в масштабе 10 см на одно деление оси ординат. На отображённом участке идентифицируются поперечные сварные швы вблизи отметок 8м, Юм и 13м, шиберная задвижка вблизи отметки 9м, а также вмятина вблизи отметки 14м. Швы характеризуются характерным локальным сужением по всему периметру в сечении трубопровода, шиберная задвижка- характерным расширением в сечении трубопровода по всему периметру, а вмятина- локальным сужением в сечении трубопровода.
Корреляционный анализ данных использованием математических моделей дефектов позволяет однозначно идентифицировать положение дефектов в глубине трубы, определять их параметры и производить расчёт на прочность эксплуатируемых трубопроводов.