ВНУТРИТРУБНОЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБ

Полезная модель относится к устройствам для диагностики технологических и магистральных трубопроводов нефтегазовой промышленности.
Известны способы диагностики технологических и магистральных трубопроводов методом ультразвуковой толщинометрии и магнитошумовым методом замеров напряженно-деформированного состояния (НДС):
- для ультразвуковой толщинометрии измерение толщины стенок элементов ТПО проводят согласно Методики проведения комплексного диагностирования трубопроводов и обвязок технологического оборудования газораспределительных станций магистральных газопроводов СТО Газпром РД 1.10-098-2004 п. 3.4.2.1.
- для магнитошумового метода замеров напряженно-деформированного состояния (НДС) замеры проводят согласно Инструкции по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов РД 12-411-01 п. И.5.3. (Рис. И.4.).
К недостаткам вышеперечисленных способов можно отнести то, что приборные замеры можно произвести только по наружной поверхности и на открытых участках трубопровода. На участках, находящихся под землей, необходимо проведение земляных работ (шурфование), что не всегда возможно из-за большой глубины залегания трубопроводов и геологического строения пород. На участках, находящихся под водными или иными преградами, возможность диагностики вышеперечисленными способами отсутствует.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является "Устройство для ультразвукового контроля труб и средства ультразвукового контроля для использования в этом устройстве", (полезная модель №66547). С помощью этого устройства производится внутритрубная диагностика.
Известное устройство содержит средства контроля труб, выполненные в виде модуля ультразвукового контроля, который устанавливается на средство перемещения и имеет узел вращения, обеспечивающий его круговое перемещение внутри трубы, на герметичном корпусе модуля с диаметрально противоположных сторон установлены два телескопических манипулятора с возможностью вращения, на конце которых установлены узлы подвеса, в которых крепятся электромагнитно-акустические преобразователи (ЭМАП), в случае труб разного диаметра, а также в случае овальности контролируемого трубопровода телескопические манипуляторы позволяют при их раздвижении обеспечить постоянный акустический контакт ЭМАП и поверхности трубы.
Устройство предполагает два варианта проведения контроля тела трубы:
- сплошное спиральное сканирование с заданным шагом, обеспечиваемое равномерным передвижением средства перемещения в трубопроводе и одновременным круговым перемещением ЭМАП по внутренней поверхности трубопровода;
- поэтапное кольцевое сканирование сечения трубопровода с периодическим перемещением средства перемещения на заданный шаг и одновременным круговым перемещением ЭМАП по внутренней поверхности трубопровода.
К недостаткам данной конструкции можно отнести то, что замеры проводятся во время вращения модуля ультразвукового контроля и отсутствует возможность проведения замеров в строго заданных точках внутритрубного пространства, что необходимо для отслеживания состояния трубопроводов в процессе его эксплуатации, особенно при залегании трубопроводов на оползневых и других участках со сложной геологией, а также невозможность определить направление сил, воздействующих на трубопровод (в результате оползневых давлений, вымывания грунта из под трубопровода и как следствие его прогиба), что может повлиять на его целостность.
Целью настоящей полезной модели является создание внутритрубного диагностического устройства, обеспечивающего возможность производить замеры толщины стенок технологических и магистральных трубопроводов и замеры напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода в заданных точках внутритрубного пространства, на участках трубопроводов, находящихся под землей и на участках, находящихся под водными или иными преградами, где возможность диагностики затруднена или отсутствует.
Указанная цель достигается за счет применения:
- средства перемещения;
- телескопических манипуляторов с возможностью вращения;
- блока измерения угла отклонения;
- механизма поворота датчиков с фиксацией;
- блока управления механизмом поворота датчиков.
Сущность настоящей полезной модели заключается в том, что внутритрубное диагностическое устройство для контроля технического состояния труб, содержащее герметичный корпус, средство перемещения, телескопические манипуляторы с возможностью вращения, согласно полезной модели, дополнительно содержит блок измерения угла отклонения, механизм поворота датчиков с фиксацией и блок управления механизмом поворота датчиков, что позволяет производить замеры в заданных точках, согласно плану обследования трубопровода.
На фигуре показана конструкция внутритрубного диагностического устройства, где:
1 - трубопровод;
2 - телескопические манипуляторы с возможностью вращения;
3 - блок датчиков;
4 - устройство регулирования высоты положения механизма поворота датчиков;
5 - средство перемещения;
6 - герметичный корпус;
7 - блок измерения угла отклонения;
8 - блок управления механизмом поворота датчиков;
9 - механизм поворота датчиков с фиксацией.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В зависимости от диаметра диагностируемого трубопровода 1, с помощью телескопических манипуляторов с возможностью вращения 2 (на которые устанавливаются блоки датчиков 3, позволяющие производить замеры напряженно-деформированного состояния, замеры толщины стенок трубопровода 1 и другие виды замеров) и устройства регулирования высоты положения механизма поворота датчиков 4, подготавливаем внутритрубное диагностическое устройство к диагностированию трубопровода 1 и устанавливаем его во внутритрубное пространство.
Внутритрубное диагностическое устройство для контроля технического состояния труб с помощью средства перемещения 5, оснащенного магнитными колесами, включающего в себя герметичный корпус 6, телескопические манипуляторы 2, блоки датчиков 3, доставляется в заданное сечение трубопровода 1. При движении по внутритрубному пространству происходит отклонение вертикальной оси устройства от вертикальной оси трубопровода 1 на угол а из-за геометрических погрешностей поверхности трубопровода 1, сварных стыков и внутритрубных дефектов. С помощью блока измерения угла отклонения 7 проводится замер наклона вертикальной оси внутритрубного диагностического устройства относительно вертикальной оси трубопровода 1, данные измерения передаются блоку управления механизмом поворота датчиков 8. Блок управления механизмом поворота датчиков 8 дает команду на механизм поворота датчиков с фиксацией 9, который осуществляет поворот телескопических манипуляторов 2 с установленными блоками датчиков 3 на заданный угол и фиксирует их в этом положении. С помощью блоков датчиков 3 производятся необходимые замеры.
Применение внутритрубного диагностического устройства для контроля технического состояния труб позволяет производить замеры толщины стенок технологических и магистральных трубопроводов и замеры напряженно-деформированного состояния трубопровода в заданных точках внутритрубного пространства, на участках трубопроводов, находящихся под землей и на участках, находящихся под водными или иными преградами, где возможность диагностики затруднена или отсутствует.