УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СЕКЦИЯ ДЕФЕКТОСКОПА

Заявленная полезная модель относится к устройствам, используемым для контроля за состоянием трубопроводов большой протяженности, главным образом, магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, а также газопроводов неразрушающими методами путем пропуска заявленного устройства внутри обследуемого трубопровода.
Известен внутритрубный дефектоскоп RU 2139469 от 10.10.1999, F17D 5/00, который включает в себя корпус и один или несколько поясов подпружиненных в радиальном направлении держателей датчиков, закрепленных на корпусе с помощью шарнирных соединений. В каждом держателе установлены по несколько датчиков. Ряды датчиков позволяют сканировать всю поверхность трубопровода с перекрытием зон, контролируемых отдельными датчиками.
Прототипом заявленной полезной модели является внутритрубный ультразвуковой дефектоскоп (RU 52462 от 27.03.2006, F17D 5/00), включающий в себя, носитель датчиков образующий внешнюю оболочку, в которой размещена, по меньшей мере, одна герметичная оболочка с установленными в ней средствами измерений, обработки и хранения данных измерений, носитель датчиков имеет осевую симметрию, выполнен из полимерного материала и прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода, содержит ультразвуковые датчики, установленные по его наружной поверхности, оси направления излучения указанных ультразвуковых датчиков ориентированы в направлении внутренней поверхности трубопровода, при этом ультразвуковые датчики состоят, по меньшей мере, из двух множеств, первое множество составляют датчики, ось излучения которых ориентирована по нормали к поверхности трубы, а второе - составляют датчики, ось излучения которых ориентирована под углом к нормали внутренней поверхности трубы.
При большом количестве датчиков, размещенных на носителе датчиков (1000 шт. и более), возникает проблема с их подключением к аппаратуре обработки и хранения данных измерений. При этом кабели от датчиков подключаются к герметичным разъемам, расположенных, как правило, на внешних торцевых стенках герметичной оболочки, где ограничено место размещения указанных разъемов, а кабели вынуждены огибать снаружи герметичную оболочку, расположенные на ней манжеты и другие конструктивные элементы. При обследовании трубопроводов указанные кабели могут подвергаться механическим воздействиям при прохождении поворотов, задвижек, отводов, а также посторонними предметами, случайно попавшими в трубопровод, что снижает их надежность. При этом возможен частичный или полный обрыв кабельных соединений.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности работы кабельных соединений и всего дефектоскопа в целом, и соответственно долговечность его работы и повышение достоверности исследования за счет снижения перегрева дефектоскопа.
Технический результат достигается тем, что ультразвуковая секция дефектоскопа для исследования трубопровода содержит носитель датчиков с установленными в нем ультразвуковыми датчиками, состоящими, по меньшей мере, из двух множеств датчиков, подключенные посредством кабелей к средствам измерений, обработки и хранения данных измерений, при этом указанный носитель датчиков имеет осевую симметрию, прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода, оси направления излучения установленных датчиков ориентированы в направлении внутренней поверхности трубопровода, указанный носитель датчиков образует состоящую из полозов внешнюю оболочку, внутри которой размещена, по меньшей мере, одна герметичная оболочка с размещенными в ней указанными средствами измерений, обработки и хранения данных измерений, на передней и задней частях герметичной оболочки установлены опорные манжеты, при этом герметичная оболочка выполнена в виде «гантели», на внутренних боковых поверхностях которой установлены герметичные разъемы с подключенными к ним кабелями, носитель датчиков выполнен в виде сборной конструкции состоящей из полозов, на внутренней поверхности которых установлены металлические планки с датчиками, обеспечивающие зазор между датчиками и стенкой трубопровода, а также углы установки датчиков относительно стенки трубопровода.
Средства измерений, обработки и хранения данных измерений разделены на две части и размещены в передней и задней частях герметичной оболочки.
Кабели, соединяющие датчики с герметичными разъемами, располагаются во внутреннем пространстве между внешней и герметичной оболочками.
Как указано выше технический результат достигается за счет применения герметичной оболочки типа «гантели», размещения герметичных разъемов для подсоединения кабелей на внутренних боковых стенках герметичной оболочки и укрытия подсоединенных кабелей в свободном пространстве между полозами носителя датчиков и герметичной оболочкой. Носитель датчиков выполнен в виде сборной конструкции, состоящей из полозов с установленными на них металлическими планками для фиксации осей излучения датчиков, а аппаратура обработки и сбора данных разделена на две части и размещена в передней и задней частях герметичной оболочки.
На фиг.1 изображена ультразвуковая секция дефектоскопа.
На фиг.2 изображена секция ультразвукового дефектоскопа в разрезе.
1 - Полоза с установленными ультразвуковыми датчиками.
2 - Кабели для подключения датчиков.
3 - Герметичные разъемы, установленные на внутренней боковой поверхности герметичной оболочки.
4 - Манжеты.
5 - Герметичная оболочка секции в виде «гантели».
Ультразвуковая секция дефектоскопа для исследования трубопровода содержит носитель ультразвуковых датчиков, выполненный в виде сборной конструкции состоящей из полозов 1, на внутренней поверхности которых установлены металлические планки с датчиками, обеспечивающими зазор между датчиками и стенкой трубопровода, а также углы наклона оси излучения датчиков относительно стенки трубы, необходимые для обеспечения работоспособности датчиков. Носитель датчиков имеет осевую симметрию и прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода и образует состоящую из полозов 1 внешнюю оболочку (кольцевой пояс), внутри которой размещена герметичная оболочка 5 в виде «гантели». Внутри нее размещена аппаратура обработки и сбора данных ультразвуковой секции. На внутренних боковых поверхностях герметичной оболочки размещены герметичные разъемы 3 к которым посредством кабелей подключены ультразвуковые датчики, размещенные на полозах 1. Аппаратура обработки и сбора данных разделена на две части и размещена в передней и задней частях герметичной оболочки 5. Снаружи на передней и задней частях герметичной оболочки установлены опорные манжеты 4.
Носитель датчиков, представляющий собой внешнюю оболочку (кольцевой пояс), состоящую из гибких полозов и имеющую осевую симметрию, прилегает своей наружной поверхностью к внутренней поверхности трубопровода. Для осуществления оптимального ввода ультразвуковой волны в тело трубы ультразвуковые датчики размещаются на носителе датчиков в специальных металлических планках, установленных с внутренней стороны полозов, и в которых датчики установлены под определенными углами. Наличие планок в носителе датчиков обеспечивает фиксацию положения датчика относительно поверхности трубы, тем самым, осуществляя оптимальный ввод ультразвуковой волны в тело трубы и, соответственно, получение качественного отраженного сигнала. В этом случае наличие двух и более массивов ультразвуковых датчиков на одном носителе при интерпретации диагностических данных обеспечивает хорошую совместимость изображений разверток трубы, полученных при разных способах зондирования.
На носителе датчиков 1 размещены ультразвуковые датчики, которые образуют три множества ультразвуковых датчиков. Первое множество составляют ультразвуковые датчики, установленные так, что оси направления излучения ультразвуковых датчиков ориентированы нормально к внутренней поверхности обследуемого трубопровода и предназначены для измерения толщины стенки трубы и обнаружения дефектов типа «потеря металла», «расслоение» и т.п. Второе и третье множество составляют ультразвуковые датчики, установленные так, что оси направления излучения ультразвуковых датчиков ориентированы под углом к нормали внутренней поверхности обследуемого трубопровода, но направлены в противоположные стороны (вправо-влево или вперед-назад). Указанные датчики предназначены для обнаружения продольных или поперечных трещиноподобных дефектов в стенке обследуемого трубопровода.
Герметичная оболочка 5 выполнена в виде «гантели». Это позволило за счет размещения аппаратуры обработки и сбора данных в разных частях герметичной оболочки, увеличить количество герметичных разъемов для подключения кабелей от ультразвуковых датчиков, а также расположить кабели во внутреннем пространстве между полозами носителя датчиков и герметичной оболочкой, обеспечивая, тем самым, целостность кабелей и надежность работы дефектоскопа.
Связь с другими секциями дефектоскопа осуществляется через герметичные разъемы, размещенными на внешних торцевых стенках корпуса. В центре торцевых стенок корпуса расположены карданные полуоси, предназначенные для соединения ультразвуковой секции с другими секциями дефектоскопа. В начале и в конце ультразвуковой секции установлены по две полиуретановые манжеты, которые обеспечивают устойчивость положения секции во время пропуска по трубопроводу.
Устройство работает следующим образом.
Ультразвуковую секцию в составе дефектоскопа с помощью запасовочной камеры запускают в трубопровод, по которому осуществляется перекачка продукта (нефти, газа, нефтепродукта). В процессе движения дефектоскопа внутри трубопровода при прохождении задвижек, поворотов или при столкновении с посторонними предметами на секцию производятся механические воздействия, под действием которых происходит деформация манжет 4 и полозов 1 носителя датчиков. При этом предложенное расположение кабелей под полозами 1 носителя датчиков во внутренней полости герметичной оболочки обеспечивает целостность и работоспособность кабельных соединений.
По завершении прохождения заданного участка трубопровода дефектоскоп извлекают из трубопровода через камеру приема и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер вне дефектоскопа.
Последующий анализ записанных данных позволяет идентифицировать дефекты стенки трубопровода и определить их положение на трубопроводе с целью последующего ремонта дефектных участков.