储罐底板在线油泥冲刷装置及冲刷方法
技术领域
本发明涉及石油储运技术领域,特别涉及一种储罐底板在线油泥冲刷装置及冲刷方法。
背景技术
在石油、石化和仓储行业使用着大量原油、成品油和危险化学品金属储罐,作为油品或化工原料的储存、生产之用。这些介质大多具有易燃、易爆和腐蚀等特性。油品储运行业具有单罐体储存容量大,罐体数量多等特点,一旦出现事故将造成重大的经济损失,影响人民群众的生命财产安全。
储罐底板是储罐中腐蚀最严重的区域,是储罐维护检测的重点区域。储罐检修通常需要停止使用并清罐后,才能用现有的漏磁、超声、涡流等检测设备进行罐底检测。停产检测不仅费用相当高,而且时间需耗费数月之久。储罐底板在线检测是目前唯一能进行储罐不停产定量检测的方法。对于成品油和化工介质等储罐,由于介质较清洁,罐底一般无沉积物,在线检测机器人能较好的进行罐底检测。但是,对于原油等不清洁介质的储罐,罐底通常会沉积数十厘米厚的油泥沉积物。对于含油泥等沉积物的储罐,检测机器人的检测传感器难以接近罐底板,无法完成检测任务。
因此,亟需一种储罐底板在线油泥冲刷方法和冲刷装置,可以在油泥较厚的储罐中,一边冲刷油泥露出储罐底板,一边进行储罐腐蚀情况的在线检测,从而节省成本、提高效率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储罐底板在线油泥冲刷装置及冲刷方法,可在不停产的情况下,利用储罐内自身的液态介质对储罐底部的油泥进行冲刷,使得腐蚀状况检测机器人能够接近储罐底板,完成对储罐底板的腐蚀定量检测。
为实现上述目的,根据本发明的第一方面,本发明提供了一种储罐底板在线油泥冲刷装置,包括:注入单元,其在储罐使用状态下将储罐内上层的液态介质注入冲刷装置;增压单元,其将来自注入单元的液态介质进行增压处理;冲刷单元,其设置并固定于储罐底板腐蚀在线检测机器人的底部,该冲刷单元用于将增压处理后的液态介质向储罐底板的油泥层进行喷射,直至在线检测机器人具备检测储罐底板腐蚀程度的条件。
进一步,上述技术方案中,注入单元包括:浮仓,其为筒状结构,内设隔板,该隔板与一液压杆连接并可在筒状浮仓内上下移动;进液软管,其一端安装于浮仓顶部并始终位于液态介质的液面以下,另一端与增压单元连通。
进一步,上述技术方案中,增压单元可以采用增压器,该增压器安装于检测机器人上。
进一步,上述技术方案中,冲刷单元可由冲刷头阵列组成,该冲刷头阵列位于检测机器人下部的一个或多个方位,每个方位设有多个冲刷头且每个方位的冲刷头可进行独立控制。
进一步,上述技术方案中,冲刷装置还包括控制单元,该控制单元具体包括:浮仓深度调整模块,其用于控制液压杆驱动隔板上下移动,从而使浮仓顶部的进液软管进口始终处于液态介质中;冲刷调整模块,其用于控制多个方位的冲刷头独立开启或关闭,并根据油泥在储罐底板上的覆盖情况调整开启的冲刷头的喷射方向和喷射速度。
进一步,上述技术方案中,控制单元还可包括:机器人姿态调整模块,其用于在冲刷头喷射过程中,针对喷射反作用力实时调整检测机器人的姿态,使安装在检测机器人上的冲刷单元保持需要的喷射位置;冲刷效果判断模块,其用于在出现腐蚀检测信号且腐蚀检测信号连续无中断的情况下,判断冲刷部位无油泥且具备储罐底板的腐蚀检测条件。
为实现上述目的,根据本发明的第二方面,本发明提供了一种储罐底板在线油泥冲刷方法,包括如下步骤:A、腐蚀检测机器人被释放至底部具有油泥的储罐中后,将储罐中的液态介质注入冲刷装置并增压;B、根据检测机器人的规划行走路线,开启冲刷头阵列中的一个或多个冲刷头,喷射增压后的液态介质;C、当出现储罐底板检测信号且检测信号连续无中断时,则判断冲刷部位无油泥且可进行后续腐蚀检测。
进一步,上述技术方案中,步骤A中的将储罐中的液态介质注入冲刷装置还可包括如下子步骤:控制浮仓中的液压杆驱动隔板上下移动,从而使浮仓顶部的进液软管进口始终处于液态介质中。
进一步,上述技术方案中,步骤B中的喷射增压后的液态介质还包括如下子步骤:控制多个方位的冲刷头独立开启或关闭,并根据油泥在储罐底板上的覆盖情况调整开启的冲刷头的喷射方向和喷射速度。
进一步,上述技术方案中,步骤B和步骤C之间还可包括:在冲刷头喷射过程中,针对喷射反作用力实时调整检测机器人的姿态,使安装在检测机器人上的冲刷单元保持需要的喷射位置。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1)通过实时调整冲刷方向、速度大小,可破碎并冲走局部油泥,使腐蚀检测机器人能够接近储罐底板,完成对储罐底板的定量检测;
2)可充分利用储罐内的液态介质,无需外部介质,不会对储罐内介质造成污染,同时无需停产即可实现罐体底板的腐蚀程度检测;
3)通过浮仓的设置以及与外部控制***的交互,确保进液入口位于液态介质中而不是靠近底部的油泥中,避免进液入口堵塞。
上述说明仅为本发明技术方案的概述,为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施,同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂,以下列举一个或多个优选实施例,并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是本发明储罐底板在线油泥冲刷装置结构示意图。
图2是本发明注入单元中的浮仓结构示意图。
图3是本发明控制单元结构示意图。
图4是本发明储罐底板在线油泥冲刷方法的流程示意图。
主要附图标记说明:
1-外部控制***,10-控制单元,101-浮仓深度调整模块,102-冲刷调整模块,103-机器人姿态调整模块,104-冲刷效果判断模块,11-注入单元,110-浮仓,111-液压杆,112-隔板,12-增压单元,13-冲刷单元。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中,为了描述的方便,可以使用空间相对术语,诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等,来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是,空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如,如果在图中的物件被翻转,则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此,示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中,术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位,并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之,在一些实施例中,术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
实施例1
如图1所示,本发明的储罐底板在线油泥冲刷装置安装在储罐底板腐蚀在线检测机器人上,利用储罐内的介质(如原油)对罐底油泥进行冲刷,使检测机器人能够接近储罐底板,完成底板的检测任务。本发明的储罐底板在线油泥冲刷装置包括注入单元11、增压单元12、冲刷单元13以及控制单元10。注入单元11在储罐使用状态下(即非停产状态)将储罐内上层的液态介质注入冲刷装置。优选而非限制性地,如图2所示该注入单元11进一步包括浮仓110和进液软管(图中未示出),浮仓110为筒状结构,内设隔板112,隔板112与一液压杆111连接并可在筒状浮仓110内上下移动。进液软管的一端安装于浮仓110顶部并始终位于储罐内部液态介质的液面以下,另一端与增压单元12连通。进液软管上端的进液口始终位于储罐内部液态介质的液面以下可保证冲刷用的液态介质可源源不断地注入到增压单元12中。浮仓110的底部开口且装有深度计,深度计能显示浮仓深度并通过检测机器人信号传输功能传至外部控制***1,浮仓110悬浮深度调整可通过浮仓内的空腔体积大小来实现,即需要浮仓上移时,外部控制***1控制液压杆111向下推动隔板112从而增加浮仓内的空腔体积,需要浮仓下移时,外部控制***1控制液压杆111向上推动隔板112从而减小浮仓内的空腔体积。设置浮仓110一方面可以保证设置在其顶部的进液入口在液面以下,另一方面可以在储罐底部的油泥较厚时,使得浮仓上浮,确保进液入口位于液态介质中而不是靠近底部的油泥中,避免进液入口堵塞。进一步地,进液入口可安装过滤器,用于过滤液态介质中的杂质。增压单元12可将来自注入单元11的液态介质进行增压处理。增压单元可采用增压器,该增压器安装于检测机器人上。冲刷单元13设置并固定于储罐底板腐蚀在线检测机器人的底部,冲刷单元13用于将增压处理后的液态介质向储罐底板的油泥层进行喷射,直至在线检测机器人具备检测储罐底板腐蚀程度的条件。优选而非限制性地,冲刷单元13可由固定在检测机器人底部的冲刷头阵列(图中未示出)组成,该冲刷头阵列位于检测机器人下部的一个或多个方位(例如前、后、左、右四个方位),每个方位均设有多个冲刷头且每个方位的冲刷头可进行独立控制,即冲刷头的方向可独立调整,四个方位冲刷头可独立控制打开和关闭。
进一步如图3所示,本发明在线油泥冲刷装置的控制单元10可与外部控制***进行信号传输和交互,控制单元10的传输接口可连接检测机器人,与检测机器人共享动力、信号传输与控制。控制单元10包括但不限于浮仓深度调整模块101、冲刷调整模块102、机器人姿态调整模块103以及冲刷效果判断模块104。其中,浮仓深度调整模块101用于控制前述液压杆111驱动隔板112上下移动,从而使浮仓顶部的进液软管进口始终处于所述液态介质中。冲刷调整模块102用于控制多个方位的冲刷头独立开启或关闭,并根据油泥在储罐底板上的覆盖情况实时调整开启的冲刷头的喷射方向和喷射速度。机器人姿态调整模块103用于在冲刷头喷射过程中,针对喷射反作用力实时调整检测机器人的姿态,使安装在检测机器人上的冲刷单元保持需要的稳定的喷射位置。冲刷效果判断模块104用于在出现腐蚀检测信号且腐蚀检测信号连续无中断的情况下,判断冲刷部位无油泥且具备储罐底板的腐蚀检测条件。以上控制单元10中的各个功能模块均可与外部控制***进行信号传输和交互,从而完成本发明冲刷装置各个环节的控制。储罐底板的腐蚀检测条件具体为:通过检测机器人上安装的检测探头可识别检测机器人是否与储罐底板发生了接触,即机器人底部的油泥被冲刷充分后露出储罐底板,检测探头会向外部控制***1发出腐蚀检测信号,当外部控制***1识别到该检测信号且该检测信号连续无中断时,可判断检测器下部无油泥。
实施例2
如图4所示,本发明的储罐底板在线油泥冲刷方法,包括如下步骤:
步骤201,腐蚀检测机器人被释放至底部具有油泥的储罐中后,将储罐中的液态介质注入冲刷装置。注入过程中通过外部控制***1收到的浮仓深度的信号对浮仓的深度进行实时调整,确保浮仓110顶部的进液入口处于液面以下,同时防止储罐中的油泥堵住进液入口。
步骤202,通过增压器对注入的液态介质进行增压。
步骤203,根据检测机器人的规划行走路线,开启冲刷头阵列中的一个或多个冲刷头,喷射增压后的液态介质。通过外部控制***1可控制多个方位的冲刷头独立开启或关闭,并根据油泥在储罐底板上的覆盖情况调整开启的冲刷头的喷射方向和喷射速度。在冲刷头喷射过程中,针对喷射反作用力可实时调整检测机器人的姿态,使安装在检测机器人上的冲刷单元13保持需要的喷射位置。
步骤204,当外部控制***1接收到储罐底板的腐蚀检测信号且该检测信号连续无中断时,则判断检测机器人底部的冲刷部位无油泥且可进行后续腐蚀检测,进而进行步骤205;当外部控制***1未接收到储罐底板的腐蚀检测信号时,说明检测机器人底部的油泥并未冲刷充分,检测机器人还未接触到储罐底板,此时回到步骤203继续进行该部位的冲刷。
步骤205,检测机器人完成上一位置的腐蚀检测并行走至下一位置继续进行冲刷头的喷射。
本发明的储罐底板在线油泥冲刷装置及方法可通过实时调整冲刷方向、速度大小,可破碎并冲走局部油泥,使腐蚀检测机器人能够接近储罐底板,完成对储罐底板的定量检测。本发明的装置及方法可充分利用储罐内的液态介质,无需外部介质,不会对储罐内介质造成污染,同时无需停产即可实现罐体底板的腐蚀程度检测。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰,都应落入本发明的保护范围。