NO873021L - Maaleanordning for roerledninger. - Google Patents

Abstract

En måleanordning for å påvise urundheter i utlagte rørled-ninger (3) og utført i form av en sonde for bevegelse gjennom vedkommende rørledning og bestående av et bærerør (1) med en opptegn ingsenhet i sitt indre hulrom, flere'tastefingre (13, 14) forsynt med tasteruller (16, 17) og svingbart opplagret ved rørets akterende for anlegg under fjærkraft mot rørled-ningsveggen, samt en skive (25) som er sentralt anordnet mellom fingrene og sfærisk opplagret (22) på en aksial målestang (23) for opptegn ingsenheten. Tastefingrene ligger da an mot skivens omkrets på sådån måte at deres utsvingbevegelse fra den norma 1 st i 11 ing?som er fastlagt ved rørled-ningens nominelle diameter, omsettes i en v ippebevegelse av skiven og en aks i a ibevegelse av målestangen. For å oppnå en fullstendig f 1ateavtastning av rørveggen er det anordnet minst to grupper (11, 12) av tastefingre (13, 14), hvis tasteruller (16, 17) ligger i innbyrdes avstand etter hverandre og befinner seg på hver sin omkretssirkel samt er innbyrdes forskjøvet i omkretsretningen på sådan måte at deres berøringsflater med rør 1edningsveggen (5) overlapper hverandre i normal stilling.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en måleanordning for å påvise urundheter i utlagte rørledninger og utført i form av en sonde for bevegelse gjennom vedkommende rørledning og bestående av et bærerør med en opptegningsenhet i sitt indre hulrom, flere tastefingre forsynt med tasteruller og svingbart opplagret ved rørets akterende for anlegg under fjærkraft mot rør 1edningsveggen, samt en skive som er sentralt anordnet mellom fingrene og sfærisk opplagret på en aksial målestang for opptegningsenheten, idet tastefingrene'1igger an mot skivens omkrets på sådan måte at deres utsvingbevegelse fra den norma 1 sti 11 ing som er fastlagt ved rørledningens nominelle diameter, omsettes i en v ippebevege1 se av skiven og en aksialbevegelse av målestangen.

Rørledninger som skal transportere råolje, gass eller lignende over lengre strekninger er på land gravet ned i jorden og til sjøs lagt ned på havbunnen. Rørledningene er derfor ikke tilgjengelig utenfra. Likevel må de inspiseres med visse mellomrom eller ved påviste uregelmessigheter. En sådan inspeksjon kan bare finne sted innenfra og utføres ved hjelp av må 1eanordninger av en spesiell art, nemlig de såkalte målesonder, som beveges gjennom rørledningen, idet de vanligvis drives frem ved hjelp av selve det transporterte medium. Ved sin bevegelse gjennom rørledningen kan da disse anordninger utføre forskjellige rnåieoppdrag, f.eks. korro-sjonsmå1 inger, sprekkpåvisning eiler geometri må 1 inger langs rørledningen eller også målinger på det transporterte medium.

Ved feilaktig utlegning av rørledningen, f.eks. ved utlegning over stedelig avgrensede, hårde stensjikt, ved ujevn påført jordti1dekning eller også ved jordbevege1 se etter utlegningen kan rørledningen deformeres fra sin opprinnelige sirkelrunde geometri. Det oppstår da en oval form eller enkelte utbuktninger. Sådanne deformer inger forandrer rør-ledningens fasthetsverdier, hvilket særlig ved trykkpåkjen-ning kan føre til lokalt høyere mater i a 1 spenn inger samt etter lengere driftstid etter hvert kan føre til rør 1edningsbrudd. Det er derfor nå vanlig å etterprøve sådanne rørledninger med hensyn på deres rundhet umiddelbart etter utlegningen samt deretter med jevne tidsmellomrom for i god tid å kunne påvise feil av ovenfor angitt art.

De ovenfor angitte anordninger for dette formål, og som også kalles rørsonder, har alltid hovedsakelig samme oppbygning. De består av et sylinderformet bærerør, i hvis indre det er anordnet en opptegningsenhet, f.eks. en skriver, og som ved hjelp av før ingsutstyr i begge ender føres langs rørled-ningsveggen. For å avtette sonden overfor rørveggen er det anordnet før ingskraver som befinner seg under forspenning og i tillegg kan overta før ingsfunksjonen. Utover dette er det kjent for føring av sonden i tillegg å anvende ruller, som over svingarmer er opplagret på bærerøret. For fastlegging av rørgeometri en anvendes flere stjerneformet anordnede tastefingre som er svingbart opplagret ved bærerørets akterende, samt er forsynt med tasteruller ved sine fri ender og ligger under fjærtrykk an mot rørveggen. I den normalstil-ling som er fastlagt ved rørledningens nominelle diameter befinner samtlige tasteruller seg langs en konsentrisk sirkel. Ethvert avvik fra den nominelle diameter, f.eks. en ovalitet eller en utbuktning, fører da til et utsving av en eller flere tastefingre og som overføres tii opptegningsenheten.

Må 1everd i overfør i ngen finner sted ved at opptegn ingsenheten oppviser en målestang som rager ut fra bærerørtes akterende samt er forbundet med en slags vippeskive som er sfærisk opplagret på målestangen. Denne skive er ved hjelp av fjærer, som er forbundet med skiven i avstand fra dens akse, anordnet i et pian vinkelrett på røraksen. På tastefingerne er det i området ved deres indre svingelager anordnet over-føringsledd som iigger an mot skivens ytre omkrets. Hvis en eller flere tastefingre svinges ut fra sin normal sti i i ing, overføres dette utsving over overfør ings1 eddene til skiven, som da vil vippe om sin sfæriske opplagring på målestangen, da skiven på sin motsatte side vil være avstøttet mot rør-ledning s veggen over det overfør ingsiedd og den tastefinger som befinner seg der. Denne v ippebevege1 se fører til en aks i a 1 forskyvning av målestangen, som i sin tur blir registrert av opptegn ingsenheten. For en anordning av denne art må det tas opp en ka 1 i brer ingskurve, da det ikke foreligger noen lineær avhengighet mellom utsvinget og den opptegnede må 1everdi.

En hovedsakelig likeartet arbeidsfunksjon foreligger ved andre kjente må 1eanordninger, hvor ta stef ingrene med sin fri ende ligger an mot en krave som utfyller rørledningen, idet urundheter i rørgeometri en da opptas av vedkommende krave samt først derpå overføres til tastefingeren. Denne sist-nevnte utførelse har den ulempe at det foreligger mellomrom mellom tastefingerne. Hvis kraven viker ut på grunn av en urundhet i mellomrommet mellom ta stef ingerne, så vil utmål-ingen av denne urundhet bare ufullstendig eller slett ikke bli overført til tastefingerne. Videre har kraven den ulempe at den slites ned ved sin ytre omkrets på grunn av veggfrik-sjonen, således at den ikke lenger vil ligge tett an mot rør-lednings veggen og en spalte opptrer. Små urundheter vil da i det hele tatt ikke lenger kunne registreres og større avvik fra sirke1 formen vil bare bli registrert med redusert bidrag.

I denne sammenheng er da de anordningen gunstigere hvor tasterullene på tastefingernes ytterender løper i umiddelbart anlegg mot rørledningsveggen, da i dette tilfelle ned-s1 itningsv i r kn ingene bare spiller en underordnet rolle. For-øvrig vil en nedslitning gjøre seg merkbar i samme grad på samtlige tasteruller, således at bare utgangspunktet for mål-ingene vil bli forskjøvet. Også i dette tilfelle foreligger imidlertid det problem at det mellom tasterullene foreligger mellomrom, således at lokalt avgrensede og lite utpregede utbuktninger eventuelt slett ikke og mer omfangsrike utbuktninger bare utilstrekkelig kan påvises. Da videre sådanne anordninger ikke bare skal kunne fungere ved konstant inner-diameter, men også over et visst diameterområde, vil de ovenfor angitte ulemper være mer graverende jo større den nominelle rørdiameter er.

Da tastefingerne med sin sentrale skive og de fjærer som virker på denne danner et fjær/masse-system, kan det særlig ved høye bevegelsehastigheter av sonden forekomme oversving-ninger, således at i visse tilfeller en lokalt begrenset utbuktning kan passeres uten måleverdiopptak. Også over-svingning med tilsvarende tilbakeiøp kan foreligge, med den følge at det opptegnes måieverdier uten at det foreligger noen urundhet.

Det er da et formål for foreliggende oppfinnelse å overvinne de ovenfor angitte ulemper og frembringe en måleanordning som er i stand til med sikkerhet å påvise urundheter av enhver størrelse og utpregningsgrad samt angi såvel korrekte som reproduserbare måieverdier.

Ved hjelp av en måleanordning av innledningsvis angitt art oppnås da dette formål i henhold til oppfinnelsen ved at det er anordnet minst to grupper av tastefingre, hvis tasteruller ligger i aksial innbyrdes avstand etter hverandre og befinner seg på hver sin omkretssirkel samt er innbyrdes forskjøv-et i omkretsretningen på sådan måte at deres berøringsflater med rør 1edningsveggen overlapper hverandre i normal stilling.

Ved anordningen i henhold til oppfinnelsen hvor to grupper av tasteruller, hvis berøringsflater med rørledningsveggen ligger langs to sirkeilinjer som er anordnet aksialt etter-hverandre, er det mulig å avtaste rørledningsveggen flate-dekkende over hele dens omfang. Dermed sikres det at også lokalt sterkt begrensede urundheter oppfattes av minst en tasterulle og meddeles anvisningsenheten på grunn av dens utsving. Denne f 1atedekkende avtastning av rørledningens vegg er ved tilsvarende tett innbyrdes anordning av tasterul lene i de to grupper også mulig over et visst område av nominelle rør 1edningsdiametere, således at en eneste rørled-ningssonde utført i samsvar med oppfinnelsen kan være til-strekkelig til utmåling av forskjellige rørledninger med innbyrdes avvikende nominell diameter.

I henhold til et utførelseeksempel av foreliggende oppfinnelse kan tastefingerne i den ene grupp være lenger enn fingrene i den annen gruppe. I dette tilfellet er alle tastefingre ved sin innerste ende svingbart opplagret langs en og samme omkretssirkel, mens den aksiale avstand mellom tasterullene i de to grupper fremkommer ved tastefingrenes forskjellige lengde. Ia stef ingrene kan imidlertid også være like lange, idet de da er svingbart opplagret i en innbyrdes avstand som tilsvarer avstanden mellom gruppene. 1 dette tilfellet må man derfor sørge for at overføringselementene mellom tastefingrene og skiven tar hensyn til denne avstand.

I henhold til et ytterligere utførelseeksempel er tastefingrene utformet som lister med sin smalside liggende i et radialplan, idet en tasterulle er anordnet på begge sider av hver sådan 1 isteutformet tastefinger. Ved en sådan utførelse forbedres tasterullenes f 1atedekkende anlegg mot rørveggen.

Denne fordel kan også oppnås ved en annen utførelseform, hvor tastefingerne ved sin ytterende oppviser en gaffel og en tasterulle er opplagret mellom gaffe 1 armene, således at den derved kan oppvise en tilsvarende større aksial utstrekning.

I henhold til et ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen oppviser hver tastefinger et krumt segment som den ligger løst an mot skivens omkrets med.

Ved denne utførelse i henhold til oppfinnelsen vippes skiven ved sterkt begrensende urundheter bare av den tilsvarende utsvingte tastefinger, mens skiven avstøttes mot krumnings- segmentet på den motsatte tastefinger, uten at denne bevegelse har noen innflytende på de øvrige tastefingre. På denne måte kan således lokalt avgrensede urundheter påvises med vesentlig større nøyaktighet. Ved det direkte anlegg av krumningssegmentene mot skiven, som forøvrig bare behøver å befinne seg under påvirkning av en sentral fjærkraft, vil systemet være vesentlig mindre følsomt overfor oppsving eller oversvi ng.

Ved formning av krumningssegmentene er det videre mulig å oppnå en lineær avhengighet mellom utsvingsgraden samt tilsvarende utbøyningsdybde, på den ene side og målestangens aksialforskyvning på den annen side, således at den verdi som registreres av opptegn ingsenheten virkelig tilsvarer den påviste uregelmessighet. Det vil følgelig da ikke være nød-vendig å oppta noen ka 1 ibreringskurve.

For å nedsette systemets friksjonsmotstand til et minimum, kan videre hvert krumningssegment på tastefingerne være forsynt med en glideflate eller eventuelt en hensiktsmessig opp-1 ågret rulle.

Ved siden av den nevnte mulighet til å avpasse krumningssegmentets form slik at det oppnås en lineær avhengighet mellom utsving og aksialforskyvning, foreligger også den fordel at krumningssegmentets form i de to grupper av tastefingre er utført slik at de på tross av forskjellig utsvings-amplityde gir samme aksialforskyvning av målestangen.

Oppfinnelsen vil i det følgende blir nærmere beskrevet ved hjelp av utføre 1seeksemp1 er som er angitt på de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en utføre 1seform av må 1eanordni ngen. Fig. 2 viser bærerøret i henhold til fig. 1 sett fra dets akterende uten målestang og vippeskive. Fig. 3 er en skisse tilsvarende til fig. 2, men av en annen utførelseform.

Må 1eanordni ngen i henhold til fig. 1 oppviser et sylinderformet bærerør 1 i hvis indre det er anordnet en ikke nærmere vist opptegn ingsenhet. Under må 1eprosessen beveger måle-anordningen seg i retning av pilen 2 gjennom en rørledning 3.

Ved forenden av bærerøret er det anordnet en krave 4 som befinner seg under forspenning og ligger tettende an mot rør-veggen 5 med sin ytre omkrets. Videre er det på baksiden av kraven 4 anordnet føringsorganer i form av ruller 6, som over armer 7 ved 8 er svingbart opplagret på bærerøret 1.

Ved akterenden av bærerøret 1 er det anordnet en ytterligere krave 9, som likeledes ligger tettende an mot rørveggen 5.

De to mansjetter sørger for at må 1eanordni ngen beveger seg fremover sammen med det transporterte medium gjennom rørled-n i ngen 3.

På baksiden av kraven 9 er to grupper 11, 12 av tastefingre 13, 14 svingbart opplagret ved 15 på en bæreskive 10. Som det vil fremgå av fig. 1, er ta stef ingrene 13 i gruppen 11 utformet med kortere lengde enn tastefingrene 14 i gruppen 12. Tastefingrene 13, 14 i de to grupper bærer ved sine fri ytterender ruller 16 eller 17. På grunn av den forskjellige lengde av tastefingrene 13, 14 vil tasterullene 16, 17 befinne seg i innbyrdes aksial avstand langs forskjellige sirkel1injer. Tasterullene 16, 17 er forøvrig dreibart opplagret på tastefingren 13, 14 ved 18 eller 19.

Hver tastefinger oppviser i nærheten av sitt indre svingelager 15 et innoverragende krumningssegment 20, som ligger løst an mot den ytre omkrets av en sentralt anordnet skive 21. Herunder kan skiven 21 oppvise tilsvarende glideflater eller ruller. Skiven 21 er sfærisk opplagret ved 22 på en målestang 23. Målestangen 23 er ført aksialt frem til bære-platen 10 samt et åk 25 som er oppbygget på denne. Målestangen utgjør en del av den ikke viste opptegn ingsenhet, som er anordnet i bærerøret 1.

Utbøyningsbevegelsen av en eller flere bærefingre 13, 14 overføres over krumningssegmentene 20 til skiven 21, som i

sin tur avstøttes mot de motsatt liggende krumningssegmenter, således at en v ippebevege 1 se kan utføres om den sfæriske opplagring 22, som også trekker med seg målestangen 23. Aksialforskyvning av målestangen 23 registreres så av opptegningsenheten.

Ved det viste utførelseeksempei i fig. 2 er tastefingrene 13, 14 i de to grupper 11, 12 utformet som smale lister, samt anordnet slik at listenes smalsider ligger i radialplan. På begge sider av de listformede tastefingre er da en tastrulle 16 eller 17 opplagret. Som det vil fremgå av fig. 2, overlapper løpeflatene på tastruliene 16 i den ene gruppe, løperullene 17 i den annen gruppe, således at det oppnås en fullstendig f 1atedekkende avtastning av rørveggen 5.

Ved det viste utførelseseksempel i fig. 3 oppviser tastefingrene 13 og 14 i de to grupper en gaffel ved sine fri ytterender, idet en langstrakt tasterulle 16 eller 17 er opplagret mellom gaffelarmene 26. Også i dette tilfellet oppnås ved anordning av to grupper tastefingre eller tasteruller en sluttet berøringsflate over rørlednings samlede indre omkrets.

Claims (9)

1. Måleanordning for å påvise urundheter i utlagte rør-ledninger og utført i form av en sonde for bevegelse gjennom vedkommende rørledning og bestående av et bærerør med en opptegningsenhet i sitt indre hulrom, flere tastefingre forsynt med tasteruller og svingbart opplagret ved rørets akterende for anlegg under fjærkraft mot rørledningsveggen, samt en skive som er sentralt anordnet mellom fingrene og sfærisk opplagret på en aksial målestang for opptegn ingsenheten, idet tastefingrene ligger an mot skivens omkrets på sådan måte at deres utsv ingbevege1 se fra den norma 1 st i 11 ing som er fastlagt ved rørledningens nominelle diameter, omsettes i en vippe-bevegelse av skiven og en aksialbevegelse av målestangen, karakterisert ved at det er anordnet minst to grupper (11, 12) av tastefingre (13, 14), hvis tasteruller (16, 17) ligger i aksial innbyrdes avstand etter hverandre og befinner seg på hver sin omkretssirkel samt er innbyrdes for-skjøvet i omkretsretni ngen på sådan måte at deres berørings-flater med rørledningsveggen (5) overlapper hverandre i norma 1 stilling.

2. Måleanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at ta stef ingrene (17) i den ene gruppe (11) er lengre enn tastefingrene (14) i den annen gruppe (12).

3. Måleanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at tastefingrene (13, 14) er utformet som lister med smalside i et radialplan, idet en tasterulle (16, 17) er opplagret på begge sider av hver list-formet tastefinger.

4. Måleanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at tastefingrene (13, 14) ved sin ytterende oppviser en gaffel, idet en tasterulle (16, 17) er opplagret mellom gaffelarmene (26).

5. Måleanordning som angitt i et av kravene 1 - 4, karakterisert ved at hver tastefinger (13, 14) oppviser et krumningssegment (20), som den ligger løst an mot den ytre omkrets av skiven (21) med.

6. Måleanordning som angitt i et av kravene 1 - 5, karakterisert ved at hvert krumningssegment (20) og tastefingrene (13, 14) er tilordnet en glideflate på den ytre omkrets av skiven (21).

7. Måleanordning som angitt i et av kravene 1 - 5, karakterisert ved at hvert kurvesegment (20) på tastefingrene (13, 14) er tilordnet en rulle opplagret på den ytre omkrets av skiven (21).

8. Måleanordning som angitt i et av kravene 1 - 7, karakterisert ved at krumningssegmentene (20) på tastefingrene (13, 14) i de to grupper (11, 12) er utformet slik at samme utsving av tastefingrene fører til samme vippevinkel av skiven (21) og således til samme aksialforskyvning av målestangen (23).

9. Måleanordning som angitt i et av kravene 1 - 8, karakterisert ved at krumningssegmentene (20) oppviser en form som frembringer lineær proporsjonalitet mellom utsvingene av tastefingrene (13, 14) og aks i a 1 forskyv-ningen av målestangen (23).