RU2083818C1

RU2083818C1 - Pipeline curvature direction indicator

Info

Publication number: RU2083818C1
Application number: RU94035315A
Authority: RU
Inventors: В.В. Федотов; В.В. Салюков; Б.А. Клюк; А.И. Забазнов
Original assignee: Предприятие "Сургутгазпром"
Priority date: 1994-09-23
Filing date: 1994-09-23
Publication date: 1997-07-10
Also published as: RU94035315A

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: instrument is intended for diagnosing condition of pipelines in oil and other industries. Indicator has cylindrical chamber with supports in the form of spring-loaded rollers and collars over perimeter, hollow tail-piece with built-in light source coaxially connected through ball-type seals with chamber. Also provided is carriage which can be moved following behind chamber. Installed inside chamber is base in the form of platform mounted on wheels. Mounted on platform is information carrier in the form of screen. Located inside chamber are distance meter, power source and light conductor and they are interlocked with meter actuator wheel which is located outside of chamber. Distance meter scale and light source installed in tail-piece of instrument are oriented to information carrier screen. EFFECT: high efficiency. 8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к диагностике состояния трубопровода и может быть использовано для диагностики напряженно деформированных состояний действующих трубопроводов. The invention relates to the diagnosis of the state of the pipeline and can be used to diagnose stress-strain states of existing pipelines.

Известен инклинометр, содержащий корпус, датчик контроля углов, тягу и который может быть использован в горизонтальных скважинах (а.с. 1006735, E 21 В 47/02, 1980). Недостатком указанного устройства является невозможность непрерывного съема информации о состоянии выработки. Known inclinometer containing a housing, a sensor for controlling angles, traction, and which can be used in horizontal wells (AS 1006735, E 21 V 47/02, 1980). The disadvantage of this device is the inability to continuously collect information about the status of the output.

Известен инклинометр, включающий корпус, источник света, световод, носитель информации, подающее устройство (а.с. 1194994, E 21 В 47/02, 1984). Недостатком указанного устройства также является невозможность непрерывного съема информации о состоянии скважины, цикличность работы, жесткая завязка со средствами его подачи. Known inclinometer, comprising a housing, a light source, a light guide, a storage medium, a supply device (AS 1194994, E 21 In 47/02, 1984). The disadvantage of this device is the inability to continuously retrieve information about the state of the well, the cyclical nature of the work, tight ties with the means of filing.

Наиболее близким по назначению, сущности и количеству общих существенных признаков является индикатор направления искривления наклонных и в горизонтальных скважинах (а.с. 1754892, E 21 В 47/02). The closest in purpose, nature and number of common essential features is an indicator of the direction of curvature of deviated and horizontal wells (AS 1754892, E 21 B 47/02).

Индикатор включает камеру, хвостовик, укрепленный в шаровой пяте и установленный соосно камере, поддерживающие свободно вращающиеся опоры, носитель информации и направляющие. Недостатком указанного индикатора является его цикличная работа, невозможность непрерывного съема информации о состоянии трубопровода на достаточно длинном участке трубопровода, а, кроме того, жесткая увязка работы индикатора со средствами подачи его в трубопроводе, т.е. невозможность его автономной работы. The indicator includes a camera, a shank mounted in the heel of the ball and mounted coaxially to the camera, supporting freely rotating supports, a storage medium and guides. The disadvantage of this indicator is its cyclic operation, the impossibility of continuously collecting information about the state of the pipeline on a sufficiently long section of the pipeline, and, in addition, the rigid linking of the indicator to the means of supplying it in the pipeline, i.e. the impossibility of its battery life.

Предлагаемое техническое решение индикатора направлено на обеспечение возможности непрерывного контроля съема информации о состоянии трубопровода на любом и достаточно длинном участке трубопровода, и, кроме того, исключается необходимость в жесткой системе подачи индикатора в трубу. The proposed technical solution of the indicator is aimed at providing continuous monitoring of information on the state of the pipeline at any long enough section of the pipeline, and, in addition, eliminates the need for a rigid system for feeding the indicator into the pipe.

Поставленная задача достигается при помощи предложенного устройства индикатора направления искривления трубопровода. The task is achieved using the proposed device indicator direction of curvature of the pipeline.

Одними существенными с известным решением, принятым за прототип, признаками являются наличие камеры в шаровой пяте и установленного соосно оси камеры поддерживающих свободно вращающихся опор носителя информации, расположенного на основании и направляющих. В целях обеспечения непрерывного контроля за состоянием трубопровода на любом его участке устройство снабжено манжетами, счетчиком измерения расстояний сблокированного с колесом привода и световодом, источниками питания и света, кареткой. Хвостовик выполнен полым с вмонтированным в него источником света и укрепленный своими концами в торце камеры и каретке, через шаровые уплотнители пяты. One of the significant features with the known solution adopted for the prototype, the signs are the presence of a camera in the ball heel and mounted coaxially to the camera axis supporting freely rotating supports of the information carrier located on the base and guides. In order to ensure continuous monitoring of the state of the pipeline at any part of the device, the device is equipped with cuffs, a distance meter for interlocking with the drive wheel and the light guide, power and light sources, and a carriage. The shank is made hollow with a light source mounted in it and fortified with its ends at the end of the chamber and the carriage, through the heel ball seals.

Поддерживающие свободно вращающиеся опоры выполнены в форме подпружиненных роликов и укреплены на внешней поверхности камеры, основание выполнено в форме платформы, которая установлена в одном из торцов камеры с возможностью обеспечения ее постоянного горизонтального положения. Манжеты и колесо привода счетчика установлены на внешней поверхности камеры, а счетчик со световодом и платформа установлены внутри камеры. Экран носителя информации ориентирован к противоположному торцу камеры, а шкала счетчика расстояний и источник света, установленный в хвостовике, ориентированы на экран носителя информации. Каретка, связанная с хвостовиком, выполнена с возможностью перемещения вслед за камерой (1). Supporting freely rotating supports are made in the form of spring-loaded rollers and mounted on the outer surface of the chamber, the base is made in the form of a platform, which is installed in one of the ends of the chamber with the possibility of ensuring its constant horizontal position. Cuffs and a counter drive wheel are installed on the outer surface of the camera, and a counter with a light guide and a platform are installed inside the camera. The screen of the information carrier is oriented towards the opposite end of the camera, and the scale of the distance meter and the light source installed in the shank are oriented to the screen of the information carrier. The carriage associated with the shank is made to move after the camera (1).

На фиг. 1 представлен общий вид индикатора; на фиг. 2 вид индикатора в разрезе; на фиг. 3 общий вид экрана, со снимаемой информацией. In FIG. 1 shows a general view of the indicator; in FIG. 2 sectional view of the indicator; in FIG. 3 general view of the screen, with the information being shot.

Индикатор направления искривления трубопровода состоит из цилиндрической камеры 1, подпружиненных роликов 2, манжет 3, установленных на внешней поверхности камеры 1 по ее периметру. The indicator of the direction of curvature of the pipeline consists of a cylindrical chamber 1, spring-loaded rollers 2, cuffs 3 mounted on the outer surface of the chamber 1 along its perimeter.

Индикатор, содержит счетчик измерения расстояний 4, сблокированный с колесом привода 5, источниками питания 6 и световодом 7. The indicator contains a distance measurement counter 4, interlocked with the drive wheel 5, power supplies 6 and the light guide 7.

Колесо привода 5 счетчика 4 установлено на внешней поверхности камеры 1 с обеспечением возможности постоянного контакта со стенками трубопровода. Счетчик измерения расстояний 4, источники питания 6 и световод 7 установлены внутри камеры 1. В одном из торцов камеры 1 установлена платформа 8 с укрепленным на ней носителем информации 9. В качестве носителя информации 9 используют видеозаписывающее устройство, в частности, видеокамеру 10. Платформа 8 выполнена с возможностью сохранения постоянного горизонтального положения, для чего она снабжена колесами 11, которые перемещаются по направляющим 12, расположенным на внутренней поверхности камеры 1 в месте расположения колес 11, по ее периметру направляющие 12 выполнены в форме пазов в стенках камеры 1. Экран носителя информации 9 ориентирован к противоположному торцу камеры 1, а шкала счетчика расстояний ориентирована на экран носителя информации 9. Шкала счетчика расстояний постоянно подсвечивается световодом 7. Хвостовик 13 выполнен полым в форме стержня с вмонтированным в него источником света 14. Концы хвостовика укреплены через шаровые уплотнители 15 шаровые пяты, которые установлены один в торце камеры, противоположном торцу установки платформы 8, а другой в каретке 16. Источник света 14, установленный в хвостовике 13, направлен на экран носителя информации 9 и ориентирован соосно с осью камеры 1. Каретка 16 выполнена с обеспечением возможности свободного перемещения вслед за камерой 1, для чего на ее внешней поверхности установлены подпружиненные ролики 17. The drive wheel 5 of the counter 4 is installed on the outer surface of the chamber 1 with the possibility of constant contact with the walls of the pipeline. A distance meter 4, power sources 6 and a light guide 7 are installed inside the camera 1. At one of the ends of the camera 1, a platform 8 is installed with a data carrier 9 mounted on it. A video recorder, in particular a video camera 10, is used as the information carrier 9. Platform 8 configured to maintain a constant horizontal position, for which it is equipped with wheels 11 that move along the guides 12 located on the inner surface of the chamber 1 at the location of the wheels 11, along its perimeter the guides 12 are made in the form of grooves in the walls of the chamber 1. The screen of the information carrier 9 is oriented to the opposite end of the camera 1, and the scale of the distance meter is oriented to the screen of the information carrier 9. The scale of the distance counter is constantly illuminated by the optical fiber 7. The shank 13 is hollow in the form of a rod with a mounted into it a light source 14. The ends of the shank are fixed through ball seals 15 ball heels, which are installed one in the end of the chamber, opposite the end of the installation of the platform 8, and the other in the carriage 16. Sources light 14 mounted in the shank 13, is aimed at the information carrier screen 9 and is oriented coaxially with the axis of the chamber 1. The carriage 16 is configured to move freely after the chamber 1, which spring-loaded rollers 17 installed on its outer surface.

Устройство работает следующим образом. Устройство вводят в полость трубопровода. Ось камеры 1 посредством подпружиненных роликов 2 ориентируют соосно оси трубопровода. Манжеты 3 при подаче в трубопровод продукта под давлением выполняют роль двигателя индикатора по трубопроводу. После введения индикатора в трубу включают в работу счетчик измерения расстояний 4 и через колесо привода 5, которое постоянно контактируя со стенками трубопровода, измеряют расстояние прохождения индикатора по трубе. Со шкалы счетчика информация путем подсветки шкалы тонким лучом света от источника питания 6 через световод 7 подается на экран носителя информации 9, где происходит ее считывание (запоминание), в частности, фотографирование на видеокамеру 10. The device operates as follows. The device is inserted into the cavity of the pipeline. The axis of the chamber 1 by means of spring-loaded rollers 2 is oriented coaxially to the axis of the pipeline. Cuffs 3, when fed into the product pipeline under pressure, act as an indicator motor through the pipeline. After the indicator is inserted into the pipe, a distance meter 4 is put into operation, and the distance of the indicator passing through the pipe is measured through the drive wheel 5, which is constantly in contact with the walls of the pipeline. From the counter scale, information by illuminating the scale with a thin ray of light from the power source 6 is fed through the optical fiber 7 to the screen of the information carrier 9, where it is read (stored), in particular, photographed on a video camera 10.

При движении индикатора по трубе возможно вращение камеры 1, поэтому счетчик 4 закреплен на корпусе камеры 1, а шкала счетчика расстояний 4 (обегает) по периметру экрана 9 видеоустановки, не касаясь его, и постоянно находится в зоне съемки видеокамеры 10. When the indicator moves through the pipe, camera 1 may rotate, therefore, the counter 4 is mounted on the camera body 1, and the distance counter scale 4 (runs around) around the perimeter of the video installation screen 9, without touching it, and is constantly in the shooting area of the video camera 10.

Носитель информации установлен на платформе 8, расположенной в одном из торцов камеры, и которая за счет имеющихся на ней колес 11 и направляющих 12 на стенках камеры обладает возможностью сохранения постоянного горизонтального положения. Направляющие 12 выполнены в форме пазов в стенках камеры по ее периметру из противоположного торца камеры луч света от источника света 14, вмонтированного в хвостовик 13 подается на экран носителя информации 9 и фиксирует отклонения оси трубопровода от горизонтального положения. The storage medium is mounted on a platform 8, located at one of the ends of the camera, and which, due to the wheels 11 and guides 12 on the camera walls, has the ability to maintain a constant horizontal position. The guides 12 are made in the form of grooves in the walls of the chamber along its perimeter from the opposite end of the chamber, the light beam from the light source 14 mounted in the shank 13 is fed to the screen of the information carrier 9 and fixes the deviation of the pipeline axis from the horizontal position.

На прямолинейном участке трубопровода луч света (световой "блик") от световода совпадает с центром экрана 9. In a straight section of the pipeline, a ray of light (light "flare") from the fiber coincides with the center of the screen 9.

При вхождении индикатора в криволинейный участок измеряется угол между хвостовиком 13 и плоскостью экрана 9, происходит перемещение светового "блика" на экране от центра. По величине отклонения "блика" от центра можно судить о направлении отклонения оси трубопровода, величине радиуса изгиба и величине действующих напряжений. When the indicator enters the curved section, the angle between the shank 13 and the plane of the screen 9 is measured, the light “flare” on the screen moves from the center. By the magnitude of the deviation of the “flare” from the center, one can judge the direction of deviation of the pipeline axis, the value of the bending radius and the magnitude of the acting stresses.

Экран видеоустройства 9 может быть разбит соответственно на зоны допустимых отклонений (напряжений), зоны предельно-допустимых отклонений и т. д. The screen of the video device 9 can be divided into zones of permissible deviations (voltages), zones of maximum permissible deviations, etc.

Таким образом, диагностика напряженно-деформированного состояния действующего трубопровода достигается непрерывным измерением величины и направления в пространстве радиуса изгиба трубопровода и соответственно его напряжению деформированного состояния за счет непрерывного измерения угла "γ" между осевой линией трубопровода, проходящей через центр из радиальных плоскостей, и хвостовиком, соединяющим указанную плоскость с другой радиальной плоскостью, удаленной от первой на строго фиксированное расстояние, а именно, длину вышеуказанного хвостовика. О величине угла "g" судят по отклонению светового луча (следа светового луча) от центра экрана, так как световой луч является продолжением хвостовика. Thus, the diagnosis of the stress-strain state of the existing pipeline is achieved by continuous measurement of the magnitude and direction in space of the bending radius of the pipeline and, accordingly, its stress of the deformed state by continuously measuring the angle “γ” between the axial line of the pipeline passing through the center from the radial planes and the liner, connecting the specified plane with another radial plane remote from the first at a strictly fixed distance, namely, the length of the above Foot shank. The angle "g" is judged by the deviation of the light beam (trace of the light beam) from the center of the screen, since the light beam is a continuation of the shank.

Наличие большой протяженности магистральных трубопроводов на территории России, отсутствие вдольтрассовых дорог, а также необходимость контроля напряженно-деформированных состояний трубопроводов в труднодоступных местах определяют промышленную применимость предлагаемого индикатора, так как техническое решение индикатора позволяет осуществлять непрерывный контроль за состоянием трубопроводов за счет его автономной работы на участках протяженностью до 120 км от камер запуска до камер приема очистных поршней. The presence of a large length of trunk pipelines in Russia, the absence of high-speed roads, and the need to control stress-strain states of pipelines in hard-to-reach places determine the industrial applicability of the proposed indicator, since the technical solution of the indicator allows continuous monitoring of the state of the pipelines due to its autonomous operation in sections up to 120 km from the launch chambers to the reception chambers of the treatment pistons.

Claims

1. Индикатор направления искривления трубопровода, включающий цилиндрическую камеру, хвостовик, укрепленный в шаровом уплотнителе и установленный соосно оси камеры, поддерживающие свободно вращающиеся опоры, носитель информации, расположенный на основании, направляющие, отличающийся тем, что он снабжен манжетами, счетчиком измерения расстояний, сблокированным с колесом привода и световодом, источниками питания и света, кареткой, хвостовик выполнен полым с вмонтированным в него источником света, свободно вращающиеся опоры выполнены в форме подпружиненных роликов и укреплены на внешней поверхности камеры, основание выполнено в виде платформы, манжеты и колесо привода счетчика установлены на внешней поверхности камеры, а счетчик со световодом и платформа внутри камеры, платформа расположена в торце камеры с возможностью обеспечения ее постоянного горизонтального положения, экран носителя информации ориентирован к противоположному торцу камеры, а шкала счетчика расстояний ориентирована на экран носителя информации, шаровые уплотнители установлены в торце камеры, противоположном торцу установки платформы и каретке, хвостовик укреплен в шаровых уплотнителях своими концами, причем источник света, установленный в хвостовике, ориентирован на экран носителя информации, а каретка установлена с возможностью перемещения вслед за камерой. 1. An indicator of the direction of curvature of the pipeline, including a cylindrical chamber, a shank mounted in a ball seal and mounted coaxially to the axis of the chamber, supporting freely rotating supports, a storage medium located on the base, guides, characterized in that it is equipped with cuffs, a distance measurement counter, interlocked with a drive wheel and a light guide, power and light sources, a carriage, the shank is hollow with a light source mounted in it, freely rotating supports are made in the form of spring-loaded rollers and mounted on the outer surface of the camera, the base is made in the form of a platform, the cuffs and the drive wheel of the counter are installed on the outer surface of the camera, and the counter with a light guide and the platform inside the camera, the platform is located at the end of the camera with the possibility of ensuring its constant horizontal position, screen the information carrier is oriented to the opposite end of the camera, and the distance meter scale is oriented to the screen of the information carrier, ball seals are installed in the end of the camera, etc. opposite the end of the platform installation and the carriage, the shank is fixed at the ends of the ball seals, the light source installed in the shank oriented to the screen of the information carrier, and the carriage mounted to move after the camera.

2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что подпружиненные ролики расположены по периметру камеры. 2. The indicator according to claim 1, characterized in that the spring-loaded rollers are located around the perimeter of the camera.

3. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что манжеты расположены в торцах камеры по ее периметру. 3. The indicator according to claim 1, characterized in that the cuffs are located at the ends of the chamber along its perimeter.

4. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что носитель информации выполнен в виде видеозаписывающего устройства. 4. The indicator according to claim 1, characterized in that the storage medium is made in the form of a video recording device.

5. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что платформа снабжена колесами, а по внутренней поверхности камеры по ее периметру в местах расположения колес расположены направляющие. 5. The indicator according to claim 1, characterized in that the platform is equipped with wheels, and guides are located along the perimeter of the chamber along its perimeter at the locations of the wheels.

6. Индикатор по п. 5, отличающийся тем, что направляющие выполнены в форме пазов в стенках камеры. 6. The indicator according to claim 5, characterized in that the guides are made in the form of grooves in the walls of the chamber.

7. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что каретка снабжена подпружиненными роликами, расположенными по внешней поверхности каретки. 7. The indicator according to claim 1, characterized in that the carriage is equipped with spring-loaded rollers located on the outer surface of the carriage.