储气井检测系统的电缆收放卷装置的制作方法

本实用新型属于储气井无损检测技术领域，具体涉及一种储气井检测系统的电缆收放卷装置。

背景技术：

目前，cng加气站主要为城市公共交通提供气源，建于人口稠密的城市。储气井是竖向埋设于地下且井筒与井壁间采用水泥浆进行全填充封固、用于储存压缩气体的管状设施，属于固定式压力容器类别、高压容器品种。储气井由井筒、井口装置、井底装置组成。储气井工作是一个循环充气和放气的过程，主要承受交变内压载荷，压力范围一般在10～25mpa之间，压力波动大于20％，设计压力循环总次数一般为25000次。储气井的公称压力一般为25mpa(表压)，储气井的公称容积1～10m³,井筒内径为177.8mm和244.48mm两种。

储气井材料为高强钢，有螺纹连接和截面变化，所以设计时采用了疲劳分析。尽管由于储气井深埋于地下，其优点是安全度高，爆炸风险小，但仍存在包括失稳、疲劳、腐蚀(包括介质腐蚀和环境腐蚀)、刚性失效(螺纹密封失效)等损伤倾向，也会发生井筒爆裂冲出地面的严重事故。由于加气站的储气井具有大储量、高压力、高频率且大幅度压力变化等特点，因此对cng加气站储气井储的定期检验非常重要。

目前定期检验的主要设备是井筒壁厚腐蚀检测系统，该系统包括分体设计的可操作控制器、电缆卷筒绞车、地滑轮、天滑轮、井口架和超声波探头。检测时，先固定电缆卷筒绞车、地滑轮和井口架，天滑轮设置在井口架上端，电缆缠绕在卷筒上，其一端绕过地滑轮、天滑轮后进入储气井中，以保证井口段电缆处于竖直状态，且井口段电缆位于储气井的轴线位置，确保检测结果的准确性。每次需要根据储气井的位置，以及井口的直径尺寸来调节井口架的安装位置，然后进行紧固，同时需要确保在检测过程中，电缆卷筒绞车、地滑轮、天滑轮和井口架的相对位置稳固，不能移动，否则影响检测精准度。这样的操作复杂、繁琐、效率低、成本高，且检测精度相对较低。因此需要设计一种结构简单、操作方便的储气井检测系统的电缆收放卷装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提一种储气井检测系统的电缆收放卷装置，解决现有技术中对储气井进行检测时，每次需要根据储气井的位置，以及井口的直径尺寸来调节井口架的安装位置，然后进行紧固，同时需要确保在检测过程中，电缆卷筒绞车、地导向轮、天导向轮和井口架的相对位置稳固，不能移动，否则影响检测精准度。这样的操作复杂、繁琐、效率低的技术问题。

为了实现以上目的，本实用新型采取的具体技术方案是：

储气井检测系统的电缆收放卷装置，包括：

第一支架；

卷筒机构，所述卷筒机构包括第一调节机构、第二支架、第一电机和卷筒；第一调节机构设置在第一支架上，第二支架设置在第一调节机构上，卷筒通过卷轴转动设置在第二支架上，第一电机设置在第二支架上用于驱动卷筒转动；

纠偏机构，所述纠偏机构包括转动设置在第一支架上的导向轮和铰接在第一支架上的偏转杆，铰接部的两侧均设置有第一接近开关，偏转杆的上端转动设置有导向环，导向环位于导向轮上方，导向轮的转轴与滚筒的卷轴平行设置，导向轮外周面上沿周向开设有导向槽；电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒固定连接，另一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后垂直进入储气井中，电缆位于储气井中的一端连接有检测探头。

由于卷筒具有一定的长度，电缆是逐层缠绕在卷筒上，且每一层缠绕有很多圈。在检测储气井过程中，电缆穿过导向轮导向槽后进入储气井中，电缆末端连接有检测探头，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态。放卷电缆时，第一电机驱动卷筒转动，同时在检测探头重力作用下，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，由于导向轮的相对位置固定，而在卷筒转动过程中电缆离开卷筒时的贴点是沿卷筒长度方向移动的，因此贴点到导向轮之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角会逐渐变大，一旦该角度增大到一定程度，则电缆就会脱离导向轮，将导致检测失败。为了解决该问题，本实用新型通过设置第一调节机构和纠偏机构，电缆先穿过导向环后再进入导向轮导向槽，然后进入储气井中；当缆离开卷筒时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，此时张紧的电缆会对导向环的内壁产生一定的侧向压力，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第一调节机构带动卷筒整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束。

收卷过程与该过程相似：收卷电缆时，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕再卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，此时张紧的电缆会对导向环的内壁产生一定的侧向压力，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第一调节机构带动卷筒整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，保证收卷在卷筒上每一层相邻的两圈电缆，以及相邻两层收卷的电缆紧挨在一起，不紊乱，如此反复直到收卷顺利结束。

通过设置第一调节机构和纠偏机构，及时调整收/放卷电缆时卷筒的位置，使收/放卷顺利进行，提高了储气井检测的效率和精度。同时，通过将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，便于搬运和检测时固定，检测时将该电缆收放卷装置放置至储气井井口上方，使连接有检测探头的电缆一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后垂直进入储气井中，只需要调节第一支架的位置使井口段电缆位于储气井的轴线位置即可，操作简单。且将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，该装置重心相对稳定，在收、放卷过程中，不会发生摇晃甚至移动等现象，检测精度高。

进一步改进，所述第一调节机构包括丝杠、滑块和第二电机，丝杠的两端与第一支架转动连接，第二电机固定设置在第一支架上，用于驱动丝杠转动；滑块套设在丝杠上，且与丝杠螺纹连接，第二支架设置固定设置在滑块上；所述丝杠与卷筒的卷轴平行设置。

通过丝杠、滑块和第二电机，在收/放卷电缆过程中，电缆与卷筒的贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，偏转杆会相应的向对应侧发生转动后触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0度，同时偏转杆重新回到初始位置。该结构简单，运行平稳，利于进行储气井检测。

进一步改进，所述丝杠的两侧设置有导轨，且导轨与丝杠平行设置，滑块活动式卡设在导轨上。通过设置导轨，提高结构稳定性，防止滑块和卷筒在平移过程中发生偏转。

进一步改进，所述纠偏机构通过第四支架与第一支架连接；所述第四支架通过螺栓与第一支架连接，导向轮通过支撑架与第四支架连接，导向轮与支撑架的上端转动连接；

所述第一接近开关固定设置在第四支架上，偏转杆的下端与第四支架铰接，且铰接部的转轴与支撑架下端的转轴垂直设置。

通过设置第四支架，纠偏机构可以作为一个模板整体进行拆装、更换，操作方便。

进一步改进，所述支撑架的下端与第四支架转动连接，且支撑架上端和下端的转轴平行设置；第四支架上设置有第二接近开关，电缆在未张紧状态下穿过导向轮的导向槽或者电缆未穿过导向槽时，在支撑架和导向轮在重力作用下，支撑架绕其下端向下转动，使支撑架触发第二接近开关。

通过设置支撑架，且支撑架的下端与第四支架转动连接，当电缆未电缆处于未张紧状态下穿过导向轮的导向槽或者电缆未穿过导向槽时，在重力作用下支撑架向下转动触发第二接近开关，则第一电机停止工作，防止卷筒继续转动导致卷筒上的电缆松弛后发生紊乱、交叉缠绕等现象。

进一步改进，所述偏转杆包括上杆和下杆，上杆的上端与导向环转动连接，上杆的下端与下杆的上端转动连接，且转轴与导向轮的转轴平行设置，下杆的下端与第四支架铰接。

卷筒和其上缠绕电缆的整体半径随着收/放卷的进行发生变化，通过将偏转杆分为两段，且两段之间转动连接，随着卷筒和其上的电缆整体的半径发生变化，在导向环受到张紧电缆压力作用下，使上杆和下杆之间发生转动，保证导向环在上、下方位上的位置随之变化，防止电缆与导向环发生卡阻现象而影响收/放电缆。

进一步改进，所述导向环的内壁沿周向设置有用于清洁电缆表面污渍的拭擦组件。因为在检测或搬运过程中，电缆上附着水、油污、灰尘等污渍，通过设置拭擦组件，能够快捷、方便的进行清理。

进一步改进，所述导向环的内壁沿周开设有凹槽，拭擦组件的一端嵌设在凹槽中。

进一步改进，所述拭擦组件为毛刷、海绵或者棉毡中的一种。

进一步改进，所述丝杠的长度大于等于2倍的卷筒长度；沿垂直于丝杠长度方向观察，导向轮位于丝杠的中间部位处。保证卷筒两缠绕的电缆在收放卷过程中，也能通过第一调节机构和纠偏机构及时进行调节。

采用上述装置进行电缆收放卷的控制方法，包括如下步骤：

1)、将该装置搬运至待检测储气井井口，并放置在井口上方，然后将电缆的一端穿过导向环、导向轮导向槽后于检测探头连接；

2)、将检测探头放入储气井中，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态；然后调节第一支架的位置，使处于井口端的电缆位于井口的轴线上；

3)、检测时放卷电缆过程：开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，当电缆离开卷筒时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束；

4)、检测结束收卷电缆过程：检测完毕后，开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕再卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到收卷结束。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过设置第一调节机构和纠偏机构，及时调整收/放卷电缆时卷筒的位置，使收/放卷顺利进行，提高了储气井检测的效率和精度。同时，通过将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，便于搬运和检测时固定，检测时将该电缆收放卷装置放置至储气井井口上方，使连接有检测探头的电缆一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后垂直进入储气井中，只需要调节第一支架的位置使井口段电缆位于储气井的轴线位置即可，操作简单。且将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，该装置重心相对稳定，在收、放卷过程中，不会发生摇晃甚至移动等现象，检测精度高。

附图说明

图1为本实用新型所述储气井检测系统的电缆收放卷装置的立体图。

图2为图1的俯视视图。

图3为纠偏机构的结构图。

图4为偏转杆、导向环的结构视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1-4所示，储气井检测系统的电缆收放卷装置，包括：

第一支架1；

卷筒机构2，所述卷筒机构包括第一调节机构、第二支架25、第一电机26和卷筒24；第一调节机构设置在第一支架1上，第二支架25设置在第一调节机构上，卷筒24通过卷轴转动设置在第二支架25上，第一电机26设置在第二支架25上用于驱动卷筒转动；

纠偏机构3，所述纠偏机构包括转动设置在第一支架1上的导向轮32和铰接在第一支架上的偏转杆33，铰接部的两侧均设置有第一接近开关36，偏转杆33的上端转动设置有导向环34，导向环34位于导向轮32上方，导向轮的转轴与滚筒的卷轴平行设置，导向轮32外周面上沿周向开设有导向槽321；电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒24固定连接，另一端依次活动式穿过导向环34、导向轮的导向槽321后垂直进入储气井中，电缆位于储气井中的一端连接有检测探头。

在本实施例中，所述第一支架1为包括四条支腿11和固定设置在直推顶端的支撑台板12，整体呈条桌状。支撑台板12的一边缘处设置有缺口13，该缺口位于导向轮32的正下方，沿垂直支撑台板的方向观察，导向轮的外边缘位于缺口的外侧，防止电缆于支撑台板的边缘发生干涉而影响检测结果。在其他实施例中，第一支架可以为其他结构形状。

由于卷筒具有一定的长度，电缆是逐层缠绕在卷筒上，且每一层缠绕有很多圈。在检测储气井过程中，电缆穿过导向轮导向槽后进入储气井中，电缆末端连接有检测探头，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态。放卷电缆时，第一电机驱动卷筒转动，同时在检测探头重力作用下，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，由于导向轮的相对位置固定，而在卷筒转动过程中电缆离开卷筒时的贴点是沿卷筒长度方向移动的，因此贴点到导向轮之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角会逐渐变大，一旦该角度增大到一定程度，则电缆就会脱离导向轮，将导致检测失败。为了解决该问题，本实用新型通过设置第一调节机构和纠偏机构，电缆先穿过导向环后再进入导向轮导向槽，然后进入储气井中；当电缆离开卷筒时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，此时张紧的电缆会对导向环的内壁产生一定的侧向压力，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第一调节机构带动卷筒整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0度，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束。

收卷过程与该过程相似：收卷电缆时，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕再卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，此时张紧的电缆会对导向环的内壁产生一定的侧向压力，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第一调节机构带动卷筒整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0度，同时偏转杆重新回到初始位置，保证收卷在卷筒上每一层相邻的两圈电缆，以及相邻两层收卷的电缆紧挨在一起，不紊乱，如此反复直到收卷顺利结束。

通过设置第一调节机构和纠偏机构，及时调整收/放卷电缆时卷筒的位置，使收/放卷顺利进行，提高了储气井检测的效率和精度。同时，通过将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，便于搬运和检测时固定，检测时将该电缆收放卷装置放置至储气井井口上方，使连接有检测探头的电缆一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后垂直进入储气井中，只需要调节第一支架的位置使井口段电缆位于储气井的轴线位置即可，操作简单。且将卷筒机构和纠偏机构一体设置于第一支架上，该装置重心相对稳定，在收、放卷过程中，不会发生摇晃甚至移动等现象，检测精度高。

在本实施例中，第一电机26与卷筒24的卷轴通过齿轮啮合传动。在其他实施例中也可以通过皮带传动。

在本实施例中，所述第一调节机构包括丝杠22、滑块23和第二电机21，丝杠22的两端与第一支架转动连接，第二电机21固定设置在第一支架上，用于驱动丝杠转动；滑块套设在丝杠上，且与丝杠螺纹连接，第二支架固定设置在滑块上；所述丝杠与卷筒的卷轴平行设置。

通过丝杠、滑块和第二电机，在收/放卷电缆过程中，电缆与卷筒的贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，偏转杆会相应的向对应侧发生转动后触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动一定距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0度，同时偏转杆重新回到初始位置。该结构简单，运行平稳，利于进行储气井检测。

在本实施例中，所述丝杠22的两侧设置有导轨，且导轨与丝杠平行设置，滑块23活动式卡设在导轨上。通过设置导轨，提高结构稳定性，防止滑块和卷筒在平移过程中发生偏转。

在本实施例中，所述纠偏机构3通过第四支架31与第一支架1连接；所述第四支架31通过螺栓与第一支架连接，导向轮32通过支撑架35与第四支架连接，导向轮与支撑架的上端转动连接；

所述第一接近开关36固定设置在第四支架上，偏转杆的下端与第四支架铰接，且铰接部的转轴与支撑架下端的转轴垂直设置。

通过设置第四支架，纠偏机构可以作为一个模板整体进行拆装、更换，操作方便。

在本实施例中，所述支撑架35的下端与第四支架31转动连接，且支撑架35上端和下端的转轴平行设置；第四支架上设置有第二接近开关37，电缆在未张紧状态下穿过导向轮32的导向槽321或者电缆未穿过导向槽时，在支撑架35和导向轮32在重力作用下，支撑架35绕其下端向下转动，使支撑架35触发第二接近开关37。

通过设置支撑架，且支撑架的下端与第四支架转动连接，当电缆未电缆处于未张紧状态下穿过导向轮的导向槽或者电缆未穿过导向槽时，在重力作用下支撑架向下转动触发第二接近开关，则第一电机停止工作，防止卷筒继续转动导致卷筒上的电缆松弛后发生紊乱、交叉缠绕等现象。

在本实施例中，所述偏转杆33包括上杆332和下杆331，上杆的上端与导向环34转动连接，上杆的下端与下杆的上端转动连接，且转轴与导向轮的转轴平行设置，下杆331的下端与第四支架31铰接。

卷筒和其上缠绕电缆的整体半径随着收/卷的进行发生变化，通过将偏转杆分为两段，且两段之间转动连接，随着卷筒和其上的电缆整体的半径发生变化，在导向环受到张紧电缆压力作用下，使上杆和下杆之间发生转动，保证导向环在上、下方位上的位置随之变化，防止电缆与导向环发生卡阻现象而影响收/放电缆。

在本实施例中，所述导向环34的内壁沿周向设置有用于清洁电缆表面污渍的拭擦组件。因为在检测或搬运过程中，电缆上附着水、油污、灰尘等污渍，通过设置拭擦组件，能够快捷、方便的进行清理。

在本实施例中，所述导向环的内壁沿周开设有凹槽，拭擦组件的一端嵌设在凹槽中。

在本实施例中，所述拭擦组件为毛刷。

在其他实施例中，拭擦组件可以为海绵或者棉毡。

在本实施例中，所述丝杠22的长度等于2倍的卷筒34长度；沿垂直于丝杠长度方向观察，导向轮位于丝杠的中间部位处。保证卷筒两缠绕的电缆在收放卷过程中，也能通过第一调节机构和纠偏机构及时进行调节。

在其他实施例中，所述丝杠的长度可以大于2倍的卷筒长度。

在本实施例中，第一电机26和第二电机21为伺服电机。

在其他实施例中，第一电机和第二电机可以为步进电机。

实施例二：

采用上述装置进行电缆收放卷的控制方法，包括如下步骤：

1)、将该装置搬运至待检测储气井井口，并放置在井口上方，然后将电缆的一端穿过导向环、导向轮导向槽后与检测探头连接；

2)、将检测探头放入储气井中，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态；然后调节第一支架的位置，使处于井口端的电缆位于井口的轴线上；

3)、检测时放卷电缆过程：开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，当电缆离开卷筒时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束；

4)、检测结束收卷电缆过程：检测完毕后，开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕在卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的贴点沿卷筒长度方向移动时，贴点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使贴点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到收卷结束。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。