专利名称：管道变径检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管道变径检测装置，更具体地说，涉及一种对流体的长 输管道进行变径检测的装置。
背景技术：
通过管道对石油、天然气等流体进行输送己成为国内外能源输送的主要 方式。管道一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，对周边环境等也会 产生严重的后果。因此，精确、有效的管道检测装置对确保管道的正常运行 具有重要作用。管道内的检测装置包括磁漏检测装置和变径检测装置等。磁 漏检测装置主要用于检测管道内壁上因腐蚀、裂纹等而产生的缺陷，变径检 测装置则主要用于检测因为管道壁因疲劳、碰撞等而产生凹凸、机械变形等 变径缺陷。管道变径检测装置通常包括腔体、数据处理装置、与该数据处理 装置电连接并通常设置在所述腔体的后端的多个变径检测器和沿着该腔体 的轴向固定在该腔体的外圆周上的多个皮碗。所述皮碗用于将管道变径检测 装置支撑在管道内，并在管道内流动的流体的推动下使得管道变径检测装置 在管道内流动。在该流动过程中，多个变径检测器对管道内壁各点的直径进 行测量，并将该测量结果存储到数据处理装置内。
在对管道进行变径检测时，还需要对该管道变径检测装置进行定位，即 确定管道变径检测装置在管道中的位置，从而该管道变径检测装置不致于 "丢失"，并且能够指示所发现的变径缺陷的位置。例如，长输管道通常沿 途在预定的定位点设置有多个定位装置，该定位装置检测经过该定位点的管 道变径检测装置所发出的信号，并记录该管道变径检测装置经过该定位点的 时刻。而管道变径检测装置则记录各个时刻所检测到的管道直径情况，从而通过将出现变径缺陷的时刻与所述管道变径检测装置经过各个定位点的时 刻相比较，并通过该管道变径检测装置记录的速度信息，便可得出所述变径 缺陷相对于各个定位点的距离，从而可以找到管道上存在变径缺陷的位置。 当管道变径检测装置"丢失"时，只要査找各个定位点的信息，便可确定该 管道变径检测装置位于最后一个检测到该装置的定位点与下一个定位点之 间，从而可以相对容易地在较短的距离内对该管道变径检测装置进行进一步 的搜索。从而可以看出，管道变径检测装置所发出的信号能够被各个定位点 的定位装置精确地接收，这一点对于对管道变径检测装置的定位，乃至对于 变径缺陷位置的确定，都具有重要的意义。
在现有的管道变径检测装置中，该定位通常通过连接在所述管道变径检 测装置的所述腔体上的发射机来实现。该发射机用于发射低频的电磁波信 号，该低频的电磁波信号由地面上的接收装置进行接收，从而对该管道变径 检测装置进行定位。但是，该低频信号容易受到干扰，从而使得定位不精确。
发明内容
本发明的一个目的在于针对现有的管道变径检测装置的定位不精确的 缺点，提供一种能够对其进行精确定位的管道变径检测装置。
本发明的另一个目的在于提供一种对上述管道变径检测装置进行定位 的定位装置。
本发明的还另一个目的在于提供一种管道变径检测系统，该检测系统能 够检测并定位管道的变径缺陷。
根据本发明的一个方面，提供了一种管道变径检测装置，该装置包括腔 体、数据处理装置、与该数据处理装置电连接的多个变径检测器和沿着该腔 体的轴向固定在该腔体的外圆周上的多个皮碗，所述数据处理装置用于存储 所述变径检测器所检测的变径信息并记录出现变径时的时刻，其中，该装置还包括设置在所述腔体上的磁场发生装置。
根据本发明提供的管道变径检测装置，通过磁场信号来对该管道变径检 测装置来进行定位，由于磁场信号基本不受干扰，因此大大增强了该管道变 径检测装置的定位精确性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种管道变径检测装置的定位装置， 该定位装置包括磁场接收装置和计时装置，该磁场接收装置用于检测是否存 在磁场，当存在磁场时，所述计时装置记录磁场出现的时刻。该定位装置能 够对上述管道变径检测装置进行精确的定位。
根据本发明的还另一个方面，提供了一种管道变径检测系统，该系统包 括上述管道变径检测装置和定位装置。该检测系统能够检测并定位管道的变 径缺陷。
图1是根据本发明提供的管道变径检测装置的结构示意图2是图1所示的管道变径检测装置的磁场发生装置的局部放大示意
图3是图2所示的磁场发生装置的截面示意图。
具体实施例方式
下面通过参考附图来对本发明的具体实施方式
进行详细说明。 如图1所示，本发明提供的管道变径检测装置包括腔体l、数据处理装 置3、与该数据处理装置3电连接的多个变径检测器4和沿着该腔体1的轴 向固定在该腔体l的外圆周上的多个皮碗5，所述数据处理装置3用于存储 所述变径检测器4所检测的变径信息并记录出现变径时的时刻，其中，该装 置还包括设置在所述腔体1上的磁场发生装置6。该磁场发生装置6所发出的磁场信号被外部的接收器所接收，从而对所述管道变径检测装置进行定 位。
所述磁场发生装置所产生的磁场强度可以根据使用情况而具体确定，例
如，该磁场强度可以为0.1T-1T，例如0.5T。
所述磁场发生装置6可以是本领域公知的各种能够产生磁场的装置，例 如永磁体、电磁体等。优选情况下，如图2和图3所示，所述磁场发生装置 6包括环状的轭铁61、多个永磁体62和固定在每个所述永磁体62上的钢刷 63，所述轭铁61固定在所述腔体1的外周，所述多个永磁体62地固定在所 述轭铁61的外圆周上，且每个所述永磁体62的其中一个磁极与所述轭铁61 接触，另一个磁极与所述钢刷63接触，相邻两个永磁体62的设置方向相反。 如图3所示， 一个永磁体62的N极与轭铁61接触，S极与钢刷63接触， 则与该永磁体62相邻的另一个永磁体的N极与钢刷63接触，S极与轭铁61 接触。在使用时，所述钢刷63与管道9的金属管壁相接触，从而所述轭铁 61、每相邻的连个永磁体62、钢刷63和管道9的金属管壁形成了闭合磁路， 从而能够产生较大强度的磁场信号，有利于对所述管道变径检测装置进行精 确的定位。
可以根据具体情况设定所述多个永磁体62的分布，优选地，所述多个 永磁体62等间距地固定在所述轭铁61的外圆周上。从而能够产生比较均匀 而稳定的磁场。
所述轭铁61相对于所述腔体1和永磁体62固定连接，可以采用本领域 公知的各种固定方式来实现。作为一种具体的实施方式，如图2所示，所述 管道变径检测装置还包括法兰7，所述轭铁61通过法兰7固定在所述腔体1 的外周，并且所述永磁体62通过该法兰7固定在所述轭铁61的外圆周上。
所述永磁体62可以采用本领域公知的各种永磁材料制成的磁体，例如 钕铁硼永磁铁。所述变径检测器4可以是本领域公知的各种类型的变径检测器，例如平 行四边形变径检测器、伞状支架变径检测器等。
在所述管道变径检测装置中，可以根据需要设置所述皮碗5的个数和位 置。例如，所述皮碗5为2-4个，其中两个所述皮碗5分别设置在所述腔体 1轴向的两端，所述变径检测器4设置在该两个皮碗5之间。如图1所示， 所述皮碗5为3个，变径检测器4的左侧分别设置一个皮碗5，变径检测器 4的右侧分别设置两个皮碗5。
所述数据处理装置3可以用于存储所述变径检测器4所检测的变径信息 并记录出现变径时的时刻，当然，所述数据处理装置3还可以用于对所述变 径检测器4所检测的信息进行压縮处理，从而降低该数据处理装置3的容量 要求。所述数据处理装置3还可以用于记录所述管道变径检测装置在管道内 行走的速度。所述数据处理装置3可以是本领域公知的各种能够存储数据并 具有根据用户需要对数据进行压縮和/或分析的装置，例如计算机、单片机等。 所述数据处理装置3可以容纳在所述腔体1内。所述管道变径检测装置还可 以包括电源，该电源也可以容纳在所述腔体l内。
所述管道变径检测装置还可以包括连接在所述腔体1上的发射机8，如 图1所示，该发射机可以连接在腔体1的前端。该发射机8用于发射低频信 号，该低频信号由地面上的接收装置进行接收，从而对该管道变径检测装置 进行定位。与上述磁场信号相比，该发射机8发射的低频信号虽然精确度较 低，但是发射距离比较远，因而可以与该磁场信号互补，产生较好的定位效 果。
所述管道变径检测装置还可以包括连接在所述腔体1上的里程轮7，如 图1所示，所述里程轮7连接在腔体1的后端。该里程轮7记录所述管道变 径检测装置行走的里程，并将该里程信息存储在该数据处理装置3内，以便 能够较精确地定位管道上出现变径缺陷的具体位置。所述发射机8和里程轮7的具体结构为本领域公知的技术，在此不再赘述。
另一方面，本发明还提供了一种管道变径检测装置的定位装置，其中， 该定位装置包括磁场接收装置和计时装置，该磁场接收装置用于检测是否存 在磁场，当存在磁场时，计时装置记录磁场出现的时刻。
该定位装置还可以包括定位桩，所述磁场接收装置和计时装置设置在所 述定位桩上。所述定位桩可以按预定距离设置在管道附近。
所述磁场接收装置可以为本领域公知的各种能够接收磁场信号的装置， 例如该磁场接收装置可以为磁敏元件。
所述计时装置可以为本领域公知的各种能够计时的装置，如GPS计时器等。
另一方面，本发明还提供了一种管道变径检测系统，其中，该检测系统 包括如上文所述的管道变径检测装置和多个如上文所述的定位装置。
可以根据需要设置所述定位装置之间的距离，例如，相邻两个所述定位 装置之间的距离可以为0.5km-10km。
根据所述管道变径检测系统，所述管道变径检测系统还可以包括变径位 置确定装置，该变径位置确定装置可以通过所述数据处理装置3所记录的出 现该变径时的时刻和所述多个定位装置所记录的时刻计算得出变径的位置。 通过将出现该变径时的时刻与所述多个定位装置所记录的管道变径检测装 置经过的时刻相比较得到时间差，再乘以管道变径检测装置在该时间段内所 行走的速度，便可得到该变径缺陷相对于相应定位点的具体距离，从而能够 方便地找到该变径缺陷并进行维修等处理。该变径位置确定装置可以为计算 机。
管道变径检测装置在管道内行走的速度可以由外部的速度检测装置得 到，也可以由所述管道变径检测装置的数据处理装置3来记录。
权利要求
1、一种管道变径检测装置，该装置包括腔体(1)、数据处理装置(3)、与该数据处理装置(3)电连接的多个变径检测器(4)和沿着该腔体(1)的轴向固定在该腔体(1)的外圆周上的多个皮碗(5)，所述数据处理装置(3)用于存储所述变径检测器(4)所检测的变径信息并记录出现变径时的时刻，其特征在于，该装置还包括设置在所述腔体(1)上的磁场发生装置(6)。
2、 根据权利要1所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述磁场发 生装置(6)所产生的磁场强度为0.1T-1T。
3、 根据权利要1或2所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述磁 场发生装置(6)包括环状的轭铁(61)、多个永磁体(62)和固定在每个所 述永磁体(62)上的钢刷(63)，所述轭铁(61)固定在所述腔体(1)的外 周，所述多个永磁体(62)固定在所述轭铁(61)的外圆周上，且每个所述 永磁体(62)的其中一个磁极与所述轭铁(61)接触，另一个磁极与所述钢 刷(63)接触，并且相邻两个永磁体(62)的设置方向相反。
4、 根据权利要3所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述多个永 磁体(62)等间距地固定在所述轭铁(61)的外圆周上。
5、 根据权利要求3所述的管道变径检测装置，其特征在于，该装置还 包括法兰(7)，所述轭铁(61)通过法兰(7)固定在所述腔体(1)的外周， 并且所述永磁体(62)通过该法兰(7)固定在所述轭铁(61)的外圆周上。
6、 根据权利要1所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述数据处理装置(3)还用于对所述变径检测器(4)所检测的信息进行压縮处理。
7、 根据权利要1所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述数据处 理装置(3)还用于记录所述管道变径检测装置在管道内行走的速度。
8、 根据权利要1所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述管道变 径检测装置还包括连接在所述腔体(1)上的发射机(8)。
9、 根据权利要求1所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述管道 变径检测装置还包括连接在所述腔体(1)上的里程轮(7)。
10、 一种管道变径检测装置的定位装置，其特征在于，该定位装置包括 磁场接收装置和计时装置，该磁场接收装置用于检测是否存在磁场，当存在 磁场时，所述计时装置记录磁场出现的时刻。
11、 根据权利要求IO所述的定位装置，其特征在于，该定位装置还包 括定位桩，所述磁场接收装置和计时装置设置在所述定位桩上。
12、 一种管道变径检测系统，其特征在于，该检测系统包括根据权利要 求1至9中任一项所述的管道变径检测装置和多个根据权利要求10或11所 述的定位装置。
13、 根据权利要求12所述的管道变径检测系统，其特征在于，相邻两 个所述定位装置之间的距离为0.5km-10km。
14、 根据权利要求12所述的管道变径检测系统，其特征在于，所述管道变径检测系统还包括变径位置确定装置，该变径位置确定装置通过所述数据处理装置(3)所记录的出现变径时的时刻和所述多个定位装置所记录的时刻而计算得出变径的位置。
15、根据权利要求14所述的管道变径检测系统，其特征在于，所述变 径位置确定装置还通过所述数据处理装置(3)所记录的所述管道变径检测 装置在管道内行走的速度计算得出所述变径的位置。
全文摘要
本发明提供了一种管道变径检测装置，该装置包括腔体(1)、数据处理装置(3)、与数据处理装置电连接的多个变径检测器(4)和沿着腔体的轴向固定在腔体的外圆周上的多个皮碗(5)，数据处理装置用于存储所述变径检测器所检测的变径信息并记录出现变径时的时刻，其中，该装置还包括设置在所述腔体上的磁场发生装置(6)。通过磁场信号来对该管道变径检测装置来进行定位。由于磁场信号基本不受干扰，因此大大增强了该管道变径检测装置的定位精确性。本发明还提供了一种管道变径检测装置的定位装置和一种管道变径检测系统。该定位装置能够对所述管道变径检测装置进行精确地定位，该管道变径检测系统能够精确地检测并定位管道的变径缺陷。
文档编号G01N19/08GK101685062SQ20081016883
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者刘保余, 张惠民, 成文峰, 杨理践, 许志军, 赵庆华, 彦 邓, 钱建华, 马云修, 高安东, 高松魏 申请人:中国石油化工股份有限公司