海底管道内检测仪牵引试验系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于检测仪牵引试验技术领域，具体设及一种海底管道内检测仪牵引试验 系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着海洋油田的深入开发，海底输油管道越来越多。海底管道多深埋在海底沙± 中，受海洋环境等影响较大，有可能被海中漂浮物或船舶等撞击而损坏，也可能因管道腐蚀 等原因造成穿孔和爆管等恶性事故，从而使海底管道发生泄漏，海底管道泄漏对海洋造成 严重污染，直接影响海洋产业和沿海居民生活，因此，海底管道的安全性成为影响海洋油气 开发、安全正常生产的一个非常重要的问题，受到日益重视。为了保障海底管道的正常运 行，提高海洋油气开发的安全性，需要对海底管道生命全过程各个部分进行定期检测，准确 了解管道状况，及早采取有力措施，避免管道事故的发生，为管道安全运行、维护和评价提 供科学依据。
[0003] 常用的海底管道检测方法为管内检测方法，即：内检测仪在管道内一边随输送介 质运动，一边检测采集管道缺陷信息并存储，检测完成后，通过计算机分析定位记录的缺陷 信息，W掌握管道的状态。
[0004] 对于石油、天然气输送管道，常用的内检测方法有智能清管器(smadPig)、漏磁检 测法、满流检测法、超声波检测技术、电磁波传感检测技术化MAT)等。但是，上述检测方法， 其检测效果都受到速度效应的影响，因此，为了提高管道内检测器的检测精度，需要控制其 运移速度在合理范围内。
[0005] 在海底管道检测仪研发完成后，如果直接进行现场试验，具有现场试验成本高W 及危险系数大的问题，易造成设备损坏。因此，海底管道内检测仪研制完成后，需要在陆地 管道内进行模拟试验，从而研究海底管道内检测仪性能。
[0006] 然而，现有的海底管道内检测仪试验装置，普遍具有W下不足:需要使用大量的设 备，具有试验费用高、试验周期长的问题。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种海底管道内检测仪牵引试验系统及方 法，可有效解决上述问题。
[000引本发明采用的技术方案如下：
[0009] 本发明提供一种海底管道内检测仪牵引试验系统，包括牵引绞车（1)、回程绞车 (2)、左导向滑轮(3)、右导向滑轮(4)和牵引控制系统；
[0010] 其中，所述回程绞车(2)安装于被检测管道(5)的左侧，所述回程绞车(2巧Ij所述被 检测管道(5)左端面之间固定安装所述左导向滑轮(3)，并且，所述回程绞车（2)、所述左导 向滑轮(3)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条直线;所述牵引绞车（1)安装于被检测管 道(5)的右侧，所述牵引绞车（1)到所述被检测管道(5)右端面之间固定安装所述右导向滑 轮(4)，并且，所述牵引绞车（1)、所述右导向滑轮(4)和所述被检测管道(5)的轴线位于一条 直线；
[0011] 内检测器(6)位于被检测管道(5)的管道内部，所述回程绞车（2)的缆绳绕过所述 左导向滑轮(3)后，固定到内检测器(6)的左端;所述牵引绞车（1)的缆绳绕过所述右导向滑 轮(4)后，固定到内检测器(6)的右端；
[0012] 所述牵引控制系统用于驱动控制所述牵引绞车（1)和所述回程绞车(2)动作，进而 对所述内检测器(6)进行牵引动作。
[0013] 优选的，所述牵引绞车（1)和所述回程绞车(2)均包括卷扬机、伺服驱动器、伺服电 机W及绞车附加装置;所述伺服电机通过所述伺服驱动器与所述卷扬机联动。
[0014] 优选的，所述绞车附加装置包括棘轮棘爪止定装置、制动器、离合器W及压绳器。
[0015] 优选的，所述牵引控制系统包括操纵控制台、驱动系统、电源系统和检测系统;所 述操纵控制台分别与所述驱动系统、所述电源系统和所述检测系统连接。
[0016] 优选的，所述检测系统包括：
[0017]牵引缆绳张力传感器，用于检现峰引缆绳的张力值；
[0018] 回程缆绳张力传感器，用于检测回程缆绳的张力值；
[0019] 牵引绞车出绳方向检测编码器，用于检现峰引绞车出绳角度；
[0020] 回程绞车出绳方向检测编码器，用于检测回程绞车出绳角度；
[0021] 牵引绞车刹车闽脱开/抱闽检测接近开关(7)，用于检测牵引绞车抱闽打开状态；
[0022] 回程绞车刹车闽脱开/抱闽检测接近开关，用于检测回程绞车抱闽打开状态；
[0023] 牵引绞车运行圈数检测开关(8)，用于检测牵引缆绳长度值；
[0024] 回程绞车运行圈数检测开关，用于检测回程缆绳长度值；
[0025] 回程停止位置光电开关(9)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的 左端，用于在回程时检测停止位置；
[0026] 回程减速位置光电开关（10)，安装于被检测管道(5)内部且位于回程停止位置光 电开关(9)的右端，用于在回程时检测减速位置；
[0027] 牵引停止位置光电开关（11)，安装于被检测管道(5)内部且位于被检测管道(5)的 右端，用于在牵引过程时检测停止位置；
[0028] 牵引减速位置光电开关（12)，安装于被检测管道(5)内部且位于牵引停止位置光 电开关(11)的左端，用于在牵引过程时检测减速位置；
[0029] 牵引绞车卷筒编码器(13)，用于检测内检测器(6)的位置。
[0030] 优选的，所述驱动系统采用变频驱动系统，包括整流器、逆变器、制动单元、制动电 阻W及直流母线；
[0031] 所述整流器的输入端连接到直流母线，所述整流器的输出端连接到所述逆变器的 输入端，所述逆变器的输出端连接到伺服电机；
[0032] 所述制动单元的一端并联连接到直流母线，所述制动单元的另一端与所述制动电 阻连接。
[0033] 本发明还提供一种海底管道内检测仪牵引试验方法，包括W下步骤：
[0034] 步骤1，控制系统自检后，自动调整内检测器(6)位置，使其处于被检测管道(5)的 左侧；
[0035] 步骤2,当控制系统接到使能命令后，控制系统根据管道内工质流动状态模型算法 生成牵引函数关系，并基于所述牵引函数关系，对牵引绞车（1)和回程绞车（2)的收放缆绳 速度和方向进行调整，具体为:根据内检测器(6)小滑车受工作流体作用而调节牵引绞车 (1) 张力和加速度，使牵引张力和加速度按照摩擦原理函数关系补偿内检测器(6)小滑车磁 力随速度变化；同时，使回程绞车(2)的张力和加速度追随牵引绞车（1)的张力和加速度随 机变化，使牵引绞车（1)和回程绞车(2)合成的加速度随机变化时确保缆绳始终处于张紧状 态且不碰管壁，最终控制牵引绞车（1)牵引内检测器(6)向管道右侧运动，同时回程绞车(2) 处于放缆状态；
[0036] 在内检测器（6)向管道右侧运行过程中，控制系统通过牵引减速位置光电开关 (12)检测到内检测器(6)运行到牵引减速位置时，控制系统控制牵引绞车（1)和回程绞车 (2) 同时减速；当控制系统通过牵引停止位置光电开关（11)检测到内检测器(6)运行到牵引 停止位置时，控制系统控制牵引绞车(1)和回程绞车(2)同时停止，牵引试验过程结束；
[0037] 步骤3,进行下一次牵引试验时，首先控制回程绞车(2)牵引内检测器(6)向管道左 侧运动，同时牵引绞车(1)处于放缆状态；
[0038] 在内检测器（6)向管道左侧运行过程中，控制系统通过回程减速位置光电开关 (10)检测到内检测器(6)运行到回程减速位置时，控制系统控制牵引绞车（1)和回程绞车 (2)同时减速；当控制系统通过回程停止位置光电开关(9)检测到内检测器(6)运行到回程 停止位置时，控制系统控制牵引绞车（1)和回程绞车(2)同时停止，然后返回步骤2进行牵引 试验过程。
[0039] 优选的，步骤2具体为：
[0040] 步骤2.1，设定回程绞车张力给定值，回程绞车张力给定值为常数;设定牵引绞车 速度给定值，牵引绞车速度给定值为常数；
[0041] 步骤2.2,实时检测回程绞车线缆实际张力值；回程绞车线缆实际张力值作为第1 比较器的负向输入，回程绞车张力给定值作为第1比较器的正向输入，第1比较器对各输入 进行运算后，第1比较器的输出值输入到第1回程PID，第1回程PID的输出经转矩