[發(fā)明專利]一種用于海底管道中內檢測器定位的裝置及方法

無效

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• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102679165A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 馮健;劉金海;李智;高丁;劉振偉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

該發(fā)明屬于管道檢測技術領域，具體涉及一種用于海底管道中內檢測器定位的裝置及方法。

背景技術

近海海洋石油的開發(fā)一般采用鋪設在海底的管道進行運輸，此方式具有密閉性好、自動化程度高等特點，但其安全性問題也越來越受到各國政府的重視，一旦管道發(fā)生事故，將釀成巨大的生命財產損失和環(huán)境污染。管道內檢測器在管道內移動作業(yè)，當內檢測器出現發(fā)生卡堵停止移動，需要人工進行處理時，操作人員必須知道內檢測器所處的準確位置。

現有的定位技術方法有：射線定位、超聲波定位、靜磁場方法定位等。放射性射線由于其對管道的穿透性能卓越，但是放射性射線對操作人員的健康以及生態(tài)環(huán)境都構成威脅；超聲波定位方法是基于聲音信號檢測原理，抗干擾能力強，但對金屬管壁具有強反射性，通過管壁能量衰減大，傳播距離小，接收裝置只能緊貼管壁；靜磁場方法定位用一塊磁鐵置于一段鋼管外面，用高斯計測量管道內漏磁場的存在實現管道內檢測器定位，但此方法一方面容易受其它磁場源的干擾以及鐵磁性材料退磁性能的影響，另一方面在海底管道實施困難，因此它的應用范圍受到一定限制。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術存在的不足，提出一種用于海底管道中內檢測器定位的裝置及方法，以達到強抗干擾性、強抗壓性、高精度的目的。

一種用于海底管道中內檢測器定位的裝置，該裝置包括：內檢測器、上位機，還包括超低頻電磁波發(fā)射裝置和超低頻電磁波接收裝置，所述超低頻電磁波發(fā)射裝置與內檢測器連接，并一同置于海底管道內；所述超低頻電磁波接收裝置位于海底管道外上方1～50米處，超低頻電磁波接收裝置接收從超低頻電磁波發(fā)射裝置發(fā)出的超低頻電磁信號。

所述的超低頻電磁波發(fā)射裝置，包括有發(fā)射天線、控制單元和電池，所述的發(fā)射天線，由鐵芯、線圈和骨架構成，所述的鐵芯橫穿骨架的中心，呈兩端向上彎曲狀，在所述的骨架上設置有線圈；所述控制單元的兩個接線端子分別連接所述線圈的兩個輸入端，控制單元與電池通過電源線連接，控制單元脈沖信號輸入端經外壁上的通孔連接內檢測器輸出端。

所述的超低頻電磁波接收裝置，包括有天線接收器、數據采集盒和天線架，所述的天線接收器包括線圈、骨架和天線盒，其中在所述的骨架上設置有線圈，所述的骨架及線圈均置于天線盒內，所述的天線盒為上下端不封閉盒體，且天線盒的內直徑與骨架直徑相同；所述的天線架成十字狀，由橫軸和縱軸交叉形成，在天線架的四端及中心各連接一個天線接收器，選取位于天線架四端的天線接收器中任意一個，在所選取的天線接收器與位于天線架中心的天線接收器之間設置有數據采集盒；上述五個天線接收器均與數據采集盒連接。

實現海底管道內檢測器定位的裝置的內檢測器定位方法，包括以下步驟：

步驟1、在管道的始端投放超低頻電磁波發(fā)射裝置與內檢測器的連接體到管道中，該連接體在流體的推動下開始在管道中移動；

步驟2、超低頻電磁波發(fā)射裝置的控制單元捕獲從內檢測器內部里程輪上的霍爾傳感器發(fā)出的脈沖信號，并記錄兩個脈沖信號間的時間寬度；

步驟3、如果時間寬度小于設定值，說明內檢測器仍然在管道中移動，返回執(zhí)行步驟2；如果兩個脈沖信號間的時間寬度達到設定值，說明內檢測器停止移動，執(zhí)行步驟4；所述的時間設定值的取值范圍為1～10秒；

步驟4、超低頻電磁波發(fā)射裝置以固定頻率通過發(fā)射天線向管道上方發(fā)射超低頻電磁波；

步驟5、超低頻電磁波接收裝置沿著管道方向探測管道上方的電磁信號；

步驟6、超低頻電磁波接收裝置內部數據采集盒對五個天線接收器輸出的模擬信號進行信號調理和模擬數字轉換；

步驟7、若超低頻電磁波接收裝置的五個天線接收器輸出的模擬信號值均未超過設定值，則說明未探測到超低頻電磁波發(fā)射裝置發(fā)射的超低頻電磁波，返回執(zhí)行步驟5；若五個天線接收器中任一個天線接收器輸出的模擬信號值超過設定值，則說明探測到超低頻電磁波發(fā)射裝置發(fā)射的超低頻電磁波，超低頻電磁波接收裝置將數據傳送到上位機，執(zhí)行步驟8；所述的設定值取值范圍為2～20mV；

步驟8、上位機上的蜂鳴器發(fā)出報警，提示探測到超低頻電磁波，并在上位機液晶顯示屏上顯示出超低頻電磁波接收裝置的五個天線盒接收到的模擬信號值；

步驟9、若位于天線架橫軸的兩個天線接收器輸出的模擬信號值大小相近，且大于天線架中心的天線接收器輸出的模擬信號值，或者位于天線架縱軸的兩個天線接收器輸出的模擬信號值大小相近，且大于天線架中心的天線接收器輸出的模擬信號值，那么可確定超低頻電磁波發(fā)射裝置與內檢測器的連接體在管道中的阻塞位置，執(zhí)行步驟10；否則，返回執(zhí)行步驟5；