[發明專利]一種天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置和方法

有效

• 申請號: 202010760121.1
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111878663B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 吳婷婷;尉建功
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F17D5/00;F16L101/10;F16L101/30
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 譚啟斌

1.一種天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：包括若干用于沿天然氣內管道運動的傳動機構、用于探測天然氣管道內水合物的探測機構、用于消融水合物的消融機構和控制器，所述傳動機構包括傳動機架、若干與天然氣內管道外壁發生靜摩擦的萬向輪組件、驅動組件和彈性連接件，所述探測機構包括探測機架和探測組件，所述消融機構包括消融機架、消融組件和消融爪組件，所述萬向輪組件沿圓周方向設置在傳動機架的內壁，所述驅動組件與萬向輪組件連接，所述探測機架和消融機架均通過彈性連接件與傳動機架連接，所述探測組件設置在探測機架上，所述消融組件和消融爪組件均設置在消融機架上，所述萬向輪組件、驅動組件、探測組件、消融組件和消融爪組件均與控制器連接。

2.如權利要求1所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述萬向輪組件包括沿圓周方向設置在傳動機架上的液壓桿和連接在液壓桿上的萬向滾輪，所述萬向滾輪與驅動組件的輸出端連接，所述液壓桿與控制器連接。

3.如權利要求1所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述探測組件包括溫度探測器、安裝架、旋轉電機、旋轉齒輪組和旋轉齒圈，所述探測機架的內壁沿圓周方向向內延伸形成與旋轉齒圈固定連接的凸輪，所述凸輪的兩側向內凹陷形成導向槽，所述溫度探測器與旋轉電機均設置在安裝架的一端，所述安裝架的另一端與導向槽滑動連接，所述旋轉電機通過旋轉齒輪組與旋轉齒圈嚙合連接，所述溫度探測器和旋轉電機均與控制器連接。

4.如權利要求3所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：還包括扶正組件，所述扶正組件包括若干沿圓周方向設置在探測機架上的氣缸和支撐桿，所述支撐桿通過氣缸與探測機架連接。

5.如權利要求1所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述消融組件包括若干加熱器和定位器，所述定位器與消融機架固定連接，所述加熱器沿圓周方向設置在消融機架的內壁上，所述加熱器和定位器均與控制器連接。

6.如權利要求5所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述加熱器為微波加熱器。

7.如權利要求1所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述傳動機構的數量為3，分別記為第一傳動機構、第二傳動機構和第三傳動機構，所述第一傳動機構通過彈性連接件與探測機架連接，探測機架通過彈性連接件與第二傳動機構連接，第二傳動機構通過彈性連接件與消融機架連接，消融機架通過彈性連接件與第三傳動機構連接。

8.如權利要求7所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述傳動機架包括上機架、下機架和液壓連接件，所述上機架通過液壓連接件與下機架連接，所述液壓連接件與控制器連接。

9.如權利要求1所述的天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置，其特征在于：所述消融爪組件包括上機械臂、下機械臂、上推爪和下推爪，所述上推爪通過上機械臂與消融機架的外壁連接，所述下推爪通過下機械臂與消融機架的外壁連接，所述上機械臂和下機械臂均與控制器連接。

10.一種天然氣管道內水合物探測與消融水合物的方法，所述方法包括一應用于天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置的控制器，其特征在于：所述天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置包括若干用于沿天然氣內管道運動的傳動機構、用于探測天然氣管道內水合物的探測機構、用于消融水合物的消融機構和控制器，所述傳動機構包括傳動機架、若干與天然氣內管道外壁發生靜摩擦的萬向輪組件、驅動組件和彈性連接件，所述探測機構包括探測機架和探測組件，所述消融機構包括消融機架、消融組件和消融爪組件，所述萬向輪組件沿圓周方向設置在傳動機架的內壁，所述驅動組件與萬向輪組件連接，所述探測機架和消融機架均通過彈性連接件與傳動機架連接，所述探測組件設置在探測機架上，所述消融組件和消融爪組件均設置在消融機架上，所述萬向輪組件、驅動組件、探測組件、消融組件和消融爪組件均與控制器連接，所述萬向輪組件包括沿圓周方向設置在傳動機架上的液壓桿和連接在液壓桿上的萬向滾輪，所述萬向滾輪與驅動組件的輸出端連接，所述液壓桿與控制器連接，所述傳動機架包括上機架、下機架和液壓連接件，所述上機架通過液壓連接件與下機架連接，所述液壓連接件與控制器連接，所述探測組件包括溫度探測器、安裝架、旋轉電機、旋轉齒輪組和旋轉齒圈，所述探測機架的內壁沿圓周方向向內延伸形成與旋轉齒圈固定連接的凸輪，所述凸輪的兩側向內凹陷形成導向槽，所述溫度探測器與旋轉電機均設置在安裝架的一端，所述安裝架的另一端與導向槽滑動連接，所述旋轉電機通過旋轉齒輪組與旋轉齒圈嚙合連接，所述溫度探測器和旋轉電機均與控制器連接，還包括扶正組件，所述扶正組件包括若干沿圓周方向設置在探測機架上的氣缸和支撐桿，所述支撐桿通過氣缸與探測機架連接，所述消融爪組件包括上機械臂、下機械臂、上推爪和下推爪，所述上推爪通過上機械臂與消融機架的外壁連接，所述下推爪通過下機械臂與消融機架的外壁連接，所述上機械臂和下機械臂均與控制器連接，所述消融組件包括若干加熱器和定位器，所述定位器與消融機架固定連接，所述加熱器沿圓周方向設置在消融機架的內壁上，所述加熱器和定位器均與控制器連接，

所述控制器包括儲存器和處理器；

儲存器，用于存儲程序指令；

處理器，用于運行所述程序指令，以執行以下步驟：

S1：通過液壓連接件調整上機架和下機架之間的間隙，并通過液壓桿驅使的萬向滾輪與天然氣內管道的外表面之間產生靜摩擦；

S2：通過驅動組件驅使萬向滾輪帶動天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置沿天然氣管道運動；

S3：獲取溫度探測器發送的第一信號，判斷溫度是否低于預設范圍，若是，則天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置停止運動，執行S4，若否，則天然氣管道內水合物探測與消融水合物的裝置繼續沿天然氣管道運動，執行S2；

S4：通過扶正組件的氣缸驅使支撐桿向外伸出，以使得天然氣內管道的圓心與探測機架的圓心重合，再通過旋轉電機驅動旋轉齒輪帶動安裝架上的溫度探測器繞天然氣內管道旋轉；

S5：獲得溫度探測器發送的第二信號，以使上機械臂驅使上推爪與天然氣外管道的內壁的一端固定連接、下機械臂驅使下推爪與天然氣外管道的內壁的另一端固定連接，以使得消融機架固定在指定位置；

S6：驅使加熱器對天然氣內管道加熱，同時獲得定位器發送的信號；

S7：獲取溫度探測器發送的第三信號，判斷溫度是否低于預設范圍，若是，執行S6；若否，則執行S2。