Устройство для определения продольного профиля затопленного подземного трубопровода
Владельцы патента RU 2406918:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) (RU)
Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Устройство относится к контрольно-измерительным системам. Устройство содержит датчик 6 для определения гидростатического давления жидкой среды, установленный на среднем из трех шарнирно соединенных между собой понтонов, тяговый трос 4, управляющий кабель 7. Через определенные промежутки длины трубопровода замеряется гидростатическое давление воды, находящейся внутри трубопровода. Это позволяет вычислить вертикальные углы участка трубопровода и построить продольный профиль трассы. Технический результат: возможность измерения вертикальных углов для определения продольного профиля трассы затопленного подземного трубопровода. 3 ил.
Устройство относится к контрольно-измерительным системам. Оно применимо для определения конфигурации затопленного подземного трубопровода, а именно для определения вертикальных углов и построения продольного вертикального профиля трассы трубопровода.
Известна "Инерциальная система контроля за трубопроводом", содержащая снаряд-носитель, имеющий несколько уретановых скребков для обеспечения движения снаряда, бесплатформенную инерциальную систему навигации, включающую триаду акселерометров и гироскопов, одометры, вычислитель, устройства и датчики неинерциальной природы для диагностики состояния трубопровода (US 4945775 A, 07.08.1990, G01C 9/06).
Недостатками данной системы являются сложность и необходимость применения бесплатформенной инерциальной системы и одометров высокой точности, что во многих случаях неприемлемо для реализации из-за чрезмерно высокой стоимости.
Известна система определения координат трассы и координат дефектов подземного трубопровода, которая состоит из навигационных спутников, маркера камеры пуска, состоящего из последовательно соединенных навигационного приемника, блока обработки и сопряжения, накопителя данных, маркера камеры приема и маркеров трассы, которые состоят соответственно из маркерного приемника, последовательно соединенных навигационного приемника, блока обработки и сопряжения, накопителя данных и внутритрубного инспектирующего снаряда, состоящего из модуля дефектоскопии, синхронизируемого опорного генератора, маркерного передатчика, датчика пути, блока вычислений и управления, регистратора, трехкомпонентного измерителя угловой скорости, трехкомпонентного акселерометра и продольного акселерометра, наземной подсистемы.
Перед пуском внутритрубного инспектирующего снаряда происходит синхронизация его синхронизируемого опорного генератора с временной шкалой спутниковой радионавигационной системы. Во внутритрубном инспектирующем снаряде осуществляется запись в регистратор данных модуля дефектоскопии, трехкомпонентного измерителя угловой скорости, трехкомпонентного акселерометра, продольного акселерометра, датчика пути, датчика температуры и текущего времени. На маркере камеры пуска осуществляется запись радионавигационных параметров и текущего времени, на маркерах трассы и маркере камеры пуска осуществляются записи радионавигационных параметров, времени прохода внутритрубного инспектирующего снаряда и текущего времени. В наземной подсистеме по накопленным данным происходит вычисление координат трубопровода и координат дефектов (патент RU 2261424 С1, 27.09.2005 по классам G01M 3/24, F17D 5/05, G01B 17/00, G01V 3/08).
Недостатками системы являются сложность, невысокая точность определения координат трассы трубопровода, а также невозможность вычисления координат при сильном засорении трубопровода.
Технический результат - это возможность измерения вертикальных углов для определения продольного профиля трассы затопленного подземного трубопровода.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения продольного профиля трассы затопленного подземного трубопровода содержит головной понтон, который принимает на себя основное тяговое усилие при перемещении устройства по затопленной трубе и поддерживает тяговый трос, обеспечивая посредством гибкого соединения нахождение второго измерительного блока в верхней части трубы, средний понтон, несущий на себе измерительный датчик в специальной водопроницаемой перфорированной капсуле, защищающей датчик от механических повреждений и постороннего воздействия и не планируемых вертикальных и продольных перемещений, а также кормовой понтон, служащий опорой для управляющего кабеля, что позволяет находиться в заданной точке измерительному блоку, который протаскивают по затопленному трубопроводу, фиксируя через определенные промежутки длины данные, поступающие в индикаторное устройство через кабель.
На фиг.1 показан продольный разрез устройства, которое включает транспортирующую секцию (головной понтон) 1, измерительный блок (секцию) 2, поддерживающую секцию (кормовой понтон) 3, тяговый трос 4, перфорированный контейнер (капсулу) 5, датчик давления (измерительный датчик) 6, управляющий кабель 7, гибкое соединение 8, амортизирующее крепление датчика 9, узел крепления тягового троса 10, узел крепления управляющего кабеля 11, ограничивающую гибкую тягу 12.
На фиг.2 показано устройство в проекции сверху.
На фиг.3 показан поперечный разрез устройства.
Устройство состоит из трех звеньев, имеющих между собой гибкую связь. Каждое звено представляет собой понтон катамаранного типа и выполняет следующие функции:
- головной понтон 1 принимает на себя основное тяговое усилие при перемещении устройства по затопленной трубе и поддерживает тяговый трос 4, обеспечивая посредством гибкого соединения 8 нахождение второго измерительного блока 2 в верхней части трубы;
- средний понтон 2 (измерительный блок) несет на себе измерительный датчик (датчик давления) 6 в специальной водопроницаемой перфорированной капсуле 5, защищающей датчик от механических повреждений и постороннего воздействия, при этом для придания устойчивости к нижней части понтона прикреплен груз переменной массы, что позволяет придать измерительному блоку 2 заданную плавучесть, защитная капсула 5 также выполняет роль ограничителя непланируемых вертикальных и продольных перемещений датчика при движении;
- кормовой понтон 3 служит опорой для управляющего кабеля 7, что позволяет измерительному блоку 2 находиться в заданной точке.
Принцип действия устройства основан на замере гидростатического давления в верхней части затопленной трубы посредством датчика.
Устройство работает следующим образом.
Транспортирующую секцию (головной понтон) 1 через узел 10 прикрепляют к тяговому тросу 4 и вводят в береговую часть затопленного трубопровода. Гибким соединением 8 подсоединяют измерительную секцию 2 с перфорированным контейнером 5, внутри которого с помощью амортизирующих креплений устанавливают датчик давления 6 с управляющим кабелем 7, подвешенным на поддерживающей секции (кормовом понтоне) 3 и имеющим деления через каждые 0,5 м.
В процессе протаскивания устройства по трубопроводу через каждый метр производят остановки движения для осуществления замеров давления. Остановки необходимы также для того, чтобы исключить погрешность замеров гидростатического давления, возникающую в движущейся струе воды. Горизонтальное положение устройства фиксируется по длине управляющего кабеля. После прохождения устройства по всей длине затопленного трубопровода устройство открепляется от троса.
Полученные данные заносятся в приемно-передающее устройство, и с помощью специальной программы отстраивается вертикальный профиль трубопроводного перехода.
Глубина нахождения приемного устройства датчика определяется через плотность воды данного объекта при существующей замутненности, степени минерализации и температуре.
Зная расстояние датчика от продольной оси трубы, можно определить вертикальный профиль трубы. Горизонтальное расстояние определяется по длине управляющего кабеля.
Данное устройство обеспечивает непрерывный цикл определения вертикального положения затопленного трубопровода, выполненного из любого материала.
Устройство для определения продольного профиля трассы затопленного подземного трубопровода, отличающееся тем, что включает головной понтон, который принимает на себя основное тяговое усилие при перемещении устройства по затопленной трубе и поддерживает тяговый трос, обеспечивая посредством гибкого соединения нахождение второго измерительного блока в верхней части трубы, средний понтон, несущий на себе измерительный датчик в специальной водопроницаемой перфорированной капсуле, защищающей датчик от механических повреждений и постороннего воздействия и непланируемых вертикальных и продольных перемещений, а также кормовой понтон, служащий опорой для управляющего кабеля, что позволяет находиться в заданной точке измерительному блоку, который протаскивают по затопленному трубопроводу, фиксируя через определенные промежутки длины данные, поступающие в индикаторное устройство через кабель.
