способ регулирования движения аппарата для внутритрубного обследования трубопроводов и аппарат для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ регулирования движения аппарата для внутритрубного обследования трубопроводов, заключающийся в том, что для регулирования движения используют энергию транспортируемого продукта посредством установки на аппарате автоматически управляемых систем перепускания транспортируемого продукта и связанных с ними тормозных устройств, отличающийся тем, что регулирование движения производят посредством открытия или закрытия в зависимости от давления в этой зоне, определяемого в соответствии с законом Бернулли, внутренних и/или внешних байпасных каналов для перетекания текучей среды и выработки при этом энергии для торможения аппарата.

2. Аппарат для внутритрубного обследования трубопроводов, размещаемый в трубопроводе и перемещаемый потоком транспортируемого по нему продукта, содержащий опирающееся на внутреннюю поверхность трубопровода опорными узлами основание, содержащий один или несколько байпасных каналов для пропуска транспортируемого по трубопроводу продукта и систему автоматического регулирования движения аппарата, состоящую из запорно-регулирующего устройства и закрепленного на основании и взаимодействующего с трубопроводом тормозного устройства, отличающийся тем, что запорно-регулирующее устройство выполнено в виде по меньшей мере одной крышки, которая установлена на корпусе основания в средней его части с возможностью открывания при превышении давления определенной величины в основном канале для протекания текучей среды, а именно в кольцевом зазоре между корпусом и внутренней поверхностью трубопровода при наличии внутреннего байпасного канала и в концентричном с аппаратом внутреннем канале при наличии внешнего байпасного канала, при этом при открывании запорно-регулирующего устройства текучая среда, проходя по байпасному каналу, вращает турбину, связанную электрически, механически или гидравлически с тормозным устройством, и увеличивает торможение аппарата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для внутритрубного обследования трубопроводов и перемещаемым внутри трубопроводов потоком текучей по ним среды.

Обычно аппарат для внутритрубного обследования трубопроводов состоит из одного или нескольких гибко соединенных между собой модулей, выполняющих определенные функции, например, транспортировка аккумуляторных батарей, аппаратуры используемого физического метода, регистрирующей аппаратуры и т.п. Для перемещения такого аппарата внутри трубопровода обычно используется энергия текучей по трубопроводу среды (нефти, газа, конденсата и т.д.). Для регулирования своего движения аппарат может иметь на своем борту различные системы и устройства и может соответствующим образом быть конструктивно выполнен.

Известен, например, аппарат, на корпусе которого жестко закреплены эластичные манжеты и генератор с механическим приводом от прижатых к внутренней поверхности трубопровода и катящихся по ней колес, установленных на ходовых тележках (Патент РФ N 2137024, Эмдин М.Ф. и др. Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода. 02.02.98).

Известен также аппарат, который для управления величиной перемещающей его силы содержит концентрические перфорированные диски, которые могут по командам управления поворачиваться друг относительно друга, взаимно перекрывая или открывая тем самым содержащиеся в них отверстия для прохождения текучей по трубопроводу среды и, таким образом, регулируя скорость перемещения аппарата (U.S. Pat. No. 4769598 Apparatus for electromagnetically testing the walls of pipelines. Sep. 6,1988).

Недостатком этих устройств является невозможность использования для обеспечения их функционирования энергетики транспортируемого продукта и в связи с этим ограниченный ресурс их работы по питанию.

Известен также способ внутритрубной дефектоскопии, при котором в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу по направлению потока транспортируемого продукта первоначально определяют отклонение величины параметров материала стенок трубы и величины электрического тока, распределенного в стенках трубы, от их заданных значений, определяют и регистрируют координаты выявленного отклонения, по сформированной в системе управления команде производят остановку дефектоскопа-снаряда, возвращают его к координатам выявленного отклонения и со скоростью, обеспечивающей заданную точность измерений, производят повторную дефектоскопию зоны выявленного отклонения с последующей обработкой и регистрацией информации. Сам дефектоскоп-снаряд содержит механизм, состоящий из двух модулей с гидроприводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного модуля относительно другого, каждый модуль которого имеет опорные органы с узлами их радиального перемещения для фиксации в трубопроводе. При этом один из модулей снабжен выполненным с возможностью вращения в потоке транспортируемого продукта аэродинамическим винтом, вал которого соединен с валом гидронасоса, связанного рабочими магистралями через электрогидроклапаны с гидроприводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного модуля относительно другого, с гидроприводами вращения блоков чувствительных элементов, с гидроприводом вращения элекрогенератора системы электропитания, с гидроприводами узлов радиального перемещения опорных органов. Опорные органы выполнены в виде колес, снабженных тормозами мгновенного действия. На узлах радиального перемещения опорных колес закреплены кривошипно-кулисные механизмы, кулисы которых через кривошипы, установленные на осях опорных колес, связаны с поршнями регуляторов скорости, полости которых соединены между собой через ограничители расхода (Патент РФ N 2109206, Ефремов Г.А. и др. Способ внутритрубной дефектоскопии и дефектоскоп-снаряд для его осуществления. 11.04.96).

Известен также дефектоскоп-снаряд, имеющий байпасный патрубок для пропуска транспортируемого по обследуемому трубопроводу продукта и систему автоматического регулирования скорости перемещения, содержащую блок управления с задатчиком скорости перемещения, подключенный к входу блока управления датчик скорости перемещения, а также регулирующий орган в виде установленного в байпасном патрубке запорно-регулирующего устройства, снабженного подключенным к выходу блока управления приводом, или/и закрепленного на основании и взаимодействующего с трубопроводом тормозного устройства, снабженного подключенным к выходу блока управления приводом (Патент РФ N 2069288, Дефектоскоп-снаряд для внутритрубного обследования трубопроводов. 09.12.93).

Задачей настоящего изобретения является осуществление рационального регулирования движения аппарата для внутритрубного обследования трубопроводов.

Поставленная задача достигается тем, что:

1. В способе регулирования движения аппарата для внутритрубного обследования трубопроводов, заключающемся в том, что для регулирования движения используют энергию транспортируемого продукта посредством установки на аппарате автоматически управляемых систем перепускания транспортируемого продукта и связанных с ними тормозных устройств, предложено регулирование движения производить посредством открытия или закрытия в зависимости от давления в этой зоне, определяемого в соответствии с законом Бернулли, внутренних и/или внешних байпасных каналов для перетекания текучей среды и выработки при этом энергии для торможения аппарата.

2. В аппарате (или его модуле) для внутритрубного обследования трубопроводов, размещаемом в трубопроводе и перемещаемом потоком транспортируемого по нему продукта, содержащем опирающееся на внутреннюю поверхность трубопровода опорными узлами основание, содержащем один или несколько байпасных каналов для пропуска транспортируемого по трубопроводу продукта и систему автоматического регулирования движения аппарата, состоящую из запорно-регулирующего устройства и закрепленного на основании и взаимодействующего с трубопроводом тормозного устройства, предложено запорно-регулирующее устройство выполнять в виде по меньшей мере одной крышки, которая установлена на корпусе основания в средней его части с возможностью открывания при превышении давления определенной величины в основном канале для протекания текучей среды, а именно в кольцевом зазоре между корпусом и внутренней поверхностью трубопровода при наличии внутреннего байпасного канала, и в концентричном с аппаратом внутреннем канале при наличии внешнего байпасного канала, при этом при открывании запорно-регулирующего устройства текучая среда, проходя по байпасному каналу, вращает турбину, связанную электрически, механически или гидравлически с тормозным устройством и увеличивает торможение аппарата.

На чертеже: а) и б) представлены две возможные схемы аппаратов или их модулей, осуществляющих регулирование движения. Позицией 1 обозначен обследуемый трубопровод, позицией 2 - текучая по трубопроводу среда, 3 - основание аппарата, 4 - крышка основания, обеспечивающая необходимое дополнительное перепускание текучей среды в корпусе основания, 5 - пружина крышки основания, отрегулированная на определенную величину давления открытия крышки, 6 - турбина, 7 - редуктор, 8 - винтовая передача тормозной системы 9, 10 - байпасный канал, 11 - основной канал для протекания текучей среды.

Работа аппарата или его модуля, осуществляющего регулирование его движения, осуществляется следующим образом. При известной конфигурации основания аппарата и параметров движения текучей по трубопроводу среды (давление, скорость, температура и т.д.) расчетным путем (в соответствии с законом Бернулли) и/или экспериментально определяется давление текучей среды в районе средней части основания при торможении аппарата, где установлены открывающие либо закрывающие байпасный канал крышки, и регулируется соответствующим образом (по давлению текучей среды), например, пружина крышки на момент ее открытия или закрытия. При изменении режима движения аппарата, например, при его торможении относительно потока текучей среды происходит увеличение скорости перетекания текучей среды снаружи аппарата при внутреннем байпасном канале (и внутри аппарата при наружном байпасном канале), и, следовательно, согласно закону Бернулли происходит уменьшение давления в зоне крышки и она закрывается, а значит, прекращается поток текучей среды по байпасному каналу, прекращает свою работу турбина, и аппарат растормаживается и увеличивает свою скорость движения. И, наоборот, при разгоне аппарата относительно текучей среды происходят обратные процессы: и, следовательно, давление текучей среды в районе средней части основания увеличивается (согласно закону Бернулли), крышка основания открывается, начинает работать турбина и связанная с ней система торможения аппарата, и, следовательно, аппарат замедляет свое движение относительно текучей среды, а значит, и относительно самого трубопровода.