[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2697007C1 - Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state - Google Patents

Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state Download PDF

Info

Publication number
RU2697007C1
RU2697007C1 RU2018133644A RU2018133644A RU2697007C1 RU 2697007 C1 RU2697007 C1 RU 2697007C1 RU 2018133644 A RU2018133644 A RU 2018133644A RU 2018133644 A RU2018133644 A RU 2018133644A RU 2697007 C1 RU2697007 C1 RU 2697007C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
pipeline
magnetic field
acoustic
defects
Prior art date
Application number
RU2018133644A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Елисеев
Владимир Всеволодович Семенов
Андрей Дмитриевич Фогель
Лев Алексеевич Баталов
Алексей Петрович Афанасович
Александр Викторович Грехов
Александр Игоревич Бацалев
Айрат Габдуллович Галеев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром нефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Газпром нефть" filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром нефть"
Priority to RU2018133644A priority Critical patent/RU2697007C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2697007C1 publication Critical patent/RU2697007C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: defectoscopy.
SUBSTANCE: use: for in-pipe diagnostics of field transport and main fluid pipelines pumping nonaggressive liquids, oil, oil products and gas. Summary of invention consists in the fact that device for in-pipe diagnostics of main pipelines, made with possibility of movement inside pipeline under pressure of pipeline transported fluid, includes split housing of spherical shape with placed inside it sensors of magnetic field, temperature, pressure and acoustic sensors, accelerometers and device for recording data, measured by sensors, further comprises a power supply and a clock frequency generator, wherein the acoustic emission sensors are configured to receive the emission signal in the audio and supersonic frequency regions, as magnetic field sensors there used are at least fourteen single-component constant magnetic field sensors uniformly and symmetrically located along the inner surface of the housing so that a high degree of mutual alignment thereof is provided.
EFFECT: technical result is higher accuracy and reliability of detection and assessment of defects, location and geometrical dimensions of defect.
6 cl, 3 dwg

Description

Область применения.Application area.

Настоящее изобретение относится к индикационному внутритрубному устройству диагностики на основе магнитных, акустических методов и тепловых полей. Предлагаемое устройство предназначено для внутритрубного диагностирования промысловых транспортных и магистральных жидкостных трубопроводов, перекачивающих неагрессивные жидкости, нефть, нефтепродукты и газ.The present invention relates to an in-tube indicator diagnostic device based on magnetic, acoustic methods and thermal fields. The proposed device is intended for in-line diagnosis of field transport and trunk liquid pipelines pumping non-aggressive liquids, oil, oil products and gas.

Уровень техникиState of the art

В связи с ростом объемов строительства и эксплуатации трубопроводов нефтегазового комплекса, наличием большого количества эксплуатационных объектов, выработавших свой ресурс, все большее значение приобретают вопросы диагностики их технического состояния.In connection with the growth in the volume of construction and operation of pipelines of the oil and gas complex, the presence of a large number of production facilities that have exhausted their resources, issues of diagnosing their technical condition are becoming increasingly important.

Однако, серийно выпускаемая аппаратура для реализации этих методов не обеспечивает выявление трещин и других повреждений трубопроводов с определением их износа и остаточной толщины с минимальными затратами и достаточной для практических целей точностью и надежностью. Поэтому, использование современных дефектоскопов-толщиномеров, под задачи выявления дефектов металлургического производства труб, а также систематического контроля их технического состояния и мониторинга зарождающихся повреждений на этапах строительства и эксплуатации трубопроводов, является чрезмерно дорогостоящим и, в ряде случаев, излишне детальным.However, commercially available equipment for the implementation of these methods does not provide for the detection of cracks and other damage to pipelines with the determination of their wear and residual thickness with minimal cost and accuracy and reliability sufficient for practical purposes. Therefore, the use of modern flaw gauges-thickness gauges, for the tasks of identifying defects in the metallurgical production of pipes, as well as systematic monitoring of their technical condition and monitoring of incipient damage at the stages of construction and operation of pipelines, is excessively expensive and, in some cases, too detailed.

Известны различные технические решения в рассматриваемой области.There are various technical solutions in this area.

Наиболее современным видом аппаратуры для внутритрубной дефектоскопии, выпускаемой в РФ, является дефектоскоп «ВИП» (ВИД 219) (см. ссылку http://www.yamalpro.ru/20l4/12/18neftyaniki-izobretateli-v-noyabrskneftegaze-defektoskop-sobstvennogo-proizvodstva/). Аппаратура «ВИП» имеет ряд конструктивных и эксплуатационных ограничений. В частности, громоздкая конструкция, недостаточная точность при выявлении и оценке стенок труб, ограничения в проведении монитринга и т.д.The most modern type of equipment for in-line flaw detection produced in the Russian Federation is the VIP detector (VID 219) (see link http://www.yamalpro.ru/20l4/12/18neftyaniki-izobretateli-v-noyabrskneftegaze-defektoskop-sobstvennogo -proizvodstva /). The VIP equipment has a number of design and operational limitations. In particular, bulky design, lack of accuracy in identifying and evaluating pipe walls, limitations in monitoring, etc.

Серийно выпускаемые магнито-импульсные дефектоскопы-толщиномеры, например, МИ-5Х (см. ссылку http://gskneft.ru/services/9.html) обеспечивают измерения средней по периметру толщины стальных труб, но не обеспечивает измерение ее остаточной толщины (минимального значения во внутренних дефектах, в трещинах и вмятинах). Эти приборы непригодны для дефектоскопии линейных трубопроводов и не предназначены для решения широкого круга технологических задач (сквозные дефекты, продольные и поперечные дефекты в виде трещин и т.д.).Commercially available magneto-impulse flaw gauges-thickness gauges, for example, MI-5X (see the link http://gskneft.ru/services/9.html) provide measurements of the average thickness of steel pipes along the perimeter, but do not measure its residual thickness (minimum values in internal defects, in cracks and dents). These devices are unsuitable for flaw detection of linear pipelines and are not designed to solve a wide range of technological problems (through defects, longitudinal and transverse defects in the form of cracks, etc.).

Аналогичные ограничения имеют и наиболее современные индукционные дефектоскопы: ЭМДС-ТМ-42, ЭМД-С, ИДК-105.The most modern induction flaw detectors have similar limitations: EMDS-TM-42, EMD-S, IDK-105.

Кроме того, существующие устройства электромагнитной и магнитометрической дефектоскопии приспособлены для работы на ферромагнитных стальных трубах и не обеспечивают возможность выявления технической характеристики дефектов сварных соединений и других дефектов на трубопроводах из пластиковых материалов.In addition, existing devices of electromagnetic and magnetometric flaw detection are adapted to work on ferromagnetic steel pipes and do not provide the ability to identify technical characteristics of defects in welded joints and other defects in pipelines made of plastic materials.

Существенные возможности внутритрубной диагностики реализованы в техническом решении по патенту РФ №2379674 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДОВ»Significant possibilities of in-line diagnostics are implemented in the technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2379674 "DEVICE FOR PIPELINE EXAMINATION AND DIAGNOSTICS"

Предложение относится к области дефектоскопии и диагностики магистральных нефтегазопроводов. Технический результат направлен на повышение эффективности устройства. Устройство для обследования и диагностики трубопроводов содержит несущий корпус, выполненный в виде двух сфер с наружным диаметром меньше внутреннего диаметра трубопровода, соединенных между собой элементом связи, и установленные внутри сфер датчик технологических параметров дефектов, датчик длины пройденного пути, источник питания, электронный блок с регистратором измеряемых параметров, микропроцессор для предварительной обработки сигналов датчиков и управления работой устройства, а элемент связи сфер выполнен в виде упругой гибкой связи с полыми осевыми окончаниями, проходящими через центры сфер с возможностью поворота каждой из сфер относительно друг друга и полых осевых окончаний элементов гибкой связи. Причем датчики дефектов равномерно размещены по периметру наружной поверхности подвижного кольцевого основания, имеющего смещенный центр тяжести, и установленного соосно внутри сфер несущего корпуса в их диаметральной плоскости, перпендикулярной продольной оси устройства на полых осевых окончаниях элементов гибкой связи с возможностью постоянной ориентации по направлению действия сил гравитации.The proposal relates to the field of flaw detection and diagnostics of oil and gas pipelines. The technical result is aimed at improving the efficiency of the device. A device for inspection and diagnostics of pipelines contains a supporting body made in the form of two spheres with an outer diameter less than the inner diameter of the pipeline, interconnected by a communication element, and a sensor of technological parameters of defects installed inside the spheres, a path length sensor, a power source, an electronic unit with a recorder measured parameters, a microprocessor for preprocessing sensor signals and controlling the operation of the device, and the communication element of the spheres is made in the form of elastic flexible connection with hollow axial endings passing through the centers of the spheres with the possibility of rotation of each of the spheres relative to each other and hollow axial endings of the elements of flexible communication. Moreover, the defect sensors are evenly spaced along the perimeter of the outer surface of the movable annular base having a displaced center of gravity and mounted coaxially inside the spheres of the bearing body in their diametrical plane perpendicular to the longitudinal axis of the device at the hollow axial ends of the flexible coupling elements with the possibility of constant orientation in the direction of gravity .

Известное техническое решение может быть использовано при обнаружении дефектов и повреждений различных продуктопроводов, например:Known technical solution can be used to detect defects and damage to various product pipelines, for example:

- непроваров сварных швов, продольных и поперечных трещин, расслоений, раковин и потери металла труб;- lack of penetration of welds, longitudinal and transverse cracks, delaminations, shells and loss of metal pipes;

- рисок и задиров на их внутренней поверхности;- Risk and scoring on their inner surface;

- вмятин, овальности и различных неоднородностей в местах сварки стыков труб, выдающихся внутрь трубопровода и уменьшающих его проходное сечение;- dents, ovality and various inhomogeneities in the places of welding of pipe joints, protruding into the pipeline and reducing its bore;

- стресс-коррозионных и коррозионных повреждений и др.- stress-corrosion and corrosion damage, etc.

Недостатком устройства является затруднения при резких (до 90 градусов) поворотов трубопровода, остановки устройства при изменение внутренних диаметров трубопроводов и необходимость использования камер-пуска-приема.The disadvantage of this device is the difficulty in sharp (up to 90 degrees) turns of the pipeline, stopping the device when changing the internal diameters of the pipelines and the need to use camera-start-up.

Из зарубежной аппаратуры для внутритрубной диагностики следует выделить аппаратуру фирмы Rosen, а также магнито-акустические комплексы с использованием Смарт боллов.From foreign equipment for in-line diagnostics, Rosen equipment should be distinguished, as well as magneto-acoustic complexes using Smart Balls.

Известно устройство Смарт болл (Pure Tecnologies). Опубликовано, например, в Smart Ball:An Innovative Leak Detection Tecnology.Trixanna Wang, November 22, 2017. Устройство размещено в поликарбоновом шаре. Устройство содержит акустический и температурный сенсоры и сенсоры давления и температуры. Смарт болл содержит также коммутационный порт, электромагнитный излучатель (трансмитер), подзаряжаемую батарею и пьезоэлектрический преобразователь.Known Smart Ball device (Pure Tecnologies). Published, for example, in Smart Ball: An Innovative Leak Detection Tecnology. Trixanna Wang, November 22, 2017. The device is placed in a polycarbonate ball. The device contains acoustic and temperature sensors and pressure and temperature sensors. The smart ball also contains a switching port, an electromagnetic emitter (transmitter), a rechargeable battery and a piezoelectric transducer.

Утечка продукта из трубы под давлением, генерирует характерное акустическое явление, которое может быть обнаружено с использованием постоянно установленных дискретных датчиков, используемых как часть наземной съемки или переносных датчиков. Для массивов дискретных датчиков для определения места утечки можно использовать относительную величину сигнала или методы корреляции.Leakage of a product from a pipe under pressure generates a characteristic acoustic phenomenon that can be detected using permanently installed discrete sensors used as part of a ground survey or portable sensors. For arrays of discrete sensors, the relative signal magnitude or correlation methods can be used to determine the leak location.

Эти системы ограничены быстрым затуханием сигнала по мере увеличения расстояния от утечки. Поэтому для покрытия значительной длины трубы требуется большое количество датчиков.These systems are limited by the fast attenuation of the signal as the distance from the leak increases. Therefore, a large number of sensors are required to cover a considerable pipe length.

Известно, что трубопровод, имеющий большой дефект и вызывающий утечку, будет обнаружен Смарт боллом. Однако Смарт болл не предназначен для различия между утечками, вызванные сквозными дефектами, и глубинными дефектами. Кроме того, наиболее часто используемая технология Смарт болла не может обнаруживать длинные осевые дефекты или небольшие дефекты-отверстия, характерные для микробной коррозии. Поэтому сквозные утечки могут быть пропущены.It is known that a pipeline with a large defect and causing leakage will be detected by Smart Ball. However, the Smart Ball is not intended to distinguish between leaks caused by end-to-end defects and underlying defects. In addition, the most commonly used Smart Ball technology cannot detect long axial defects or small hole defects characteristic of microbial corrosion. Therefore, through leaks can be skipped.

Надежность магнитных устройств Смарт болла сильно зависит от среды, в которой они применяются. Близлежащие сильно загруженные железнодорожные пути, интенсивное дорожное движение, высоковольтные линии электропередач и т.д могут вызывать ложные положительные показания.The reliability of Smart Ball magnetic devices is highly dependent on the environment in which they are used. Nearby heavily loaded railways, heavy traffic, high voltage power lines, etc. can cause false positive readings.

ЗАО «Аэрокосмический мониторинг и технологии» (http://amt-rus.com/) совместно с компанией Розен Европа использует для внутритрубной дефектоскопии снаряды- дефектоскопы, работающие на основе магнитных и ультразвуковых методов неразрушающего контроля, навигационные снаряды а также снаряды-дефектоскопы с интегрированной технологией электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразования.Aerospace Monitoring and Technology CJSC (http://amt-rus.com/) together with Rosen Europe uses flaw detectors based on magnetic and ultrasonic non-destructive testing methods, navigation shells and flaw detectors with integrated technology of electromagnetic-acoustic (EMA) conversion.

Дефектоскопы ЗАО «АМТ» предназначены для фиксирования дефекты потери металла в том числе зоны интенсивной коррозии, язвы, каверны, продольные и поперечные трещины, дефекты сварных швов в том числе спиральных, смещение кромок, раковины, подрезы, конструктивные особенности трубопровода в том числе крановые узлы, тройники, отводы врезки, защитные кожухи и т.д.Flaw detectors of AMT CJSC are designed to record defects in metal loss including areas of intense corrosion, ulcers, caverns, longitudinal and transverse cracks, defects in welds including spirals, edge displacement, sinks, undercuts, pipeline design features including crane units , tees, taps, protective covers, etc.

Элементами интегрированной технологии электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразования является использование акселерометров - гироскопов, регистрирующих движение дефектоскопов по трубопроводу.The elements of the integrated technology of electromagnetic-acoustic (EMA) conversion is the use of accelerometers - gyroscopes that record the movement of flaw detectors through the pipeline.

Работы проводятся на участках трубопроводов диаметром от 159 до 1420 мм в том числе с крутоизогнутыми отводами 1.5 Д, на участках с низким рабочим давлением (12-25 Мпа), а также на участках с неравнопроходной трубной арматурой и неравнопроходным диаметром. Например, 219/273 мм, 273/325, 325/ 377…720-1020 мм.Work is carried out on sections of pipelines with diameters from 159 to 1420 mm, including those with steep bends 1.5 D, on sections with low working pressure (12-25 MPa), as well as on sections with unequal pipe fittings and uneven diameter. For example, 219/273 mm, 273/325, 325/377 ... 720-1020 mm.

Основным недостатком снарядов-дефектоскопов является необходимость использования камер - пуска-приема и подготовка технологических участков проведения работ, сильное намагничение участков трубопровода, препятствующее мониторингу дефектов и регламентному проведению сварки.The main disadvantage of flaw shells is the need to use cameras - start-up and preparation of technological sections of work, strong magnetization of sections of the pipeline, which prevents the monitoring of defects and routine welding.

По обсуждаемой тематике известен патент ЕА №11497 (МПК: F16L 55/40, G01M 3/24, G01N 27/82, опубл. 28.04.2009, патентообладатель Пьюр Текнолоджиз ЛТД (СА), приоритетная заявка №РСТ\СА2006\000146 - Канада), который выбран в качестве прототипа. В известном патенте для обнаружения дефектов, в частности зон коррозии, местоположений разрушенных сварных швов и мест утечек через сквозные отверстия, предлагается использовать детектор обнаружения аномалий в трубопроводах, транспортирующих жидкости. Согласно описанию, изобретение имеет много вариантов реализации.Patent EA No. 11497 (IPC: F16L 55/40, G01M 3/24, G01N 27/82, publ. 04/28/2009, patent holder Pyur Technologies Ltd. (CA), priority application No. PCT \ CA2006 \ 000146 - Canada is known on the subject under discussion. ), which is selected as a prototype. In the well-known patent, it is proposed to use an anomaly detector for detecting defects in pipelines transporting liquids in order to detect defects, in particular corrosion zones, locations of destroyed welds and leak points through holes. According to the description, the invention has many options for implementation.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство использования измерительного узла, способного контролировать техническое состояние трубопровода, не создавая препятствий для движения транспортируемой жидкости. В этом случае производится проверка технического состояния нефтяных, преимущественно промысловых трубопроводов. Для проверки используется устройство в виде «внутритрубного снаряда», который движется внутри трубопровода за счет давления транспортируемой жидкости. При этом, контролируются утечки жидкости через сквозные отверстия и состояние сварных соединений. В наиболее приемлемом варианте прототипа предлагается использовать три магнитометра или три акселерометра, установленных под прямым углом друг к другу, акустический датчик или пьезоэлектрическое устройство, датчик температуры и датчик химического состава транспортируемой жидкости.Closest to the proposed technical solution is a device for using a measuring unit capable of monitoring the technical condition of the pipeline without creating obstacles to the movement of the transported liquid. In this case, the technical condition of oil, mainly field pipelines, is checked. For verification, a device in the form of an “in-tube projectile” is used, which moves inside the pipeline due to the pressure of the transported liquid. At the same time, fluid leakage through the through holes and the condition of the welded joints are controlled. In the most suitable version of the prototype, it is proposed to use three magnetometers or three accelerometers mounted at right angles to each other, an acoustic sensor or a piezoelectric device, a temperature sensor and a sensor of the chemical composition of the transported liquid.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- неопределенность в привязке и характеристике несквозных дефектов на внутренней и наружной стенках трубопровода, вследствие вращения «внутритрубного снаряда»,- uncertainty in the binding and characterization of non-through defects on the inner and outer walls of the pipeline, due to the rotation of the "in-tube projectile",

- использование электромагнитных полей для связи и их наводки на измерительные цепи магнитометров,- the use of electromagnetic fields for communication and their pickup on the measuring circuit of magnetometers,

- задержки в продвижении датчика в трубопроводе при его засорении и отсутствие информации о месте засорения,- delays in the advancement of the sensor in the pipeline when it is clogged and the lack of information about the place of clogging,

- трудности в идентификации дефектов, их ранжировании, выделении технологических и эксплуатационных особенностей трубопроводов,- difficulties in identifying defects, ranking them, highlighting the technological and operational features of pipelines,

- отсутствие универсальности, т.е. неприспособленность к проведению диагностических исследований на трубопроводах как из ферромагнитных сталей, так и из пластиковых немагнитных материалов,- lack of universality, i.e. inability to conduct diagnostic tests on pipelines from both ferromagnetic steels and plastic non-magnetic materials,

- недостаточное количество магнитных датчиков и связанные с этим трудности при обнаружении дефектов, их идентификации и ранжировании.- insufficient number of magnetic sensors and the associated difficulties in detecting defects, their identification and ranking.

Таким образом в настоящее время отсутствуют универсальные, дешевые и точные индикационные устройства диагностики и контроля технического состояния трубопроводов. Предлагаемое изобретения направлено на решение данной технической проблемы, то есть, на создание универсального и дешевого индикационного устройства диагностики и контроля технического состояния промысловых трубопроводов диаметром от 89 мм и более на основе магнитного и акустического методов неразрушающего контроля, используя естественные поля (магнитное поле Земли, поля акустической эмиссии и тепловые поля), с помощью которого возможно определение местоположения дефектов. При этом становится возможным оценка геометрических параметров и ранжирование по степени опасности дефектов, оценка конструктивных ремонтных особенностей трубопровода, в том числе подземного обнаружения и оценки разрушающихся сварных швов, а также обследование стенок трубопровода в процессе движения (прогона) устройствами магнитной и акустической диагностики потоком перекачиваемого продукта (нефти, газа, или воды).Thus, at present, there are no universal, cheap, and accurate indicator devices for diagnosing and monitoring the technical condition of pipelines. The present invention aims to solve this technical problem, that is, to create a universal and cheap indicator device for diagnosing and monitoring the technical condition of field pipelines with a diameter of 89 mm or more based on magnetic and acoustic non-destructive testing methods using natural fields (Earth’s magnetic field, fields acoustic emission and thermal fields), with which it is possible to determine the location of defects. At the same time, it becomes possible to evaluate geometric parameters and rank according to the degree of danger of defects, evaluate structural repair features of the pipeline, including underground detection and evaluation of collapsing welds, as well as examine the walls of the pipeline during movement (run) by devices of magnetic and acoustic diagnostics with the flow of the pumped product (oil, gas, or water).

Причем обследование производится магнитным методом, методом регистрации акустической эмиссии и методом фиксации тепловых полей.Moreover, the examination is carried out by the magnetic method, the method of recording acoustic emission and the method of fixing thermal fields.

Техническим результатом является повышение точности и надежности обнаружения и оценки опасности дефектов, местоположения и геометрических размеров дефекта, в том числе, зон коррозии, обнаружение и распознавание аномалий поперечных сварных швов, в том числе разрушающихся сварных швов, обнаружение и определение местоположения трубороводной арматуры и фиттингов, ремонтных конструкций трубопровода, причем появляется возможность применения предлагаемого устройства на ферромагнитных и пластиковых трубах.The technical result is to increase the accuracy and reliability of the detection and assessment of the danger of defects, the location and geometric dimensions of the defect, including corrosion zones, the detection and recognition of anomalies of transverse welds, including collapsing welds, the detection and location of pipe fittings and fittings, repair structures of the pipeline, and it becomes possible to use the proposed device on ferromagnetic and plastic pipes.

Достигается технический результат за счет того, что устройство внутритрубной диагностики магистральных трубопроводов, выполненное с возможностью перемещения внутри трубопровода под давлением транспортируемой по трубопроводу жидкости и включающее разъемный корпус сферической формы с размещенными внутри него датчиками магнитного поля, температуры, давления и акустическими датчиками, акселерометрами и устройством записи данных, измеренных датчиками, дополнительно содержит источник питания и генератор тактовой частоты, при этом датчики акустической эмиссии выполнены с возможностью приема сигналы эмиссии в звуковой и сверхзвуковой областях частот, в качестве датчиков магнитного поля используют не менее четырнадцати однокомпонентных датчиков постоянного магнитного поля, равномерно и симметрично расположенных по внутренней поверхности корпуса таким образом, чтобы была обеспечена высокая степень их взаимной соосности.The technical result is achieved due to the fact that the device of in-line diagnostics of trunk pipelines, made with the possibility of moving inside the pipeline under pressure of the fluid transported through the pipeline and including a detachable spherical body with sensors of magnetic field, temperature, pressure and acoustic sensors, accelerometers and device located inside it recording data measured by sensors, further comprises a power source and a clock generator, while Acoustic emission sensors are configured to receive emission signals in the sound and supersonic frequency ranges; at least fourteen one-component constant magnetic field sensors uniformly and symmetrically located on the inner surface of the housing are used as magnetic field sensors so as to ensure a high degree of their mutual alignment .

Дополнительными отличиями устройства являются:Additional features of the device are:

- в качестве однокомпонентных датчиков постоянного магнитного поля применяются феррозондовые или магниторезистивные датчики,- as single-component sensors of a constant magnetic field, flux-gate or magnetoresistive sensors are used,

- конструкция устройства выполнена с обеспечением совпадения геометрического и магнитного центров симметрии, что позволяет обеспечить качение устройства на труднопроходимых участках трубопровода,- the design of the device is made to ensure the coincidence of the geometric and magnetic centers of symmetry, which ensures the rolling of the device in difficult sections of the pipeline,

- в качестве устройства, обеспечивающего коррекцию неравномерности движения устройства и ошибки устройства отсчета расстояния, используют 3-х осевой электронный акселерометр-гироскоп.- as a device for correcting uneven movement of the device and errors of the distance reference device, use a 3-axis electronic accelerometer-gyroscope.

- устройство записи данных содержит многоканальный аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и SD-карту.- the data recording device contains a multi-channel analog-to-digital Converter, a microprocessor and an SD card.

В прототипе используется один трехкомпонентный датчик. При качении датчика в трубопроводе одним магнитометрическим каналом фиксируется извилистая линия, отражающая в основном приближение датчика к стенке трубы. Вероятность встречи датчиком дефекта минимальна. Кроме того, аномалия от дефекта может оказаться соизмерима с аномалией от приближения к стенке трубы.The prototype uses one three-component sensor. When the sensor rolls in the pipeline with one magnetometric channel, a winding line is fixed, reflecting mainly the proximity of the sensor to the pipe wall. The probability of meeting the defect sensor is minimal. In addition, the anomaly from the defect may turn out to be commensurate with the anomaly from approaching the pipe wall.

В предлагаемом изобретении используется совокупность однокомпонентных датчиков, равномерно расположенных на оболочке сферического устройства, при этом вероятность встречи одним из датчиков дефекта существенно увеличивается (практически на порядок).In the present invention, a combination of one-component sensors is used that are uniformly located on the shell of a spherical device, while the probability of a defect meeting one of the sensors increases significantly (by almost an order of magnitude).

Кроме того, датчики на оболочке сферического устройства расположены таким образом, что каждому датчику соответствует симметрично расположенный относительно геометрического центра устройства другой датчик. Оси датчиков прохоят через центр симметрии, Используя величины компонент поля от соосных датчиков, получают градиенты поля во внутреннем объеме трубопровода, что позволяет выявить дефекты по аномалиям градиентов. Эти градиенты, учитывая конструкцию сферического устройства, не зависят от удаления датчиков от стенки трубы. Дефекты могут быть также выделены по различию (разности или отношению) компонентов магнитного поля трубопровода или асимметрии их амплитудных значений. В случае квазиравномерного расположения однокомпонентных магниторезистивных датчиков постоянного магнитного поля на оболочке сферического устройства можно получить не менее 14 одноосных величин компонент, ориентированных к центру сферы, H1, H2, H3, …H12,H13,H14.In addition, the sensors on the shell of the spherical device are arranged so that each sensor corresponds to another sensor symmetrically located relative to the geometric center of the device. The axes of the sensors pass through the center of symmetry. Using the values of the field components from the coaxial sensors, field gradients are obtained in the internal volume of the pipeline, which makes it possible to identify defects by gradient anomalies. These gradients, given the design of the spherical device, are independent of the distance of the sensors from the pipe wall. Defects can also be distinguished by the difference (difference or ratio) of the components of the magnetic field of the pipeline or the asymmetry of their amplitude values. In the case of a quasi-uniform arrangement of single-component magnetoresistive sensors of a constant magnetic field on the shell of a spherical device, you can get at least 14 uniaxial values of the components oriented to the center of the sphere, H 1 , H 2 , H 3 , ... H 12 , H 13 , H 14 .

Одновременно можно получить не менее 7-ми приближенных значений градиентов вдоль осей датчиков. Под градиентами понимаются разности компонент поля с учетом знака и величин расстояний между используемыми компонентами (H1-H2)/D, (H3-H4)/D, (H5-H6)/D…(H11-H12)/D, (H13-H14)/D, где D - наружный диаметр.At the same time, at least 7 approximate values of the gradients along the axes of the sensors can be obtained. Gradients are understood as the differences of the field components taking into account the sign and the distances between the components used (H 1 -H 2 ) / D, (H 3 -H 4 ) / D, (H 5 -H 6 ) / D ... (H 11 -H 12 ) / D, (H 13 -H 14 ) / D, where D is the outer diameter.

В процессе обработки для уточнения положения дефектов производится также вычисление отношений компонент поля (Н12), (Н34), (H5/H6)…(Н1112), (Н1314) и сумм (H1+H2)/D, (H3+H4)/D, (H5+H6)/D…(H11+H12)/D, (Hl3+H14)/D.7During processing, to clarify the position of the defects, the field component ratios are also calculated (Н 1 / Н 2 ), (Н 3 / Н 4 ), (H 5 / H 6 ) ... (Н 11 / Н 12 ), (Н 13 / Н 14 ) and the sums (H 1 + H 2 ) / D, (H 3 + H 4 ) / D, (H 5 + H 6 ) / D ... (H 11 + H 12 ) / D, (H l3 + H 14 ) /D.7

Используя развертку и проведя изолинии магнитной индукции, можно получить области сгущения изолиний, связанные с дефектами стенок трубопровода. Просмотр графиков сгущений изолиний необходимо проводить через каждый метр пройденного пути с увеличением детальности до 10 см.Using a sweep and drawing the magnetic induction contours, it is possible to obtain areas of contouring of contours associated with defects in the walls of the pipeline. Viewing the contour thickening graphs must be carried out through each meter of the distance traveled with an increase in detail to 10 cm.

Кроме того, используя данные акселерометра и проведя интегрирование данных ускорения d2S/d2T, можно получить данные скорости V=dS/dT и в случае необходимости, произвести коррекцию пройденного пути S, и, соответственно, данных компонент магнитного поля.In addition, using the accelerometer data and integrating the acceleration data d 2 S / d 2 T, one can obtain velocity data V = dS / dT and, if necessary, correct the distance traveled S, and, accordingly, the data of the magnetic field components.

Использование градиентов позволяет уточнить местоположение дефекта, т.к. местоположение градиента не зависит от материала трубопровода и мало зависит от удаления до стенок трубопровода. В результате обработки полученные данные являются «чистой» аномалией дефекта.Using gradients allows you to specify the location of the defect, because the location of the gradient does not depend on the material of the pipeline and little depends on the distance to the walls of the pipeline. As a result of processing, the obtained data is a “pure” defect anomaly.

Таким образом, полученные в результате обработки данные, позволяют уточнить местоположение дефекта и являются «чистой» аномалией дефекта.Thus, the data obtained as a result of processing allow us to clarify the location of the defect and are a “pure” defect anomaly.

Основными достоинствами предлагаемого способа и устройства являются:The main advantages of the proposed method and device are:

- возможность обеспечения проведения внутритрубной дефектоскопии на коротких отрезках промысловых и транспортных трубопроводов на участках с большим количеством поворотов и изгибов;- the ability to ensure in-line flaw detection on short sections of field and transport pipelines in areas with a large number of turns and bends;

- возможность обеспечения работы на участках трубопровода, не оборудованных камерами пуска-приема;- the ability to provide work in sections of the pipeline that are not equipped with start-up and reception chambers;

- возможность использования универсальных датчиков, приспособленных для работы как на стальных, так и трубах из пластика;- the possibility of using universal sensors adapted to work on both steel and plastic pipes;

- сокращение стоимости внутритрубной диагностики за счет сокращения количества используемых интроскопов, сокращения объема подготовительных операций и количества обслуживающего персонала;- reducing the cost of in-line diagnostics by reducing the number of introscopes used, reducing the volume of preparatory operations and the number of staff;

- повышение точности и надежности определения дефектов и оценки их геометрических параметров, определения конструктивных и ремонтных особенностей трубопроводов, выявления и оценки разрушающихся поперечных и продольных сварных швов.- improving the accuracy and reliability of defect determination and assessment of their geometric parameters, determination of structural and repair features of pipelines, identification and assessment of collapsing transverse and longitudinal welds.

Сущность изобретения поясняется следующими фигурами:The invention is illustrated by the following figures:

фиг. 1, на которой приведено аксонометрическое изображение сферической оболочки узла датчиков, где:FIG. 1, which shows an axonometric image of the spherical shell of the sensor node, where:

1, 4, 5, 7, 9, 11, 13 - номера датчиков магнитного поля, расположенных на внешней стороне оболочки датчика;1, 4, 5, 7, 9, 11, 13 — numbers of magnetic field sensors located on the outside of the sensor shell;

2, 3, 6, 8, 10, 12, 14 - номера датчиков магнитного поля, расположенных на тыльной, т.е. скрытой стороне оболочки узла датчиков;2, 3, 6, 8, 10, 12, 14 - numbers of magnetic field sensors located on the back, i.e. the hidden side of the shell of the sensor node;

фиг. 2, на которой приведена развертка положения датчиков на условной плоскости, где 1-7, 1-9, 4-5, 5-7, 5-9 и т.д. - соединительные линии, которые показывают линии разделки сферической оболочки на примерно равносторонние треугольники. На фиг. 2 обозначены также связки однокомпонентных датчиков, позволяющих получать градиенты полей (G), т.е. разности компонент, нормированные расстоянием между ними, по направлению связки: G(1-2), G(2-3), G(3-4), G(5-6), G(7-8), G(9-10), G(11-12), G(13-14). Связки однокомпонентных датчиков, позволяющих получать градиенты полей, образуют симметричную конструкцию. Центром симметрии служит точка пересечения всех связок. (см. фиг. 1).FIG. 2, which shows a scan of the position of the sensors on a conventional plane, where 1-7, 1-9, 4-5, 5-7, 5-9, etc. - connecting lines that show the cutting lines of the spherical shell into approximately equilateral triangles. In FIG. 2 also indicates bundles of one-component sensors, allowing to obtain field gradients (G), i.e. differences of components normalized by the distance between them in the direction of the bundle: G (1-2), G (2-3), G (3-4), G (5-6), G (7-8), G (9 -10), G (11-12), G (13-14). Bundles of one-component sensors, allowing to obtain field gradients, form a symmetrical design. The center of symmetry is the intersection point of all the ligaments. (see Fig. 1).

Фиг. 3, на которой приведена структурная схема сферического индикатора градиентометра-магнитометра акустического, где:FIG. 3, which shows a structural diagram of a spherical indicator of an acoustic gradiometer-magnetometer, where:

15 - источник питания;15 - power source;

16 - генератор тактовой частоты;16 - clock generator;

17 - трехосевой электронный акселерометр-гироскоп17 - three-axis electronic accelerometer gyroscope

18 - феррозондовые или магниторезистивные датчики постоянного магнитного поля;18 - flux-gate or magnetoresistive sensors of a constant magnetic field;

19 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь;19 - multi-channel analog-to-digital Converter;

20 - микропроцессор;20 - microprocessor;

21 - микро SD-карта;21 - micro SD card;

22 - акустические датчики;22 - acoustic sensors;

23 - датчик температуры;23 - temperature sensor;

24 - датчик давления24 - pressure sensor

25 - устройство записи данных25 - data recording device

Устройство внутритрубной диагностики технического состояния трубопроводов выполнено с возможностью перемещения внутри трубопровода под давлением транспортируемой по трубопроводу жидкости, и включает разъемный корпус, выполненный из немагнитного металла, покрытого пористым полиуретаном, сферической формы, с размещенными внутри него датчиками 18 магнитного поля, датчики 23 температуры (высокочувствительные малоинерционные термометры или датчики теплового излучения), датчиками 22 акустической эмиссии (например, ZET 601), акселерометром - гироскопом 17, автономный источник питания 15 и генератор 16 тактовой частоты. В качестве датчиков магнитного поля 18 используют не менее четырнадцати однокомпонентных феррозондовых датчиков или магниторезистивных постоянного магнитного поля, равномерно расположенных по внутренней оболочке корпуса. В качестве устройства отсчета расстояния используют 3-х осевой электронный акселерометр-гироскоп (например, MPU 6050) 17, позволяющий фиксировать с высокой точностью линейные ускорения, которые определяют на основе электрических сигналов, а также поворот датчиков в пространстве а также ориентацию датчиков.The device for in-line diagnostics of the technical condition of pipelines is arranged to move inside the pipeline under pressure of the fluid transported through the pipeline, and includes a detachable body made of non-magnetic metal coated with porous polyurethane, spherical in shape, with magnetic field sensors 18 located inside it, temperature sensors 23 (highly sensitive low-inertia thermometers or thermal radiation sensors), acoustic emission sensors 22 (for example, ZET 601), accelerometer - g Iroscope 17, an autonomous power source 15 and a clock generator 16. As the sensors of the magnetic field 18, at least fourteen single-component flux-gate sensors or magnetoresistive constant magnetic fields uniformly located on the inner shell of the housing are used. As a distance reference device, a 3-axis electronic accelerometer-gyroscope (for example, MPU 6050) 17 is used, which allows linear accelerations to be determined with high accuracy, which are determined on the basis of electrical signals, as well as the rotation of the sensors in space as well as the orientation of the sensors.

Устройство записи данных 25 (компонент магнитного поля, углов поворота, дорожек ускорения, отсчетов по времени) содержит многоканальный АЦП 19, микропроцессор 20 (например, ATSAMD21G18) и SD-карту 21.The data recording device 25 (component of the magnetic field, rotation angles, acceleration tracks, time samples) contains a multi-channel ADC 19, a microprocessor 20 (for example, ATSAMD21G18) and an SD card 21.

Акустические датчики обеспечивают достоверную регистрации волн акустической эмиссии в максимально возможном объеме перекачиваемой жидкости, окружающей устройство в максимально широком частотном диапазоне, а также обеспечивают надежную регистрации волн в частотном диапазоне, покрывающем основные частотные интервалы, соответствующие образованию и росту трещин и зон утечки. Резонансные частоты датчика акустической эмиссии (например ZET 601) должны определяться экспериментально размерами трещины и находятся в целом в полосе 60-500 кГц. В некоторых случаях резонансные частоты могут выделяться экстремумами на частотах: 90 кГц, 140 кГц, 300 кГц, 450 КГц.Acoustic sensors provide reliable registration of acoustic emission waves in the maximum possible volume of pumped liquid surrounding the device in the widest frequency range, as well as provide reliable wave registration in the frequency range covering the main frequency intervals corresponding to the formation and growth of cracks and leak zones. The resonant frequencies of the acoustic emission sensor (for example, ZET 601) should be determined experimentally by the size of the crack and are generally in the band 60-500 kHz. In some cases, resonant frequencies can be distinguished by extrema at frequencies: 90 kHz, 140 kHz, 300 kHz, 450 kHz.

Кроме того, датчики акустической эмиссии утечек (например GOK-А10 или Hydrolux HL 500 или HL 5000) обеспечивают надежную регистрации утечек жидкости через сквозные отверстия, вызывающей образования турбулентности и кавитации (схлопывание пузырьков воздуха при прокачивании жидкости) сопровождаемой волнами звуковых частот.In addition, acoustic leakage sensors (e.g. GOK-A10 or Hydrolux HL 500 or HL 5000) provide reliable detection of fluid leaks through openings, causing turbulence and cavitation (collapse of air bubbles when pumping fluid) accompanied by sound waves.

Датчики, используемые для нахождения утечек перекачиваемого продукта или звуковых волн, создаваемых турбулентностью и кавитацией, а также локальными утонениями стенок трубопровода, должны иметь резонансною частоту в диапазоне 100 Гц-2.5 кГц.;The sensors used to detect leaks of the pumped product or sound waves created by turbulence and cavitation, as well as local thinning of the pipe walls, must have a resonant frequency in the range of 100 Hz-2.5 kHz .;

Таким образом, в рассматриваемом устройстве необходимо иметь не менее двух, разнесенных по частоте датчиков, а именно, датчик акустической эмиссии и датчик утечки, причем датчик акустической эмиссии вынесен на внешний корпус устройства. Однако при этом обеспечивается стойкость к внешним агрессивным факторам (давлению, температуре, химической агрессивности среды).Thus, in the device in question, it is necessary to have at least two sensors spaced apart in frequency, namely, an acoustic emission sensor and a leakage sensor, the acoustic emission sensor being placed on the external case of the device. However, this ensures resistance to external aggressive factors (pressure, temperature, chemical aggressiveness of the environment).

Перед проведением диагностики проводится очистка контролируемого участка трубопровода подбираемыми по диаметру полиуретановыми шарами.Before the diagnosis, the controlled section of the pipeline is cleaned with polyurethane balls selected by diameter.

Производится перекрытие трубопровода в двух смотровых люках или колодцах, расположенных выше и ниже контролируемого участка.The pipeline is shut off in two inspection hatches or wells located above and below the controlled area.

В пределах контролируемого участка устройство опускается в один из смотровых колодцев, а в другой опускается приемное устройство (сетка).Within the controlled area, the device is lowered into one of the inspection wells, and the receiving device (grid) is lowered into the other.

Открываются смотровые люки, расположенные выше и ниже контролируемого участка. Устройство переносится транспортирующей жидкостью, ловится и поднимается на поверхность с помощью приемного устройства.Inspection hatches open above and below the controlled area. The device is transported by a transporting liquid, is caught and rises to the surface using a receiving device.

Производится включение измерительного модуля и операции по закрыванию и открыванию смотровых люков, опусканию и подъему измерительного модуля.The measurement module is turned on and the operation of closing and opening inspection hatches, lowering and raising the measurement module is performed.

В процессе перемещения измерительного модуля производится запись компонент и градиентов магнитного поля, углов поворота и дорожек ускорения, сигналов аномальной акустической эмиссии и зон тепловых или химических аномалий на SD карту.In the process of moving the measuring module, the components and gradients of the magnetic field, rotation angles and acceleration paths, signals of abnormal acoustic emission and thermal or chemical anomalies are recorded on the SD card.

Результаты измерений записываются в энергонезависимую память и служат для оценки зон утонения и коррозии, зон дефектов по длине трубопровода, оценки расположения, технического состояния сварных швов и диаметров сквозных отверстий.The measurement results are recorded in non-volatile memory and are used to assess the zones of thinning and corrosion, zones of defects along the length of the pipeline, assessing the location, technical condition of the welds and the diameters of the through holes.

Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает возможность выемки и последующей установки блока энергонезависимой памяти, источников питания или их подзарядки без разборки всего носителя.The design of the proposed device provides the possibility of removal and subsequent installation of a non-volatile memory unit, power sources or their recharging without disassembling the entire medium.

По окончании прогона зарегистрированная в памяти датчиков информация прогона переписывается с помощью внешнего устройства (терминала) на внешние носители информации для последующей интерпретации полученных данных с целью оценки размеров и местоположения дефектов, а также опасности их эксплуатации и оценки конструктивных особенностей трубопровода.At the end of the run, the run information recorded in the sensors' memory is copied using an external device (terminal) to external storage media for subsequent interpretation of the data obtained in order to assess the size and location of the defects, as well as the danger of their operation and assessment of the design features of the pipeline.

В процессе обработки производится совместная нелинейная фильтрация и определяется траектория измерительного модуля, на основе чего получают скорретированные градиенты и компоненты магнитного поля, уточняется местоположение участков аномальной акустической эмиссии и зон тепловых или химических аномалий.During processing, joint nonlinear filtering is performed and the trajectory of the measuring module is determined, on the basis of which the corrected gradients and components of the magnetic field are obtained, the location of sections of anomalous acoustic emission and zones of thermal or chemical anomalies is specified.

Далее, на основе стандартных алгоритмов производят обработку полученных записей, в частности производят частотную фильтрацию (например, быстрое Фурье-преобразование или используют фильтры Ферстера), производят корреляционннный анализ с использованием, при подборе параметров дефекта метода наименьших квадратов. Для подтверждения правильности вывода о характере дефекта используется математическое моделирование.Further, on the basis of standard algorithms, the obtained records are processed, in particular, frequency filtering is performed (for example, fast Fourier transform or Foerster filters are used), correlation analysis is performed using the least squares method for selecting defect parameters. To confirm the correct conclusion about the nature of the defect, mathematical modeling is used.

Результатом интерпретации являются:The result of the interpretation are:

- обнаружение и распознавание аномалий, сварных швов поперечных и продольных (если они есть), в том числе швов в стадии разрушения;- detection and recognition of anomalies, welds transverse and longitudinal (if any), including welds in the fracture stage;

- обнаружение и оценка дефектов;- detection and assessment of defects;

- оценка местоположения и геометрических размеров дефекта, в том числе и зон коррозии;- assessment of the location and geometric dimensions of the defect, including corrosion zones;

- обнаружение и определение местоположения ремонтных конструкций трубопровода.- detection and location of pipeline repair structures.

Магнитометрическая система предлагаемого устройства состоит из 14 феррозондовых или магниторезистивных (например магниторезистивных датчиков TMR 2001) датчиков с мостовой схемой включения, соединенных с операционными усилителями и размещенных на внутреннем корпусе предлагаемого сферического устройства. 14 магнитоизмерительных каналов, образуют с датчиками единое конструктивное решение. В состав магнитоизмерительного каналов входит также многоканальный АЦП и микропроцессор, входящие в микро контроллер ATSAMD21G18, и микро SD-карту, а также программные средства обработки сигналов с 14-ти каналов.The magnetometric system of the proposed device consists of 14 flux-gate or magnetoresistive (for example, magnetoresistive sensors TMR 2001) sensors with a bridge switching circuit connected to operational amplifiers and placed on the inner case of the proposed spherical device. 14 magnetic measuring channels form a single structural solution with sensors. The structure of the magnetic measuring channels also includes a multi-channel ADC and microprocessor included in the ATSAMD21G18 micro controller, and a micro SD card, as well as software for processing signals from 14 channels.

Перед проведением обработки и интерпретации наблюдений производится калибровка системы датчиков, на основе чего производится корректировка измеренных данных.Before processing and interpreting the observations, the sensor system is calibrated, based on which the measured data are adjusted.

По величинам превышений 3- сигма (среднеквадратичного отклонения) каждой из компонент выделяются дефекты. По величинам максимальных значений 2 или 3 компонент выделяются дефектные поперечные сварные швы. Приводимые группы из 4 или 5 компонент имеют максимальные значения, расположены по одной прямой и позволяют выявить поперечные дефектные сварные швы.Defects are distinguished by the values of excesses of 3-sigma (standard deviation) of each component. According to the values of the maximum values of 2 or 3 components, defective transverse welds are distinguished. The given groups of 4 or 5 components have maximum values, are located on one straight line and allow identifying transverse defective welds.

Таким образом при применении предлагаемого решения:Thus, when applying the proposed solution:

- становится возможным проведение внутритрубной дефектоскопии на коротких отрезках промысловых и транспортных трубопроводов, на которых установка камер пуска-приема и проведение подготовительных операций нерентабельны;- it becomes possible to conduct in-line flaw detection on short sections of fishing and transport pipelines, on which installation of start-up chambers and preparatory operations are unprofitable;

- становится возможным отказаться от внутритрубных дефектоскопов с намагничением труб до насыщения, что позволяет проводить работы на естественных полях, это существенно упрощает мониторинг технического состояния трубопровода на особо опасных участках в намеченные интервалы времени, обусловленные прогнозом срока службы, а не требованиями затухания наведенных магнитных полей.- it becomes possible to abandon in-pipe flaw detectors with magnetization of the pipes to saturation, which allows for work in natural fields, this greatly simplifies monitoring of the technical condition of the pipeline in particularly dangerous sections at the intended time intervals, due to the forecast of the service life, and not the attenuation requirements of the induced magnetic fields.

- становится возможным отказаться от установки камер пуска-приема, это позволяет провести сокращение подготовительных операций, что существенно удешевляет проведение диагностических работ.- it becomes possible to refuse to install start-up cameras, this allows for a reduction in preparatory operations, which significantly reduces the cost of diagnostic work.

Claims (6)

1. Устройство внутритрубной диагностики магистральных трубопроводов, выполненное с возможностью перемещения внутри трубопровода под давлением транспортируемой по трубопроводу жидкости и включающее разъемный корпус сферической формы с размещенными внутри него датчиками магнитного поля, температуры, давления и акустическими датчиками, акселерометрами и устройством записи данных, измеренных датчиками, отличающееся тем, что дополнительно содержит источник питания, генератор тактовой частоты, в качестве акустических датчиков содержит не менее двух датчиков акустической эмиссии в звуковой и сверхзвуковой областях частот, размещенных на внешней стороне устройства, при этом датчики акустической эмиссии выполнены с возможностью приема сигнала эмиссии в звуковой и сверхзвуковой областях частот, в качестве датчиков магнитного поля используют не менее четырнадцати однокомпонентных датчиков постоянного магнитного поля, равномерно и симметрично расположенных по внутренней поверхности корпуса таким образом, чтобы была обеспечена высокая степень их взаимной соосности.1. A device for in-line diagnostics of trunk pipelines, made with the possibility of moving inside the pipeline under pressure of the fluid transported through the pipeline and comprising a spherical detachable body with magnetic field, temperature, pressure sensors and acoustic sensors placed inside it, accelerometers and a device for recording data measured by sensors, characterized in that it further comprises a power source, a clock generator, as acoustic sensors contains at least two acoustic emission sensors in the sound and supersonic frequency regions located on the outside of the device, while the acoustic emission sensors are configured to receive an emission signal in the sound and supersonic frequency ranges, at least fourteen one-component permanent magnetic sensors are used as magnetic field sensors fields uniformly and symmetrically located on the inner surface of the housing in such a way that a high degree of their mutual alignment is ensured. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве однокомпонентных датчиков постоянного магнитного поля применяются феррозондовые или магниторезистивные датчики.2. The device according to claim 1, characterized in that flux-gate or magnetoresistive sensors are used as one-component sensors of a constant magnetic field. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конструкция устройства выполнена с обеспечением совпадения геометрического и магнитного центров симметрии, что позволяет обеспечить качение устройства на труднопроходимых участках трубопровода.3. The device according to p. 1, characterized in that the design of the device is made to ensure the coincidence of the geometric and magnetic centers of symmetry, which allows for rolling the device in difficult sections of the pipeline. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве устройства, обеспечивающего коррекцию неравномерности движения устройства и ошибки устройства отсчета расстояния, используют 3-осевой электронный акселерометр - гироскоп.4. The device according to claim 1, characterized in that a 3-axis electronic accelerometer — gyroscope — is used as a device for correcting the unevenness of the device’s movement and the error of the distance reading device. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство записи данных содержит многоканальный аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и SD-карту.5. The device according to claim 1, characterized in that the data recording device comprises a multi-channel analog-to-digital converter, a microprocessor, and an SD card. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один датчик акустической эмиссии имеет резонансною частоту в диапазоне 60-500 кГц, другой - 100 Гц-2.5 кГц.6. The device according to p. 1, characterized in that one acoustic emission sensor has a resonant frequency in the range of 60-500 kHz, the other 100 Hz-2.5 kHz.
RU2018133644A 2018-09-20 2018-09-20 Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state RU2697007C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133644A RU2697007C1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133644A RU2697007C1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697007C1 true RU2697007C1 (en) 2019-08-08

Family

ID=67586950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133644A RU2697007C1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697007C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722636C1 (en) * 2019-12-11 2020-06-02 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Device and method for in-pipe diagnostics of pipeline technical condition
RU2739715C1 (en) * 2020-08-12 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью «Татнефть-Пресскомпозит» Method for determination of safe operation period of fiberglass pipelines
CN114112241A (en) * 2021-11-25 2022-03-01 陕西建工安装集团有限公司 Device and method for detecting leakage of floor heating pipeline
RU2773700C1 (en) * 2021-09-17 2022-06-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» In-line intelligent pig for gas pipelines
CN115201320A (en) * 2022-07-15 2022-10-18 东北大学 Pipeline internal and external detection robot self-adaptive linkage method based on ELF attenuation field

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609994A (en) * 1984-01-16 1986-09-02 The University Of Manitoba Apparatus for continuous long-term monitoring of acoustic emission
RU2147098C1 (en) * 1999-06-03 2000-03-27 ОАО "Газпром" ДОАО "Гипрогазцентр" Method of revealing section of main pipe lines predisposed to corrosion cracking under stress (stress corrosion)
RU2157514C1 (en) * 1999-09-20 2000-10-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Process and gear for technical diagnostics of cross-country pipe-line
US6241028B1 (en) * 1998-06-12 2001-06-05 Shell Oil Company Method and system for measuring data in a fluid transportation conduit
EA011497B1 (en) * 2005-02-07 2009-04-28 Пьюр Текнолоджиз Лтд. Anomaly detector for pipelines
RU2527003C2 (en) * 2012-08-03 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Method of combined processing of diagnostics data on proceeding from results of in-pipe inspection transducer passage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609994A (en) * 1984-01-16 1986-09-02 The University Of Manitoba Apparatus for continuous long-term monitoring of acoustic emission
US6241028B1 (en) * 1998-06-12 2001-06-05 Shell Oil Company Method and system for measuring data in a fluid transportation conduit
RU2147098C1 (en) * 1999-06-03 2000-03-27 ОАО "Газпром" ДОАО "Гипрогазцентр" Method of revealing section of main pipe lines predisposed to corrosion cracking under stress (stress corrosion)
RU2157514C1 (en) * 1999-09-20 2000-10-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Process and gear for technical diagnostics of cross-country pipe-line
EA011497B1 (en) * 2005-02-07 2009-04-28 Пьюр Текнолоджиз Лтд. Anomaly detector for pipelines
RU2527003C2 (en) * 2012-08-03 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Method of combined processing of diagnostics data on proceeding from results of in-pipe inspection transducer passage

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722636C1 (en) * 2019-12-11 2020-06-02 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Device and method for in-pipe diagnostics of pipeline technical condition
RU2739715C1 (en) * 2020-08-12 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью «Татнефть-Пресскомпозит» Method for determination of safe operation period of fiberglass pipelines
RU2773700C1 (en) * 2021-09-17 2022-06-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» In-line intelligent pig for gas pipelines
CN114112241A (en) * 2021-11-25 2022-03-01 陕西建工安装集团有限公司 Device and method for detecting leakage of floor heating pipeline
CN114112241B (en) * 2021-11-25 2023-10-27 陕西建工安装集团有限公司 Floor heating pipeline leakage detection device and method
CN115201320A (en) * 2022-07-15 2022-10-18 东北大学 Pipeline internal and external detection robot self-adaptive linkage method based on ELF attenuation field
RU2784140C1 (en) * 2022-10-13 2022-11-23 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" Apparatus and method for in-line inspection of the technical condition of a pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2697008C1 (en) Method for in-pipe diagnostics of pipeline technical state
RU2697007C1 (en) Device for in-pipe diagnostics of pipeline technical state
US9581567B2 (en) System and method for inspecting subsea vertical pipeline
EP2808677B1 (en) Method for non-contact metallic constructions assessment
US8542127B1 (en) Apparatus for the non-contact metallic constructions assessment
CA2630050C (en) Pulsed eddy current pipeline inspection system and method
US8447532B1 (en) Metallic constructions integrity assessment and maintenance planning method
CN105467000B (en) Buried pipeline tube body defect Indirect testing method and device
US10330641B2 (en) Metallic constructions monitoring and assessment in unstable zones of the earth's crust
US9746444B2 (en) Autonomous pipeline inspection using magnetic tomography
US10921286B2 (en) In-line inspection tool
US20190072522A1 (en) System and Method for Detecting and Characterizing Defects in a Pipe
Usarek et al. Inspection of gas pipelines using magnetic flux leakage technology
WO2013019136A1 (en) System and method for inspecting a subsea pipeline
US20190004202A1 (en) Apparatus and Method of Azimuthal Magnetic Sensor Array for Down-Hole Applications
Brockhaus et al. In-line inspection (ILI) methods for detecting corrosion in underground pipelines
RU2526579C2 (en) Testing of in-pipe inspection instrument at circular pipeline site
RU2722636C1 (en) Device and method for in-pipe diagnostics of pipeline technical condition
EP4411365A1 (en) Internal duct integrity inspection equipment using magnetic metal memory
RU56553U1 (en) IN-TUBE TELESCOPIC DEFECTOSCOPE (OPTIONS)
RU2784140C1 (en) Apparatus and method for in-line inspection of the technical condition of a pipeline
van Pol et al. The Future of In-Line Inspection: Free-Floating Smart Sensors
RU2778718C1 (en) Device for in-line determination of mechanical stresses in pipeline
EP4390387A1 (en) In-line device for detecting mechanical stresses in a pipeline
RU2822335C1 (en) Method of detecting defects of pipelines and device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200921