本发明涉及钻井技术领域,尤其涉及一种隔水管内检测装置。
背景技术:
在海洋钻井作业中,采用隔水管隔绝海水,隔水管内注有钻井液来满足钻井作业的需求。现有技术中,隔水管在服役过程中,在洋流载荷、波浪、海风等复杂载荷的作用下容易诱发隔水管疲劳损伤,特别是在隔水管的焊缝处。隔水管的焊缝处因疲劳容易产生微裂纹,时间久了将发展成疲劳裂纹甚至发生断裂。隔水管断裂后,隔水管内部的钻井液会泄漏到海水中从而污染环境,同时,海水也将从断裂处进入隔水管内,影响钻井作业。
为了能够解决隔水管因焊缝疲劳失效而产生疲劳裂纹以及断裂的问题,需要及时发现隔水管焊缝处的疲劳缺陷,从而预防事故发生。
技术实现要素:
本申请提供了一种隔水管内检测装置。该检测装置能够充分利用磁记忆检测技术,且能够沿隔水管的管壁爬行并实现自动变径,运行更加稳定。其技术方案如下:
一种隔水管内检测装置,所述检测装置包括:中心管;支撑变径机构,所述支撑变径机构与所述中心管固定连接,所述支撑变径机构包括:第一变径单元,所述第一变径单元沿所述中心管的周向间隔设置,所述第一变径单元能沿所述中心管的径向运动直至与检测管内壁相抵靠;旋转检测机构,所述旋转检测机构包括:主体结构,所述主体结构具有中空结构的壳体,所述主体结构套设在所述中心管上;检测单元,所述检测单元设置有磁记忆传感器;第二变径单元,所述第二变径单元一端与所述检测单元连接,一端与所述主体结构连接,所述检测单元能在所述第二变径单元的带动下,沿所述中心管的径向运动直至与所述检测管内壁相抵靠;旋转平台,所述旋转平台能带动所述检测单元相对于所述中心管旋转。
作为一种优选的实施方式,所述支撑变径机构还包括:沿所述中心管的轴向平行并间隔设置的第一固定盘和第二固定盘,所述第一固定盘与所述中心管固定连接,所述第二固定盘设置有轴承,所述轴承套设于所述中心管上;
所述第一固定盘与所述第二固定盘均与所述第一变径单元可转动地连接,所述第一固定盘与所述第二固定盘之间通过第一拉力件连接;
所述第二固定盘能在所述第一拉力件的拉力作用下沿所述中心管的轴向移动,所述第二固定盘在移动过程中带动所述第一变径单元沿所述中心管的径向运动。
作为一种优选的实施方式,所述支撑变径机构包括:第一支撑变径机构和第二支撑变径机构,所述旋转检测机构位于所述第一支撑变径机构和所述第二支撑变径机构之间。
作为一种优选的实施方式,所述第一变径单元包括:支撑臂和支撑轮;
所述支撑臂包括:第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆,其中,所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆之间相互铰接并围构成平行四边形;所述第四连杆与所述支撑轮铰接,所述支撑轮能转动地沿所述检测管的内壁移动。
作为一种优选的实施方式,所述主体结构与所述中心管之间形成环形空腔,所述主体结构上设置有第一固定座;
所述第二变径单元包括:变径连杆和第二拉力件,所述第二拉力件固定设置在所述环形空腔内;所述变径连杆至少有两根,每根所述变径连杆的一端与所述第一固定座可转动地连接,另一端与所述检测单元可转动地连接,任意两根所述变径连杆与所述第一固定座、所述检测单元形成平行四边形结构,其中一根所述变径连杆延伸至所述主体结构的壳体内连接所述第二拉力件;
所述第二拉力件拉动所述变径连杆时,所述变径连杆带动所述检测单元沿所述中心管的径向运动。
作为一种优选的实施方式,所述变径连杆与所述检测单元之间设置有第二固定座,所述第二固定座与所述检测单元之间设置有导向杆,所述导向杆的一端固定连接所述检测单元,所述导向杆的另一端在所述第二固定座内具有活动间隙。
作为一种优选的实施方式,所述第二固定座与所述检测单元之间还设置有滚动轴承,所述第二固定座设置有第一环形槽,所述检测单元设置有第二环形槽,所述第一环形槽和所述第二环形槽配合形成用于容纳所述滚动轴承的空腔。
作为一种优选的实施方式,所述检测单元设置有多个滚动件,所述检测单元通过所述滚动件与所述检测管内壁相接触。
作为一种优选的实施方式,还包括视频采集机构,所述视频采集机构包括:相机固定座和摄像机,所述相机固定座固定在所述中心管上,所述摄像机安装至所述相机固定座上。
作为一种优选的实施方式,所述旋转检测机构还设置有:上航插、下航插和信号传输线,所述上航插设置在所述检测单元上,所述下航插设置在所述主体结构上,所述信号传输线的两端分别连接所述上航插、所述下航插;
所述主体结构的壳体内设置信号采集器,所述信号传输线采集到所述磁记忆传感器的信号后,将信号传输给所述信号采集器。
有益效果:
本申请提供的一种隔水管内检测装置,具有支撑变径机构和旋转检测机构,支撑变径机构包括:沿中心管周向间隔设置的第一变径单元,第一变径单元能够沿中心管的径向运动直至与检测管(隔水管)的内壁抵靠,从而根据检测管的管径大小作自动调整。当检测管管壁不平造成管径突然缩小或增大时,第一变径单元可根据管内环境变径,以适用于在不同内径的检测管内进行检测。另外,由于第一变径单元沿中心管的周向间隔设置,因此检测装置在检测管内移动时保持撑开、居中的状态,从而便于旋转检测机构对管壁进行扫描并采集信号,并保证检测装置沿着检测管的轴向方向移动,运行更加稳定。
该检测装置中的旋转检测机构通过设置有:旋转平台和第二变径单元,旋转平台能带动检测单元进行旋转,第二变径单元能带动检测单元沿中心管的径向运动。该检测单元在运行过程中,一边沿检测管的轴向移动,一边沿着检测管周向旋转,同时与管壁始终保持抵靠状态以充分采集管壁的信号。该检测单元设置有基于磁记忆检测技术的磁记忆传感器,检测结果精确,根据采集到的磁记忆信号分析检测管管壁上的损伤情况,能够有效预防事故发生。
参照后文的说明和附图,详细公开了本申请的特定实施方式,指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解,本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
图1为本申请实施方式中的隔水管内检测装置的结构示意图;
图2为本申请实施方式中的第一支撑变径机构/第二支撑变径机构的结构示意图;
图3为本申请实施方式中的旋转检测机构的结构示意图;
图4为本申请实施方式中的旋转检测机构的剖视图;
图5为本申请实施方式中的第二固定座与检测单元连接结构图;
图6为本申请实施方式中的检测单元的结构示意图;
图7为本申请实施方式中的检测装置工作状态示意图。
附图标记说明:
1、中心管;101、拉伸件;102、相机固定座;103、摄像机;
2、第一支撑变径机构;201、第一固定盘;202、第二固定盘;203、第一拉力件;204、直线轴承;
20、第一变径单元;21、支撑臂;211、第一连杆;212、第二连杆;213、第三连杆;214、第四连杆;
22、支撑轮;
3、第二支撑变径机构;
4、旋转检测机构;400、上端盖;401、下端盖;
41、主体结构;411、第一固定座;412、仪器舱轴承;413、下航插;
42、检测单元;420、盒体;421、上航插;422、磁记忆传感器;423、滚动件;
43、第二变径单元;431、变径连杆;432、第二拉力件;
44、旋转平台;440、旋转平台固定座;
45、第二固定座;451、端部;452、导向杆;453、光杆螺丝;454、滚动轴承;455、限位机构;
5、检测管。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式,对本发明的技术方案作详细说明,应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
一种隔水管内检测装置,如图1至图7所示,该检测装置包括:中心管1;支撑变径机构,所述支撑变径机构与所述中心管1固定连接,所述支撑变径机构包括:第一变径单元20,所述第一变径单元20沿所述中心管1的周向间隔设置,所述第一变径单元20能沿所述中心管1的径向运动直至与检测管5内壁相抵靠;旋转检测机构4,所述旋转检测机构4包括:主体结构41,所述主体结构41具有中空结构的壳体,所述主体结构41套设在所述中心管1上;检测单元42,所述检测单元42设置有磁记忆传感器422;第二变径单元43,所述第二变径单元43一端与所述检测单元42连接,一端与所述主体结构41连接,所述检测单元42能在所述第二变径单元43的带动下,沿所述中心管1的径向运动直至与所述检测管5内壁相抵靠;旋转平台44,所述旋转平台44能带动所述检测单元42相对于所述中心管1旋转。
本申请提供的一种隔水管内检测装置,具有支撑变径机构和旋转检测机构4,支撑变径机构包括:沿中心管1周向间隔设置的第一变径单元20,第一变径单元20能够沿中心管1的径向运动直至与检测管5(隔水管)的内壁抵靠,从而根据检测管5的管径大小作自动调整。当检测管5管壁不平造成管径突然缩小或增大时,第一变径单元20可根据管内环境变径,以适用于在不同内径的检测管5内进行检测。另外,由于第一变径单元20沿中心管1的周向间隔设置,因此检测装置在检测管5内移动时保持撑开、居中的状态,从而便于旋转检测机构4对管壁进行扫描并采集信号,并保证检测装置沿着检测管5的轴向方向移动,运行更加稳定。
该检测装置中的旋转检测机构4通过设置有:旋转平台44和第二变径单元43,旋转平台44能带动检测单元42进行旋转,第二变径单元43能带动检测单元42沿中心管1的径向运动。该检测单元42在运行过程中,一边沿检测管5的轴向移动,一边沿着检测管5周向旋转,同时与管壁始终保持抵靠状态以充分采集管壁的信号。该检测单元42设置有基于磁记忆检测技术的磁记忆传感器422,检测结果精确,根据采集到的磁记忆信号分析检测管5管壁上的损伤情况,能够有效预防事故发生。
请参阅图1和图7,所述中心管1为该检测装置的主体支撑部件,检测装置的其他部件均安装在中心管1上。具体的,中心管1在检测管5内具有相对的两端,具有靠近检测管5管口的第一端和远离检测管5管口的第二端。所述中心管1的第一端处设置有拉伸件101,所述拉伸件101用于连接牵拉设备,所述牵拉设备可以通过牵拉该拉伸件101,能够带动整个检测装置移动。该拉伸件101具体可以为吊环,吊环与所述中心管固定连接,其固定连接方式可以为焊接、螺栓连接或一体成型,其具体连接方式不作限定。
所述中心管1设置有支撑变径机构,所述支撑变径机构包括:第一变径单元20,所述第一变径单元20沿所述中心管1的周向间隔设置,所述第一变径单元20能沿所述中心管1的径向运动直至与检测管5内壁相抵靠。所述第一变径单元20的具体个数按照实际需要进行调整。第一变径单元20在与检测管5管壁抵靠后,能够将检测装置撑起,从而使检测装置在检测管5内保持撑开的状态,从而便于旋转检测机构4对管壁进行扫描并采集信号。另外,检测装置撑开后,能够顺利的沿检测管5的轴线方向移动,不至于在检测管5内移动时向两侧管壁方向发生偏移。优选的,所述第一变径单元20设置有四个,沿中心管1的周向均匀分布。
请参阅图2,在本实施方式中,所述支撑变径机构还包括:沿所述中心管1的轴向平行并间隔设置的第一固定盘201和第二固定盘202,所述第一固定盘201与所述中心管1固定连接,所述第二固定盘202可以设置有轴承,所述轴承套设于所述中心管1上。所述第一固定盘201与所述第二固定盘202均与所述第一变径单元20可转动地连接,所述第一固定盘201与所述第二固定盘202之间通过第一拉力件203连接;所述第二固定盘202能在所述第一拉力件203的拉力作用下沿所述中心管1的轴向移动,所述第二固定盘202在移动过程中带动所述第一变径单元20沿所述中心管1的径向运动。
具体的,所述第一固定盘201和所述第二固定盘202具体可以是法兰盘。其中,第一固定盘201其穿设在中心管1上,并与中心管1通过螺纹结构固定连接。第二固定盘202设置有轴承,所述轴承具体为直线轴承204,直线轴承204穿设在中心管1上,能够沿中心管1的轴向方向前后移动。第一固定盘201与第二固定盘202均与第一变径单元20可转动地连接,第一变径单元20能够相对于第一固定盘201、第二固定盘202进行转动,其可转动地连接方式可以通过销轴将第一变径单元20固定在第一固定盘201和第二固定盘202上。
第一固定盘201与第二固定盘202之间通过第一拉力件203连接,第一拉力件203能对第一固定盘201、第二固定盘202施加拉力。所述第一拉力件203具体为弹簧,弹簧在拉伸过程中,可以为两端的连接物提供拉力,因此第二固定盘202能在第一拉力件203的拉力作用下沿中心管1的轴向方向上移动。第二固定盘202在受第一拉力件203的拉力作用而移动时,第一变径单元20发生转动。为了保证第二固定盘202在移动时能够稳定得沿着中心管1的轴向移动,因此第一拉力件203设置有多个,第一拉力件203可以沿中心管1的周向均匀设置,使第二固定盘202受力均匀,第一拉力件203的个数根据实际需要进行调整,本申请不作限制。
进一步的,第二固定盘202固定在直线轴承204上,直线轴承204可以内置有滚珠,当直线轴承204在中心管1上进行移动时,能够减小移动过程中的阻力,从而第二固定盘202在沿中心管1轴向方向运动时更加流畅,从而能够便于第一变径单元20实现其变径功能。另外,管壁因弯曲疲劳容易出现局部凸起,该检测装置在行驶至凸起部容易出现卡滞,通过在第二固定盘202与中心管1之间设置有直线轴承204,直线轴承204的旋转可以实现支撑轮222的越障功能。具体的,当第一变径单元20遇卡时,直线轴承204带动第二固定盘204进行转动,从而带动第一变径单元20转动从而越过该障碍物;当第一变径单元20越过障碍物后,在第一拉力件203的作用下,直线轴承204带动第二固定盘202旋转到原先的位置,从而第一变径单元20旋转到原先的位置。因此通过该直线轴承204和第一拉力件203的配合作用,能够实现第一变径单元20在管壁上进行摆动,从而使得第一变径单元20具有较好的越障能力。
进一步的,请参阅图2,第一变径单元20包括:支撑臂21和支撑轮22,所述支撑臂21和所述支撑轮22铰接,从而支撑轮可以进行自由转动。支撑臂21具体包括:第一连杆211、第二连杆212、第三连杆213和第四连杆214。第一连杆211具有相对的两端,第一连杆211的一端铰接第一固定盘201,另一端铰接第四连杆214,第四连杆214铰接支撑轮22,所述支撑轮22能转动地沿所述检测管5内壁上移动,从而减小该检测装置移动过程中的摩擦力。第二连杆212具有相对的两端,第二连杆212的一端铰接第二固定盘202,另一端铰接第三连杆213,第三连杆213铰接第四连杆214。第一连杆211和第二连杆212之间形成一定的夹角,且第一连杆211和第二连杆212的中间进行铰接。在本实施例中,第一连杆211、第二连杆212、第三连杆213、第四连杆214连接后可围构形成平行四边形。以上铰接方式可采用销轴、销钉等连接件将物体固定,其具体连接方式不作限定。
为了能更好的理解第一变径单元20的变径作用,下面结合两个具体的应用场景进行详细说明。
当检测管5中管径突然增大时,原本与管壁抵靠的支撑轮22失去支撑作用。由于第一固定盘201和第二固定盘202之间设置有第一拉力件203,第二固定盘202受拉力作用能够沿着中心管1的轴向方向向前移动。在第二固定盘202的移动过程中,第一固定盘201与第二固定盘202的相对位置改变,其两者的轴向距离减小,与第一固定盘201铰接的第一连杆211和与第二固定盘202铰接的第二连杆212发生相对转动,使得第一连杆211与第二连杆212之间的夹角减小。由于第一连杆211、第二连杆212、第三连杆213和第四连杆214铰接形成平行四边形,因此该平行四边形的各个夹角将发生改变,其中,沿中心管1径向上的两个夹角同时减小,这使得第一变径单元20的径向位置发生改变。当支撑单元22与管壁抵靠,第一连杆211与第二连杆212停止转动,从而固定住第二固定盘202与第一固定盘201之间的相对位置,第二固定盘202停止移动,即完成第一变径单元20的一次变径调整。
当检测管5的管径突然变小时,与支撑轮22铰接的第四连杆受管壁作用,发生转动。使得该平行四边形在沿中心管1径向上的两个夹角同时增大,从而能够调整支撑轮22的径向位置。
在本实施方式中,所述支撑变径机构包括:第一支撑变径机构2和第二支撑变径机构3,所述旋转检测机构4位于第一支撑变径机构2和第二支撑变径机构3的中间。
具体的,第一支撑变径机构3与第二支撑变径机构4均与中心管1固定连接,旋转检测机构4套设在中心管1上。第一支撑变径机构2、第二支撑变径机构3位于旋转检测机构4的两侧,可防止该检测装置因旋转检测机构4过重导致检测装置的重心不稳,而发生倾覆。
由于设置有第一支撑变径机构2和第二支撑变径机构3,因此两个支撑变径机构可以分别实现独立变径。当检测装置在管内运动时,第一支撑变径机构2和第二支撑变径机构3能根据实际情况自行进行调整,从而保证检测装置的正常运行。
如图3至图7所示,所述旋转检测机构位于第一支撑变径机构2和第二支撑变径机构3的中间。旋转检测机构4用于对检测管5的管壁进行检测。所述旋转检测机构4包括:主体结构41,所述主体结构41具有中空结构的壳体,所述主体结构41套设在所述中心管1上;检测单元42,所述检测单元42设置有磁记忆传感器422;第二变径单元43,所述第二变径单元43一端与所述检测单元42连接,一端与所述主体结构41连接,所述检测单元42能在所述第二变径单元43的带动下,沿所述中心管1的径向运动直至与所述检测管5内壁相抵靠;旋转平台44,所述旋转平台44能带动所述检测单元42相对于所述中心管1旋转。
具体的,请参阅图3和图4,主体结构41套设在所述中心管1上,并与中心管1之间形成有环形空腔。主体结构41大体呈圆筒状。主体结构41在沿中心管1的轴向上具有相对的两端,在中心管1的第一端方向上安装有上端盖400,在中心管1的第二端方向上安装有下端盖401。所述主体结构的壳体外部设置有第一固定座411。所述第一固定座411用于将第二变径单元43与主体结构41进行连接。第一固定座411可以包括:连接部和弧形部,所述连接部用于连接第二变径单元43,弧形部与连接部一体成型,弧形部的弧度与主体结构41的曲率半径相匹配,弧形部上设置有用于穿设螺栓的通孔,通过该螺栓结构将弧形部固定在主体结构上,以此实现第一固定座411与主体结构41的固定连接。
所述第二变径单元43用于带动所述检测单元42进行运动,检测单元42在第二变径单元43的带动下,对管壁进行检测。所述第二变径单元43包括:变径连杆431和第二拉力件432,所述第二拉力件432固定设置在所述环形空腔内。所述变径连杆431至少有两根;每根所述变径连杆431的一端与所述第一固定座411可转动地连接,另一端与所述检测单元42可转动地连接;任意两根所述变径连杆431与所述第一固定座411、所述检测单元42形成平行四边形结构。其中一根所述变径连杆431延伸至所述主体结构41的壳体内连接所述第二拉力件432。所述第二拉力件432拉动所述变径连杆431时,所述变径连杆431带动所述检测单元432沿所述中心管1的径向运动。
具体的,第一固定座411的连接部上可以设置有多个连接孔,多个所述变径连杆431设置有对应的通孔,所述连接孔的个数与变径连杆431的个数相匹配,在所述连接孔处穿设有销轴从而将变径连杆431与第一固定座411固定,并形成铰接。所述变径连杆431的个数至少有两根,优选的,变径连杆431为四根,四根所述变径连杆431的一端与第一固定座411,另一端与检测单元42的端部分别进行连接。
其中一根变径连杆431延伸至主体结构41内,与第二拉力件432进行连接固定。第二拉力件432能够为主体结构41和变径连杆411施加拉力,第二拉力件432具体为拉簧,并具有相对的两端,一端可以通过挂钩与主体结构41的上端盖400固定连接,另一端与其中一根变径连杆431固定连接。当第二拉力件432拉动其中一根变径连杆431时,变径连杆431在第一固定座411的连接孔发生转动,因此变径连杆431带动检测单元42进行转动。变径连杆431在转动过程中,改变了检测单元42的径向位置,直至检测单元与管壁相抵靠,变径连杆431停止转动。
下面结合两个应用场景对第二变径单元43的变径功能进行详细说明。当管径突然增大,检测单元42在管径增大的瞬间失去抵靠,第二拉力件432对变径连杆431施加拉力,变径连杆431在受到拉力后,在与第一固定座411的连接孔发生转动,从而带动检测单元42进行转动,检测单元42的径向位置改变,直至与管壁进行抵靠。当管径突然缩小,检测单元42在受到管壁的作用,变径连杆432带动检测单元42转动,从而重新调整检测单元42的径向位置。在第二拉力件432对变径连杆431的拉动下,检测单元42能够始终与管壁抵靠。
请参阅图6和图7,检测单元42具有盒体420结构,盒体420内设置有磁记忆传感器422。所述磁记忆传感器422基于磁记忆检测技术,磁记忆检测技术的基本原理是:铁磁性金属工件由于疲劳和蠕变产生的微裂纹会在缺陷处出现应力集中,由于铁磁性金属工件存在磁机械效应,故其表面上的磁场分布与工件应力载荷有一定的对应关系,因此可通过检测工件表面的磁场分布状况间接地对工件的缺陷和应力集中区进行诊断,同时金属磁记忆传感器有较大的灵敏感能够穿透较厚的管壁,通过对应力状况地分析实现对隔水管损伤地早期诊断和预测。因此,检测单元42通过采集得到的管壁的磁记忆信号,后续经过分析可以得到检测管5的损伤情况。检测单元42的盒体420内还可以设置有滚动件423,检测单元42通过所述滚动件423与检测管5内壁相接触,所述滚动件423具体为万向球,所述万向球安装在盒体420的端部,其具体个数根据盒体420的形状做适应性调整,本申请不作具体要求。在检测单元42抵靠管壁进行移动时,通过万向球的滚动,能够便于检测单元42的滑动,并能够减小检测单元42滑动过程中的摩擦阻力。
所述旋转平台44具体为中空旋转平台,包括电机马达,中空旋转平台固定在旋转平台固定座440上,旋转平台44和旋转平台固定座400均套设在中心管1上,其中,旋转平台44与主体结构41的下端盖401连接。旋转平台44启动后,带动主体结构41旋转,主体结构41带动第二变径单元43和检测单元42进行旋转。具体的,主体结构41的上端盖400和下端盖401上设置有仪器舱轴承412,通过该仪器舱轴承412,主体结构41在相对于中心管1转动时可减小旋转过程中的摩擦阻力。因此,该检测装置在沿中心管1的轴向移动时,在旋转平台44的带动下检测单元42一边周向旋转,一边前进,从而对管壁进行全面检测,其前进轨迹可近似为螺旋线。
在本实施方式中,该检测装置还包括控制部,所述控制部与所述旋转平台44电性连接,所述控制部能调节所述旋转平台44的打开和关闭状态。
所述控制部用于控制旋转平台44的启动和停止,所述控制部可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller,plc)和嵌入微控制单元(microcontrollerunit,mcu)的形式。控制部具体与旋转平台44的电机电性连接,其电性连接方式可以为无线连接,例如利用现有技术中的wifi、红外、蓝牙等技术,或者也可以利用其他无线通信技术,本申请在此并不作具体的限定。当检测装置下入检测管5后,控制部对旋转平台44发出信号,旋转平台44的电机在接收至信号后,开始启动,并按照预定频率控制旋转平台44的旋转,旋转平台44按照预定速率带动整个旋转检测机构4的旋转。
在一个实施方式中,所述旋转平台44的预定速率大于检测装置的移动速率。
由于检测单元42在对管壁进行扫描时,需要绕检测管5周向旋转,为了使得采集的数据更加全面,该旋转平台44旋转时的预定速率大于检测装置的移动速率。优选的,旋转平台44带动检测单元42绕检测管5周向旋转一圈后,检测装置再向前移动,使得检测单元42能够充分采集管壁上的磁记忆信号,防止漏失。
在一个实施方式中,请参阅图4和图5,所述变径连杆431与所述检测单元42之间设置有第二固定座45,所述第二固定座45与所述检测单元42之间设置有导向杆452,所述导向杆452的一端固定连接所述检测单元42,所述导向杆452的另一端在所述第二固定座45的上具有活动间隙。
第二固定座45位于检测单元42的底部,用于支撑检测单元42。第二固定座45具有端部451,所述端部451开设有连接孔,变径连杆431设置有对应的通孔,在所述连接孔处穿设有销轴从而将变径连杆431与第二固定座45固定,并形成铰接。所述连接孔的个数与变径连杆431的个数相匹配,本申请不作具体限定。第二固定座45与检测单元42之间设置有导向杆452,所述导向杆452具有相对的两端,其中一端与检测单元42固定连接,另一端在第二固定座45上具有活动间隙。
具体的,导向杆452在与检测单元42接触的一端上设置有螺纹,通过螺纹结构将导向杆452与检测单元42进行固定,导向杆452在与第二固定座45接触的一端为光杆,可以插入在第二固定座45内,对应的,第二固定座45上设置有用于插入导向杆452的凹槽,凹槽的宽度大于导向杆452的直径,导向杆452在凹槽内具有一定的活动间隙。所述凹槽的长度、宽度均大于导向杆452的尺寸,导向杆452在该凹槽内能够自由活动。导向杆452的个数不作具体要求,可根据实际需要作适应性调整。检测单元42与第二固定座45之间还可以进一步设置有光杆螺丝453,所述光杆螺丝453穿设在第二固定座45内,与检测单元42固定连接。光杆螺丝453在与检测单元42连接的一端设置有螺纹,通过该螺纹结构与检测单元42固定连接,光杆螺丝453与第二固定座45接触的一端为光杆,所述光杆上可以套设有轴承,对应的,第二固定座45上设置有用于穿设光杆螺丝453的凹槽,凹槽的宽度大于光杆螺丝453的直径,光杆螺丝453在凹槽内具有一定的活动间隙。该凹槽的长度、宽度均大于光杆螺丝453的尺寸,因此光杆螺丝453能够在该凹槽内自由活动。
在一个实施方式中,检测单元42与第二固定座45之间还可以设置有滚动轴承454,所述滚动轴承454具体为滚动轴承,对应的,所述第二固定座45设置有第一环形槽,所述检测单元42设置有第二环形槽,所述第一环形槽和所述第二环形槽配合形成用于容纳所述滚动轴承454的空腔。所述滚动轴承454能够减小检测单元42在相对于第二固定座45摆动时的摩擦阻力,其具体个数不作特别限定。
由于检测管5在长期使用过程中内壁容易出现腐蚀坑,或者由于弯曲疲劳造成的局部凸起,检测单元42在对管壁进行旋转扫描、采集数据时,若遇到这些障碍物,旋转会受阻。在本实施方式中,在检测单元42与第二固定座45之间设置有导向杆452和光杆螺丝453,第二固定座45上设置有用于穿设导向杆452和光杆螺丝453的凹槽,凹槽尺寸大于导向杆452、光杆螺丝453的尺寸,导向杆452和光杆螺丝453在第二固定座45上具有一定的活动空间。因此,与导向杆452和光杆螺丝453固定连接的检测单元42能够相对于第二固定座45有一定的的活动空间。当检测单元42遇卡,检测单元42相对于第二固定座45能够进行摆动,从而能够顺利的越过障碍物。通过在检测单元42和第二固定座45之间设置的滚动轴承454,检测单元42在进行摆动过程中,滚动轴承454能够减小检测单元42摆动时的摩擦阻力,摆动过程更加顺畅,具有较好的越障能力。
进一步的,检测单元42与第二固定座45之间还安装有限位机构455。所述限位机构455具体为l型结构,其中一端可以与检测单元42铰接,另一端插入至第二固定座45上。从而使得检测单元42在移动过程中,可以与第二固定座45同步移动,从而保证了该检测单元42与第二固定座45不会分离。所述限位机构455可以设置有两个,分别安装至检测单元42的两侧。
在本实施方式中,如图1所示,所述检测装置还包括视频采集机构,所述视频采集机构位于所述拉伸件101与所述第一支撑变径机构2之间;所述视频采集机构包括:相机固定座102和摄像机103,所述相机固定座102固定在所述中心管1上,所述摄像机103安装至所述相机固定座102上。
相机固定座102可以通过螺栓或螺纹结构固定在中心管1上,相机固定座102上安装有摄像机103,所述摄像机103能够对管壁损伤情况进行视频检测。所述摄像机103能够记录检测时间,以及对应时间的管壁视频。当检测装置检测完成后,将得到的磁记忆信号进行处理,从而获得管壁应力损伤情况,再通过读取摄像机103对应时刻记录的管壁监测视频,能够对磁记忆信号处理的结果进行验证。摄像机103的个数可以设置有多个,具体根据摄像机103对应的广角确定其数目,例如,摄像机103广角为90°时则需要4台摄像机103,从而实现360°的监测。
在本实施方式中,如图3至图5所示,所述旋转检测机构4还设置有上航插421、下航插413和信号传输线,所述信号传输线的两端分别连接所述上航插421、所述下航插413。所述上航插421设置在所述检测单元42内,所述下航插413设置在所述主体结构41上。所述主体结构41的壳体内设置信号采集器,所述信号传输线采集到所述磁记忆传感器422的信号后,将信号传输给所述信号采集器。所述信号采集器可以配备usb接口,将采集到的数据后续可以通过数据处理系统进行读取和处理,所述信号采集器也可以内置wifi模块,可通过无线方式传输数据。
如图1至图7所示,本申请实施方式还提供了一种利用该检测装置的检测方法,所述检测方法包括以下步骤:
s10:根据所述检测管5的内径,调节所述第一变径单元20、所述第二变径单元43的径向尺寸;
s20:借助起重设备将所述检测装置送入检测管5内部;采用牵拉设备牵拉检测装置,使所述检测装置沿所述检测管5的轴向移动;
s30:启动控制部打开所述旋转平台44,所述旋转检测机构4一边沿所述检测管5的轴向移动一边沿所述检测管5的周向按预定速率旋转,与此同时所述信号采集器收集并记录磁记忆传感器422的信号。
在步骤s20中,具体通过牵拉设备牵拉中心管1上的拉伸件101,使得检测装置沿检测管5的轴向移动,在移动过程中,第一变径单元20和第二变径单元43可根据检测管5内的实际情况进行调整,从而使得支撑轮22、检测单元42与所述检测管5的内壁相抵靠。
在步骤s30中,在牵拉检测装置移动时,启动控制部,并按照预定频率控制旋转平台44的旋转,旋转平台44按照预定速率带动整个旋转检测机构4的旋转。因此检测单元42内的磁记忆传感器422能够充分采集管壁上的磁记忆信号。与此同时,信号采集器收集并记录磁记忆传感器422的信号,后续通过数据处理系统进行读取和处理。
由上所述,本申请提供的隔水管内检测装置具有以下优点:
(1)该检测装置通过设置有第一支撑变径机构、第二支撑变径机构能根据检测管的管径大小作自动调整,当检测管管壁不平造成管径突然缩小或增大时,第一支撑变径机构和第二支撑变径机构可根据管内环境分别变径,以适用于在不同内径的隔水管内进行检测。
(2)通过旋转检测机构设置的:旋转平台和第二变径单元,该检测单元在运行过程中,能够一边沿检测管的轴向前进,一边沿着管的周向旋转,同时与管壁始终保持抵靠状态以充分采集管壁的信号。
(3)该检测单元内设置有基于磁记忆检测技术的磁记忆传感器,根据采集到的磁记忆信号分析隔水管管壁上的损伤情况,能够有效预防事故发生。
(4)通过设置的视频采集机构,能够对磁记忆信号处理的结果进行验证,保证了检测结果的精准性。
(5)该检测装置的第一变径单元和检测单元均具有较好的越障能力,在检测装置的运行过程中,能够顺利的越过障碍物,保证了装置的平稳运行。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施,并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不是为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。