[发明专利]一种用于海底管道中内检测器定位的装置及方法

说明书

技术领域

该发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种用于海底管道中内检测器定位的装置及方法。

背景技术

近海海洋石油的开发一般采用铺设在海底的管道进行运输，此方式具有密闭性好、自动化程度高等特点，但其安全性问题也越来越受到各国政府的重视，一旦管道发生事故，将酿成巨大的生命财产损失和环境污染。管道内检测器在管道内移动作业，当内检测器出现发生卡堵停止移动，需要人工进行处理时，操作人员必须知道内检测器所处的准确位置。

现有的定位技术方法有：射线定位、超声波定位、静磁场方法定位等。放射性射线由于其对管道的穿透性能卓越，但是放射性射线对操作人员的健康以及生态环境都构成威胁；超声波定位方法是基于声音信号检测原理，抗干扰能力强，但对金属管壁具有强反射性，通过管壁能量衰减大，传播距离小，接收装置只能紧贴管壁；静磁场方法定位用一块磁铁置于一段钢管外面，用高斯计测量管道内漏磁场的存在实现管道内检测器定位，但此方法一方面容易受其它磁场源的干扰以及铁磁性材料退磁性能的影响，另一方面在海底管道实施困难，因此它的应用范围受到一定限制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出一种用于海底管道中内检测器定位的装置及方法，以达到强抗干扰性、强抗压性、高精度的目的。

一种用于海底管道中内检测器定位的装置，该装置包括：内检测器、上位机，还包括超低频电磁波发射装置和超低频电磁波接收装置，所述超低频电磁波发射装置与内检测器连接，并一同置于海底管道内；所述超低频电磁波接收装置位于海底管道外上方1～50米处，超低频电磁波接收装置接收从超低频电磁波发射装置发出的超低频电磁信号。

所述的超低频电磁波发射装置，包括有发射天线、控制单元和电池，所述的发射天线，由铁芯、线圈和骨架构成，所述的铁芯横穿骨架的中心，呈两端向上弯曲状，在所述的骨架上设置有线圈；所述控制单元的两个接线端子分别连接所述线圈的两个输入端，控制单元与电池通过电源线连接，控制单元脉冲信号输入端经外壁上的通孔连接内检测器输出端。

所述的超低频电磁波接收装置，包括有天线接收器、数据采集盒和天线架，所述的天线接收器包括线圈、骨架和天线盒，其中在所述的骨架上设置有线圈，所述的骨架及线圈均置于天线盒内，所述的天线盒为上下端不封闭盒体，且天线盒的内直径与骨架直径相同；所述的天线架成十字状，由横轴和纵轴交叉形成，在天线架的四端及中心各连接一个天线接收器，选取位于天线架四端的天线接收器中任意一个，在所选取的天线接收器与位于天线架中心的天线接收器之间设置有数据采集盒；上述五个天线接收器均与数据采集盒连接。

实现海底管道内检测器定位的装置的内检测器定位方法，包括以下步骤：

步骤1、在管道的始端投放超低频电磁波发射装置与内检测器的连接体到管道中，该连接体在流体的推动下开始在管道中移动；

步骤2、超低频电磁波发射装置的控制单元捕获从内检测器内部里程轮上的霍尔传感器发出的脉冲信号，并记录两个脉冲信号间的时间宽度；

步骤3、如果时间宽度小于设定值，说明内检测器仍然在管道中移动，返回执行步骤2；如果两个脉冲信号间的时间宽度达到设定值，说明内检测器停止移动，执行步骤4；所述的时间设定值的取值范围为1～10秒；

步骤4、超低频电磁波发射装置以固定频率通过发射天线向管道上方发射超低频电磁波；

步骤5、超低频电磁波接收装置沿着管道方向探测管道上方的电磁信号；

步骤6、超低频电磁波接收装置内部数据采集盒对五个天线接收器输出的模拟信号进行信号调理和模拟数字转换；

步骤7、若超低频电磁波接收装置的五个天线接收器输出的模拟信号值均未超过设定值，则说明未探测到超低频电磁波发射装置发射的超低频电磁波，返回执行步骤5；若五个天线接收器中任一个天线接收器输出的模拟信号值超过设定值，则说明探测到超低频电磁波发射装置发射的超低频电磁波，超低频电磁波接收装置将数据传送到上位机，执行步骤8；所述的设定值取值范围为2～20mV；

步骤8、上位机上的蜂鸣器发出报警，提示探测到超低频电磁波，并在上位机液晶显示屏上显示出超低频电磁波接收装置的五个天线盒接收到的模拟信号值；

步骤9、若位于天线架横轴的两个天线接收器输出的模拟信号值大小相近，且大于天线架中心的天线接收器输出的模拟信号值，或者位于天线架纵轴的两个天线接收器输出的模拟信号值大小相近，且大于天线架中心的天线接收器输出的模拟信号值，那么可确定超低频电磁波发射装置与内检测器的连接体在管道中的阻塞位置，执行步骤10；否则，返回执行步骤5；