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一种管道变形定位装置及使用方法制造方法及图纸

技术编号:22592437 阅读:20 留言:0更新日期:2019-11-20 09:58
本发明专利技术涉及管道施工技术领域,具体涉及一种管道变形定位装置及使用方法,通过胶盘、本体筒、电池、控制器、伸缩总成、压力传感器、橡胶筒、信号发射机等部件的有效设置,采用遇卡后信号追踪定位原理实现管道变形的精确定位,相比其他定位方式具有定位准确、定位精度高的优势,克服以往长输埋地管道定位误差大的缺陷,此外通过特定的压力信号控制伸缩总成的挡片径向伸缩,可实现运行一趟多次精确定位多个管道变形,大大减少后期管道的开挖维修成本,适用范围广。

A pipe deformation positioning device and its application

The invention relates to the technical field of pipeline construction, in particular to a pipeline deformation positioning device and its use method. Through the effective setting of rubber disk, body cylinder, battery, controller, expansion assembly, pressure sensor, rubber cylinder, signal transmitter and other components, the signal tracking positioning principle after encountering a card is adopted to realize the accurate positioning of pipeline deformation, which has positioning compared with other positioning methods The advantages of accuracy and high positioning accuracy can overcome the defects of large positioning error of long-distance buried pipeline in the past. In addition, by controlling the radial expansion of the baffle plate of the expansion assembly through a specific pressure signal, it can accurately position multiple pipeline deformations in one run, greatly reducing the excavation and maintenance cost of the later pipeline, and has a wide range of applications.

【技术实现步骤摘要】
一种管道变形定位装置及使用方法
本专利技术涉及管道施工
,具体涉及一种管道变形定位装置及使用方法。
技术介绍
管道输送是我国油气运输的主力,目前我国陆上油气管道里程已达13.31万公里,其中埋地管道所占比重较大。由于地震、地层移动、地壳变迁、热输变形、施工破坏等原因,常使埋地管道发生不同程度的变形,甚至破裂等,造成油气传输率下降甚至停产,对管道的安全运行造成危机,若不及时处理,往往会造成灾难性后果。为确保管道的安全运营,管道在投产前及地质灾害后都应进行管道变形、承压等方面的检测,然而埋地管道的变形精确定位是一大难题,目前已有的通径检测器虽能检测出管道变形信息,但其依靠里程轮对管道变形定位的方式并不可取,累计误差大,虽有各种算法对里程轮式的定位方式进行修正补偿,但对于长输埋地管道而言还是不大可靠,给后期的整改工作带来较大的工程成本及难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种管道变形定位装置及使用方法,能够准确定位管道变形的具体位置,定位精度可达1米,克服以往长输埋地管道定位误差大的缺陷,运行一趟可多次精确定位多个管道变形,大大减少后期管道的开挖维修成本。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是:一种管道变形定位装置,包括本体筒,所述本体筒中心左右贯通,右端为外法兰盘,连接伸缩总成的卡盘前盖,左侧部分为圆筒体,且在圆筒体外径靠左端位置设有限位法兰盘,其左端通过内螺纹固定有盲板法兰结构的前端盖,且前端盖外螺纹底部布置有第一密封圈,其次本体筒外径上紧靠前端盖位置,从左往右至少包括第一支撑胶盘、第一隔环、第一胶盘、第二隔环、第二胶盘,其中第二胶盘与圆筒体外径上的限位法兰盘通过螺栓固定在一起。所述本体筒腔体内部从左往右布置有电池、控制器、电机,且之间通过电线连接。所述伸缩总成从左往右包括电机、固定盘、螺栓、卡盘前盖、第一旋转密封、第一轴承、前螺旋齿盘、卡盘体、挡片、后螺旋齿盘、第二轴承、卡盘后盖,所述电机右端通过沉孔螺栓固定在固定盘上,其右端伸出轴依次穿过同轴线的固定盘、卡盘前盖、第一轴承、前螺旋齿盘、卡盘体、后螺旋齿盘、第二轴承、卡盘后盖的所有中心孔,并同时驱动前螺旋齿盘和后螺旋齿盘旋转,推动多个圆周分布的挡片在卡盘体多个嵌入凹槽内沿径向伸缩。所述固定盘通过外螺纹与本体筒内螺纹相连,且连接后的固定盘右端面不伸出本体筒外法兰盘右端面;所述本体筒外法兰盘通过螺栓依次固定有卡盘前盖、卡盘体,且在本体筒外法兰盘右侧端面内设置有密封圈,与卡盘前盖左侧端面刚好压紧配合,所述卡盘前盖横截面形状类似于“[”,其右端敞开,且敞开一侧的圆周壳体上均匀设置有多个小缺口,该缺口恰好允许挡片凸台径向活动,其次卡盘前盖左端面设有中心孔,中心孔左侧部分设置有第一旋转密封,右侧部分布置有第一轴承,卡盘前盖左端面圆周分布有多个螺纹通孔,用于配合连接本体筒外法兰盘、卡盘前盖及卡盘体的螺栓;所述卡盘体为双面卡盘结构,且两个卡盘左右对称,但相互旋转二分之一个挡片扇形圆弧夹角,其次两个卡盘共享同一个背靠盘,背靠盘设有中心孔,用于电机轴穿过,背靠盘左右两侧分别圆周均匀分布有相同多个径向支撑台,左右两侧支撑台中心面之间的夹角为二分之一个挡片扇形圆弧夹角,背靠盘单侧相邻的支撑台之间用于配合挡片扇形片;支撑台上均设置有扇形块,扇形块以支撑台的中心面对称,且其外端为圆弧状,该圆弧半径与背靠盘相同,内端为尖角,背靠盘单侧相邻的扇形块之间用于配合挡片凸台;所述背靠盘同一侧相邻的扇形块、支撑台共同组成嵌入凹槽,用于配合挡片的径向伸缩;所述背靠盘同一侧的扇形块、支撑台上的中心对称位置均设置有螺纹孔,该螺纹孔在背靠盘中还深入一定深度,但并未穿透,此螺纹孔用于配合连接本体筒外法兰盘、卡盘前盖的固定螺栓,背靠盘另一侧的螺纹孔用于配合卡盘后盖左端的固定螺栓;所述背靠盘左右两侧的支撑台、扇形块与背靠盘本身组成了两个卡盘结构的卡盘体。所述前螺旋齿盘恰好装配在卡盘前盖与卡盘体之间的腔体中,中心孔通过键与电机轴连接在一起,前螺旋齿盘左侧为圆锥面,右侧设置有螺旋状齿条,该螺旋齿条与挡片凸台的齿条相互间隙配合,即螺旋齿条伸入挡片齿条的空隙中,挡片齿条伸入螺旋齿条的空隙中,当螺旋齿条旋转,螺旋齿条便可推动挡片齿条在卡盘体内径向伸缩。所述挡片由两部分构造,构造一为扇形片,该扇形片的外端为圆弧状,圆弧半径为管道的检测半径,圆弧所在圆的夹角不低于15度,扇形片的内端为等腰梯形状,距离圆心还有一段距离;构造二为凸台,该凸台分布在扇形片的中心对称位置,从扇形片的内端一直延伸到外端,且凸台内端形状与扇形片内端的等腰梯形相同,凸台上还设置有与螺旋齿条配合的挡片齿条。所述后螺旋齿盘结构与前螺旋齿盘相同,其位于卡盘后盖与卡盘体之间,其左侧部分为螺旋齿盘,用于驱动卡盘体右侧挡片沿卡盘嵌入凹槽径向伸缩,其中心孔通过键与电机轴配合。所述卡盘后盖左侧部分形状与卡盘前盖基本相同,不同之处在于卡盘后盖右端面圆周分布的多个螺纹孔为沉孔,螺栓连接卡盘后盖和卡盘体后不会伸出卡盘后盖右端面,其次卡盘后盖中心孔位置设置有第二轴承,电机轴穿过该轴承孔,卡盘后盖的右侧部分为圆筒,圆筒内外径与本体筒圆筒部分内外径相同,该圆筒外径上从左往右设置有第三胶盘、第三隔环、第二支撑胶盘,且第二支撑胶盘与圆筒右端通过螺纹连接的后端盖外法兰面紧紧相贴。所述电机轴设有中心孔,中心孔两端设置有第三轴承和第四轴承,这两轴承孔中穿有信号棒,所述信号棒为内部固定有连通的电线,电线与电机轴内壁之间通过胶体凝固密封,密封耐压不低于14MPa,信号棒与电机轴中心孔壁之间还设置有第二旋转密封,用于防止液体进入本体筒腔体内,此外信号棒左端与电机壳体固定,其不随电机轴旋转,保证电线不扭断。所述后端盖右端面内的中心位置设置有压力传感器,该压力传感器的电线通过与电机轴中心孔内的信号棒上的电线相连,再与控制器相连,其次后端盖右端面上通过螺栓固定了具有金属骨架法兰盘的橡胶筒,该橡胶筒外径远小于待测管道直径,并且长度较短,其内安装有信号发射机,此外橡胶筒左端面设有凹槽,用于容留压力传感器,并且该凹槽与橡胶筒外部连通,便于压力传递。通过编程实现控制器根据压力传感器检测到的特定压力变化,达到使电机正转或反转,对应实现挡片在卡盘体上径向伸展或径向收缩的目的,挡片径向伸展到位时,沿本体筒轴向方向看去呈现出:多个挡片外圆弧连接成圆的样子,且圆的直径为管道变形要求的测量直径;挡片收缩时,挡片基本都回到卡盘体浅入凹槽内。进一步的,本专利技术提供了一种管道精确定位装置的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:根据待测管道的直径和变形情况,首先选择合适的管道精确定位装置,启动装置控制器电源,将挡片调整到管道变形测量的合适位置,之后打开信号发射机,将管道精确定位装置放入管道发球筒,然后启动清管泵,利用流体推动管道精确定位装置在管道中前行。步骤2:利用信号接收机,在管道铺设沿途多个位置定点监测管道精确定位装置上的信号发射机信号。假如遇到管道变形,挡片会堵塞在管道变形处,清管泵泵压也会突然阶跃式升高,此时停泵即可。步骤3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道变形定位装置,其特征在于:包括本体筒(6),其中心左右贯通,右端为外法兰盘(13),连接伸缩总成的卡盘前盖(15),左侧部分为圆筒体,且在圆筒体外径靠左端位置设有限位法兰盘(26),其左端固定有盲板法兰结构的前端盖(1),且前端盖(1)与本体筒(6)之间设置有第一密封圈(2);其次本体筒(6)外径上紧靠前端盖(1)位置,从左往右至少包括第一支撑胶盘(3)、第一隔环(4)、第一胶盘(5)、第二隔环(24)、第二胶盘(25),其中第二胶盘(24)与圆筒体外径上的限位法兰盘(26)通过限位螺栓(7)固定在一起;所述本体筒(6)腔体内部从左往右还设置有电池(8)、控制器(9)、电机(11),且之间通过第一电线(10)连接。/n所述伸缩总成从左往右至少包括电机(11)、固定盘(12)、沉孔螺栓(28)、固定螺栓(31)、卡盘前盖(15)、第一轴承(14)、前螺旋齿盘(16)、卡盘体(18)、挡片(17)、后螺旋齿盘(19)、第二轴承(20)、卡盘后盖(21),其中固定盘(12)通过外螺纹与本体筒(6)腔体右端内螺纹相连;此外第一轴承(14)设置在卡盘前盖(15)中心孔内;前螺旋齿盘(16)和后螺旋齿盘(17)分别位于卡盘前盖(15)与卡盘体(18),卡盘体(18)与卡盘后盖(21)之间,它们的螺旋齿条(30)均与圆周分布在卡盘体(18)上左右两侧多个嵌入凹槽内的挡片齿条(47)配合。/n所述电机(11)右端通过沉孔螺栓(28)固定在固定盘(12)上,其右端伸出的电机轴(41)依次穿过同轴线的固定盘(12)、卡盘前盖(15)、第一轴承(14)、前螺旋齿盘(16)、卡盘体(18)、后螺旋齿盘(19)、第二轴承(20)、卡盘后盖(21)的所有中心孔,并同时驱动前螺旋齿盘(16)和后螺旋齿盘(17)旋转,推动多个圆周分布的挡片(17)在卡盘体(18)相应的嵌入凹槽内沿径向伸缩。/n所述本体筒(6)外法兰盘(13)通过固定螺栓(31)依次连接有卡盘前盖(15)、卡盘体(18),同时卡盘后盖(21)左侧部分的固定螺栓(31)也与卡盘体(18)相连,且卡盘后盖(21)的固定螺栓(31)为沉孔型,不妨碍卡盘后盖(21)右侧圆筒外径上从左往右依次设置的第三胶盘(33)、第三隔环(34)、第二支撑胶盘(35)的装配。/n所述卡盘后盖(21)圆筒右端连接有后端盖(22),后端盖(22)中心位置设置有压力传感器(23),压力传感器(22)通过相互连接的第二电线(32)与第三电线(39),穿过电机轴(41)中心孔与连接第一电线(10)的控制器(9)相连。/n所述后端盖(22)右端通过连接螺栓36固定具有金属骨架法兰盘的橡胶筒(37),橡胶筒(37)内设置有信号发射机(38)。/n所述控制器(9)可根据压力传感器(23)检测的特定压力变化,驱动电机(11)正转或反转,对应实现挡片(17)在卡盘体(18)上径向伸展或径向收缩。/n...

【技术特征摘要】
1.一种管道变形定位装置,其特征在于:包括本体筒(6),其中心左右贯通,右端为外法兰盘(13),连接伸缩总成的卡盘前盖(15),左侧部分为圆筒体,且在圆筒体外径靠左端位置设有限位法兰盘(26),其左端固定有盲板法兰结构的前端盖(1),且前端盖(1)与本体筒(6)之间设置有第一密封圈(2);其次本体筒(6)外径上紧靠前端盖(1)位置,从左往右至少包括第一支撑胶盘(3)、第一隔环(4)、第一胶盘(5)、第二隔环(24)、第二胶盘(25),其中第二胶盘(24)与圆筒体外径上的限位法兰盘(26)通过限位螺栓(7)固定在一起;所述本体筒(6)腔体内部从左往右还设置有电池(8)、控制器(9)、电机(11),且之间通过第一电线(10)连接。
所述伸缩总成从左往右至少包括电机(11)、固定盘(12)、沉孔螺栓(28)、固定螺栓(31)、卡盘前盖(15)、第一轴承(14)、前螺旋齿盘(16)、卡盘体(18)、挡片(17)、后螺旋齿盘(19)、第二轴承(20)、卡盘后盖(21),其中固定盘(12)通过外螺纹与本体筒(6)腔体右端内螺纹相连;此外第一轴承(14)设置在卡盘前盖(15)中心孔内;前螺旋齿盘(16)和后螺旋齿盘(17)分别位于卡盘前盖(15)与卡盘体(18),卡盘体(18)与卡盘后盖(21)之间,它们的螺旋齿条(30)均与圆周分布在卡盘体(18)上左右两侧多个嵌入凹槽内的挡片齿条(47)配合。
所述电机(11)右端通过沉孔螺栓(28)固定在固定盘(12)上,其右端伸出的电机轴(41)依次穿过同轴线的固定盘(12)、卡盘前盖(15)、第一轴承(14)、前螺旋齿盘(16)、卡盘体(18)、后螺旋齿盘(19)、第二轴承(20)、卡盘后盖(21)的所有中心孔,并同时驱动前螺旋齿盘(16)和后螺旋齿盘(17)旋转,推动多个圆周分布的挡片(17)在卡盘体(18)相应的嵌入凹槽内沿径向伸缩。
所述本体筒(6)外法兰盘(13)通过固定螺栓(31)依次连接有卡盘前盖(15)、卡盘体(18),同时卡盘后盖(21)左侧部分的固定螺栓(31)也与卡盘体(18)相连,且卡盘后盖(21)的固定螺栓(31)为沉孔型,不妨碍卡盘后盖(21)右侧圆筒外径上从左往右依次设置的第三胶盘(33)、第三隔环(34)、第二支撑胶盘(35)的装配。
所述卡盘后盖(21)圆筒右端连接有后端盖(22),后端盖(22)中心位置设置有压力传感器(23),压力传感器(22)通过相互连接的第二电线(32)与第三电线(39),穿过电机轴(41)中心孔与连接第一电线(10)的控制器(9)相连。
所述后端盖(22)右端通过连接螺栓36固定具有金属骨架法兰盘的橡胶筒(37),橡胶筒(37)内设置有信号发射机(38)。
所述控制器(9)可根据压力传感器(23)检测的特定压力变化,驱动电机(11)正转或反转,对应实现挡片(17)在卡盘体(18)上径向伸展或径向收缩。


2.如权利要求1所述的管道变形定位装置,其特征在于:所述卡盘前盖(15)横截面形状类似于“[”,其右端敞开,且敞开一侧的圆周壳体上均匀设置有多个小缺口,该缺口恰好允许挡片(17)凸台(45)径向活动,且卡盘前盖(15)左端面与本体筒(6)外法兰盘(13)之间设置有第一密封圈(29),其次卡盘前盖(15)中心孔左侧部分设置有第一旋转密封(27),卡盘前盖(17)左端面外边缘圆周分布有多个螺纹通孔,用于配合连接本体筒(6)外法兰盘(13)、卡盘前盖(15)及卡盘体(18)的螺栓。


3.如权利要求1所述的管道变形定位装置,其特征在于:所述卡盘体(18)为双面卡盘结构,且两个卡盘左右对称,但相互旋转二分之一个挡片(17)扇形圆弧夹角,其次两个卡盘共享同一个背靠盘(48),背靠盘(48)设有中心孔,用于电机轴(41)穿过,背靠盘(48)左右两侧分别圆周均匀分布有相同多个径向支撑台(50),左右两侧支撑台(50)中心面之间的夹角为二分之一个挡片(17)扇形圆弧夹角,背靠盘(48)单侧相邻的支撑台(50)之间用于配合挡片(17)扇形片(46);支撑台(50)上均设置有扇...

【专利技术属性】
技术研发人员:王思凡黄婧媛郭龙飞李宁马羽龙黄婧妍王浩然窦婷婷石刚
申请(专利权)人:黄婧媛
类型:发明
国别省市:陕西;61

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