Есть еще 8 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ВНУТРИТРУБНЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЕМЕР (ВАРИАНТЫ)(57) 1. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя подключенный к средствам измерений датчик Холла, чувствительный к повороту указанного рычага. Фиг. 1 2. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что источник питания включает в себя источник постоянного тока, датчик угла поворота включает в себя чувстви 297 тельный к повороту указанного рычага элемент, входы которого подключены к источнику постоянного тока,а выходы подключены к средствам измерений. 3. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания,подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что указанный рычаг связан с парой магнитов, датчик угла поворота включает в себя подключенный к средствам измерений датчик, чувствительный к изменению положения указанной пары магнитов при повороте чувствительного рычага. 4. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на металлической части корпуса профилемера, контактирующей с транспортируемой средой, установлен датчик температуры, подключенный к средствам измерений. 5. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен подключенный к средствам измерений датчик температуры, расстояние между датчиком температуры и датчиком угла поворота не превышает 0,6 диаметра трубопровода. 6. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлены два датчика температуры, подключенные к средствам измерений, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось трубопровода составляет 0,2-1 диаметра трубопровода. 7. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен подключенный к средствам измерений датчик температуры, указанный датчик температуры установлен в отверстии, выполненном в металлической части корпуса профилемера, и залит компаундом. 8. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота выполнен в герметичном корпусе и кинематически связан с чувствительным рычагом с помощью шатуна. 9. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя чувствительный к повороту указанного рычага элемент, выходы которого подключены к средствам измерения напряжения, напряжение на выходах указанного элемента прямо пропорционально углу поворота чувствительного рычага, так что отклонение коэффициента пропорциональности от среднего значения не превышает 1 . 10. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник 2 297 питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя магнит, связанный с рычагом, и элемент, чувствительный к магнитному полю указанного магнита, выходы указанного элемента подключены к средствам измерения напряжения,частота среза магнитного поля указанного элемента не менее 500 Гц. 11. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя магнит, связанный с чувствительным рычагом, и элемент, чувствительный к магнитному полю указанного магнита, выходы указанного элемента подключены к средствам измерения напряжения, частота среза магнитного поля указанного элемента не более 100 кГц. 12. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя по крайней мере один магнит, связанный с чувствительным рычагом, и подключенный к средствам измерений датчик магнитного поля указанного магнита, магнит выполнен из сплава неодим-железо-бор. 13. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя пару магнитов, связанных с чувствительным рычагом, и подключенный к средствам измерений датчик магнитного поля в зазоре между указанными магнитами, магнитная индукция в указанном зазоре составляет не менее 0,7 Тл. 14. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку, отличающийся тем, что протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не менее 0,05 диаметра трубопровода. 15. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания,подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку,отличающийся тем, что протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не более 0,3 диаметра трубопровода. 16. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем 3 297 указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, расстояние между ближайшими плоскостями первой и второй манжет в сечениях трубопровода, проходящими через точки контакта первой и второй манжет соответственно с внутренней поверхностью трубопровода, составляет 0,4-1 диаметра трубопровода. 17. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжете и/или в корпусе профилемера составляет 0,001-0,01 проходного сечения трубопровода. 18. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, диаметр указанной первой манжеты в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода составляет 1,02-1,05 диаметра трубопровода. 19. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе профилемера установлено множество датчиков угла поворота указанных чувствительных рычагов, средства измерений,обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен второй пояс чувствительных рычагов, так что пояса разнесены по главной оси трубопровода, в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода промежутки между рычагами не превышают ширину рычагов в плоскости сечения трубопровода, пояса ориентированы между собой со смещением вокруг главной оси трубопровода, так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода. 20. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе профилемера установлено множество датчиков угла поворота указанных чувствительных рычагов, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен второй пояс чувствительных рычагов, число чувствительных рычагов в каждом из указанных поясов не менее 16. Полезная модель относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, а именно для контроля профиля полости уложенных магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства с установленными на корпусе средствами измерения дефектов полости трубопровода, средствами обработки и хранения данных измерений, продвигающегося внутри трубопровода за счет транспортируемого потрубопроводу потока жидкости (газа). Известно устройство для выявления деформированных участков труб и трубопроводов (одноканальный профилемер), описанное в 1. Устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, установленные на корпусе средства измерений, обработки и хранения данных измерений, множество чувствительных рычагов, установленных на корпусе вокруг главной оси корпуса, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две эластичные манжеты по разные стороны от пояса рычагов. Рычаги кинематически связаны с двумя дисками, которые в свою очередь кинематически связаны с датчиками взаимного перемещения дисков. Отклонение любого из чувствительных рычагов приводит к изменению расстояния между дисками, которое измеряется с помощью реостатных датчиков. Измеряя расстояние между дисками, определяют наличие деформации в сечении трубопровода. Однако по данным о расстоянии между дисками не может быть определена ориентация дефекта в сечении трубопровода и не может быть идентифицировано различие между деформацией трубы и наличием, например, вваренного в трубу предмета. Кроме того, в результате многократных поворотов контакты реостатных датчиков меняют свойства, особенно при использовании в агрессивной среде, в результате чего показания датчиков становятся нестабильными. Известно устройство для точного измерения формы цилиндрической поверхности, описанное в 2, а также устройство для измерения внутренних размеров труб, описанное в 3. Оба устройства относятся к многоканальным профилемерам и включают в себя корпус с установленными на нем манжетами диаметром, меньше диаметра контролируемого трубопровода, для пропуска внутри контролируемого трубопровода, установленные на корпусе средства измерений, множество чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по его периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. Каждый из рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком перемещения. Сигналы с датчиков перемещения, соответствующие изменению положения чувствительных рычагов, обрабатываются средствами обработки, установленными в корпусе профилемера, и передаются на средства хранения данных, находящиеся вне корпуса профилемера. Необходимость связи профилемера со средствами хранения измеренных данных ограничивает длину трубопровода, которая может быть проконтролирована, и делает невозможным внутритрубный контроль магистральных трубопроводов. Зазоры между рычагами превышают ширину рычагов в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, в результате чего многие локальные дефекты, размер которых в плоскости сечения трубы меньше величины зазора между рычагами, не регистрируются. Известен внутритрубный обнаружитель утечек для контроля трубопроводов на целостность, описанный в 4. Устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода. На корпусе установлены средства измерений и хранения данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно соединенных секций, на каждой из секций корпуса установлены по две манжеты. На второй секции в направлении от носовой части корпуса вокруг главной оси указанной секции корпуса установлено множество рычагов, чувствительных к неровностям поверхности трубы, таким, как сварные швы, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода, так что перед поясом рычагов в направлении от носовой части корпуса установлены три манжеты. Носовая часть первой секции корпуса профилемера с установленной на ней первой от носовой части корпуса манжетой образует глухую стенку. Область транспортируемой среды между первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете, с областью после четвертой манжеты через отверстия в корпусе профилемера и с областью между третьей и четвертой манжетами через клапан. В теле рычагов установлены магниты. На корпусе вокруг его главной оси установлено множество датчиков, чувствительных к магнитному полю вблизи рычагов, так что каждый датчик чувствителен к изменению положения соответствующего ему рычага (шесть каналов регистрации). Пространство между магнитом ры 5 297 чага и датчиком магнитного поля может заполняться средой, транспортируемой по трубопроводу в процессе контроля. Описанная система характеризуется сильной нелинейностью магнитного поля в области датчика магнитного поля в зависимости от расстояния между магнитом и датчиком магнитного поля. Показания датчика магнитного поля зависят от транспортируемой внутри трубопровода среды, в частности при перекачке загрязненной жидкости или при перемешивании в транспортируемой нефти сдираемых манжетами со стенок трубы парафинов, которые, как правило, содержат мусор. Попадание в указанное пространство железосодержащего мусора вместе с транспортируемой средой делает невозможным выполнение корректных измерений. Известно устройство для контроля внутренней геометрии (многоканальный профилемер), описанное в 5. В одном из описанных предпочтительных исполнений устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений, пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов. В другом предпочтительном исполнении устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно связанных между собой секций. На первой секции в направлении от носовой части корпуса установлен пояс чувствительных рычагов вокруг главной оси первой секции, прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. На первой секции установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов. На второй секции установлены три пояса чувствительных рычагов вокруг главной оси второй секции,прижимаемых пружинами к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности. На второй секции установлены две манжеты, так что перед первым и вторым поясом рычагов в направлении от носовой части второй секции установлена одна манжета, а перед третьим поясом рычагов установлены две манжеты. В обоих предпочтительных исполнениях чувствительный рычаг включает в себя чувствительную к магнитному полю катушку и является элементом датчика угла поворота индукционного типа, включающего в себя источник переменного магнитного поля. Пространство вокруг чувствительной катушки может заполняться транспортируемой по трубопроводу средой. Источник переменного магнитного поля имеет большую потребляемую мощность в сравнении с мощностью, потребляемой электронными средствами измерения и хранения данных. В условиях ограниченной емкости источника питания и большого числа измерительных каналов (соответственно большого числа датчиков угла поворота) это ограничивает максимальную длину магистрального трубопровода, которая может быть обследована за один диагностический пропуск. Показания датчика зависят от транспортируемой внутри трубопровода среды, в частности при перекачке загрязненной жидкости или при перемешивании в транспортируемой нефти сдираемых манжетами со стенок трубы парафинов, которые, как правило, содержат мусор. Попадание в область чувствительной к магнитному полю катушки в рычаге железосодержащего мусора вместе с транспортируемой средой приводит к искажению электромагнитного поля и, соответственно, искажению результатов измерений изменения поля,вызванного поворотом чувствительного рычага. Известно устройство для контроля трубопроводов (многоканальный профилемер), описанное в 6. В одном из предпочтительных исполнений устройство включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода, средства измерений и хранения данных измерений, пояс чувствительных рычагов, установленных на корпусе вокруг главной оси корпуса, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, на корпусе установлены две манжеты по разные стороны от пояса чувствительных рычагов. Наиболее близким к заявленной полезной модели является другое предпочтительное исполнение устройства, описанное в 6, которое включает в себя корпус для пропуска внутри контролируемого трубопровода,средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений. Корпус состоит из двух подвижно связанных между собой секций. На первой секции в направлении от носовой части корпуса установлены две манжеты. На второй секции установлен пояс чувствительных рычагов вокруг главной оси второй секции, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода и скользящих по указанной поверхности, а также множество датчиков угла поворота. На второй секции после пояса рычагов в направлении от носовой части корпуса установлена манжета. Каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем первой от носовой части корпуса манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку. 297 Датчик угла поворота включает в себя однооборотный потенциометр с пластиковым проводящим элементом. В результате многократных поворотов потенциометра контакты меняют свойства, особенно в результате использования в агрессивной жидкости или газожидкостной смеси, в результате чего показания датчика становятся нестабильными. Зазоры между рычагами превышают ширину рычагов в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода, в результате чего многие локальные дефекты, размер которых в плоскости сечения трубопровода меньше величины зазора между рычагами, не регистрируются. Прохождение профилемером дефектов на внутренней поверхности трубопровода, таких, как, например,посторонние предметы (вваренной трубы, отогнутого подкладного кольца), вызывает изгиб манжеты с зазорами между манжетой, дефектным местом и внутренней поверхностью трубопровода. В результате этого возникает изменение распределения давления и температуры транспортируемой среды между манжетами,что особенно характерно для газопроводов. Изменение температуры датчиков в момент прохождения дефектов приводит к ошибкам измерения размеров дефектов, вызывающих такие изменения. Заявлен внутритрубный профилемер (варианты исполнения) 1. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя подключенный к средствам измерений датчик Холла, чувствительный к повороту указанного рычага. 2. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что источник питания включает в себя источник постоянного тока, датчик угла поворота включает в себя чувствительный к повороту указанного рычага элемент, входы которого подключены к источнику постоянного тока, а выходы подключены к средствам измерений. 3. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что указанный рычаг связан с парой магнитов, датчик угла поворота включает в себя подключенный к средствам измерений датчик, чувствительный к изменению положения указанной пары магнитов при повороте чувствительного рычага. 4. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на металлической части корпуса профилемера, контактирующей с транспортируемой средой, установлен датчик температуры, подключенный к средствам измерений. 5. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен подключенный к средствам измерений датчик температуры, расстояние между датчиком температуры и датчиком угла поворота не превышает 0,6 диаметра трубопровода. 6. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлены два датчика температуры, подключенные к средствам измерений, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось трубопровода составляет 0,2-1 диаметра трубопровода. 2977. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен подключенный к средствам измерений датчик температуры, указанный датчик температуры установлен в отверстии, выполненном в металлической части корпуса профилемера, и залит компаундом. 8. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота выполнен в герметичном корпусе и кинематически связан с чувствительным рычагом с помощью шатуна. 9. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя чувствительный к повороту указанного рычага элемент, выходы которого подключены к средствам измерения напряжения, напряжение на выходах указанного элемента прямо пропорционально углу поворота чувствительного рычага, так что отклонение коэффициента пропорциональности от среднего значения не превышает 1 . 10. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя магнит, связанный с рычагом, и элемент, чувствительный к магнитному полю указанного магнита, выходы указанного элемента подключены к средствам измерения напряжения,частота среза магнитного поля указанного элемента не менее 500 Гц. 11. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя магнит, связанный с чувствительным рычагом, и элемент, чувствительный к магнитному полю указанного магнита, выходы указанного элемента подключены к средствам измерения напряжения, частота среза магнитного поля указанного элемента не более 100 Гц. 12. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя по крайней мере один магнит, связанный с чувствительным рычагом, и подключенный к средствам измерений датчик магнитного поля указанного магнита, магнит выполнен из сплава неодим-железо-бор. 13. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что датчик угла поворота включает в себя пару магнитов, связанных с чувствительным рычагом, и подключенный к средствам измерений датчик магнитного поля в зазоре между указанными магнитами, магнитная индукция в указанном зазоре составляет не менее 0,7 Тл. 14. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед 8 297 ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку, отличающийся тем, что протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не менее 0,05 диаметра трубопровода. 15. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку, отличающийся тем, что протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не более 0,3 диаметра трубопровода. 16. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, расстояние между ближайшими плоскостями первой и второй манжет в сечениях трубопровода, проходящими через точки контакта первой и второй манжет соответственно с внутренней поверхностью трубопровода, составляет 0,4-1 диаметра трубопровода. 17. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжете и/или в корпусе профилемера составляет 0,001-0,01 проходного сечения трубопровода. 18. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, чувствительный рычаг, установленный на корпусе профилемера, прижимаемый к внутренней поверхности трубопровода, на корпусе профилемера установлен датчик угла поворота указанного рычага, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, на корпусе профилемера перед ближним к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода, носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, отличающийся тем, что область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера, диаметр указанной первой манжеты в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода составляет 1,02-1,05 диаметра трубопровода. 29719. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе профилемера установлено множество датчиков угла поворота указанных чувствительных рычагов, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений,обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен второй пояс чувствительных рычагов, так что пояса разнесены по главной оси трубопровода, в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода промежутки между рычагами не превышают ширину рычагов в плоскости сечения трубопровода, пояса ориентированы между собой со смещением вокруг главной оси трубопровода, так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода. 20. Внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе профилемера установлено множество датчиков угла поворота указанных чувствительных рычагов, средства измерений,обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерений, обработки и хранения данных, отличающийся тем, что на корпусе профилемера установлен второй пояс чувствительных рычагов, число чувствительных рычагов в каждом из указанных поясов не менее 16. Общий для всех вариантов технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, - повышение надежности и стабильности измерений профиля трубопровода, особенно при контроле полости магистральных газопроводов при наличии в полости посторонних предметов и подобных дефектов профиля полости контролируемого трубопровода. В одном из предпочтительных исполнений заявлен внутритрубный профилемер для контроля профиля полости трубопровода, включающий корпус для пропуска внутри трубопровода, по крайней мере один пояс чувствительных рычагов, осесимметрично установленных на корпусе по периметру в сечении трубопровода,прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, с регулярными промежутками между чувствительными рычагами, на корпусе профилемера установлено множество датчиков угла поворота, средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений, источник питания, подключенный к средствам измерения, обработки и хранения данных, каждый из чувствительных рычагов кинематически связан с соответствующим ему датчиком угла поворота. Указанный датчик угла поворота выполнен в герметичном корпусе и включает в себя пару постоянных магнитов и элемент Холла, расположенный в зазоре между магнитами, указанная пара магнитов кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вокруг оси, проходящей через элемент Холла, источник питания подключен к входам элемента Холла, средства измерений включают в себя средства измерения напряжения на элементе Холла, подключенные к выходам элемента Холла. Датчик угла поворота на основе элемента Холла, чувствительного к повороту пары магнитов вокруг оси,проходящей через элемент Холла, позволяет избежать проблем, связанных с нестабильностью контактов в потенциометрах. Исполнение датчика в герметичном корпусе позволяет избежать попадания железосодержащего мусора в транспортируемой среде в рабочую область датчика между магнитами и элементом Холла. Используемые в датчике постоянные магниты не требуют энергопотребления от источника питания, емкость которого ограничена, а расположение элемента Холла в зазоре между магнитами позволяет получать напряжение на выходах элемента Холла, пропорциональное углу между линиями однородного магнитного поля в зазоре магнитов и плоскостью элемента Холла. Однако элемент Холла характеризуется высокой температурной чувствительностью. При контроле трубопроводов протяженностью более 300 км изменения температуры транспортируемой среды могут составлять более 20 С, это особенно характерно для контроля газопроводов, где изменения температуры могут составлять несколько десятков градусов. Кроме того, при изменении характера перетекания среды между различными областями, образуемыми манжетами, могут иметь место быстрые изменения температуры и градиентов температуры между различными частями корпуса профилемера. На корпусе профилемера установлен датчик температуры, подключенный к средствам измерений, датчик температуры и датчики угла поворота указанного пояса рычагов установлены на общей металлической части корпуса профилемера. Установка датчика температуры на металлической части корпуса профилемера, общей с датчиками угла поворота, выполненными в герметичных корпусах, позволяет измерять температуру, близкую к температуре элемента Холла в датчике угла поворота, амортизируя резкие изменения температуры элемента Холла и градиенты температуры элементов Холла между различными датчиками угла поворота. Измерение температуры одновременно с измерениями с помощью датчиков угла поворота позволяет, используя температурную 297 зависимость показаний датчика угла поворота, вносить коррективы в измеренные и сохраненные данные после выполнения диагностического пропуска профилемера. На корпусе профилемера перед ближним (первым) к носовой части корпуса профилемера поясом чувствительных рычагов (в направлении от носовой части корпуса профилемера) установлены две эластичные манжеты, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает диаметр трубопровода. Под диаметром трубопровода понимается номинальный внутренний диаметр контролируемого трубопровода. Указанные манжеты осуществляют центровку корпуса профилемера в контролируемом трубопроводе и обеспечивают перепад давления перед манжетами и после манжет в направлении от носовой части корпуса профилемера, который приводит в движение корпус профилемера. Однако при наличии в стенке трубопровода локального дефекта (вваренной трубы, отогнутого подкладного кольца), выступающего вглубь трубопровода, при прохождении профилемера такой дефект вызывает загиб манжеты в сторону хвостовой части корпуса профилемера и образование зазора между краем манжеты и внутренней поверхностью контролируемого трубопровода. Возникновение такого зазора приводит к изменению распределения давления и температуры перед манжетой и после манжеты, связанные с изменениями в потоках транспортируемой среды и в скорости и характере движения корпуса профилемера. Такие изменения, в свою очередь могут приводить к изменениям градиентов температуры в областях транспортируемой среды, прилегающих к корпусу профилемера, и элементов профилемера на время прохождения указанного дефекта. Между тем именно в этот момент времени должны выполняться корректные измерения размеров дефекта. В заявленной полезной модели носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем указанной первой от носовой части манжетой (из двух указанных ранее) образует глухую стенку, область транспортируемой среды между указанными первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после указанной второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера. Датчик температуры и датчики угла поворота установлены на общей металлической части корпуса профилемера, контактирующей с транспортируемой средой, в области после второй манжеты в направлении от носовой части корпуса профилемера. Датчик температуры установлен после сечения наибольшего диаметра второй манжеты. Указанные признаки обеспечивают буферизацию изменения температуры в области расположения датчиков угла поворота и датчика температуры. Так, максимальный перепад давления имеет место на первой от носовой части манжете. А разница давления между первой и второй манжетами и давления после второй манжеты благодаря сообщению между областями незначительна. При загибе первой манжеты процесс перераспределения температуры затрагивает главным образом область между первой и второй манжетами, и давление и температура этой области становятся близкими к давлению и температуре перед первой манжетой. При последующем загибе второй манжеты давление и температура области между первой и второй манжетами становятся близкими к давлению и температуре после второй манжеты в связи с ограниченностью области между первой и второй манжетами. Остаточное отклонение параметров среды в области между первой и второй манжетами от установившихся значений уменьшается с течением времени благодаря сообщению между указанной областью и областью транспортируемой среды после второй манжеты. Из-за локальных дефектов на внутренней поверхности трубопровода, в частности сварных швов, манжеты прилегают к внутренней поверхности трубопровода с некоторыми зазорами, величина которых меняется в зависимости от характера дефекта гладкости поверхности. Наличие регулярных дефектов, таких, как сварные швы, приводит к изменению падения давления на первой манжете по сравнению с падением давления для гладкой поверхности трубы. В целях исключения влияния таких дефектов в заявленной полезной модели поверхность указанной первой манжеты в месте контакта с внутренней поверхностью трубопровода образует сплошную контактную площадку, протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси корпуса профилемера составляет не менее 0,05 номинального диаметра трубопровода. В развитие заявленной полезной модели целесообразно, чтобы расстояние между ближайшими плоскостями первой и второй манжет в сечениях трубопровода, проходящими через точки контакта указанных первой и второй манжет с внутренней поверхностью трубопровода, составляло 0,4-1 номинального диаметра трубопровода. Поскольку меньшее расстояние между манжетами приводит к тому, что для значительной части дефектов обе манжеты оказываются загнутыми, и возможно резкое изменение температуры в области датчиков угла поворота, а большее значение снижает эффективность буферизации и ограничивает проходимость профилемера внутри трубопровода, особенно на изгибах трубопровода. В развитие заявленной полезной модели на корпусе профилемера установлен второй пояс чувствительных рычагов, так что пояса разнесены по главной оси трубопровода, в месте контакта рычагов с внутренней поверхностью трубопровода промежутки между рычагами не превышают ширину рычагов в плоскости се 11 297 чения трубопровода, пояса ориентированы между собой со смещением вокруг главной оси трубопровода,так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода. Такая конструкция исключает возможность необнаружения элементов небольшого размера в сечении трубопровода, углубляющихся внутрь трубопровода и представляющих опасность для ультразвуковых или магнитных внутритрубных профилемеров, которые могут использоваться для контроля состояния материала стенки трубопроводов после выполнения контроля профиля трубопровода с помощью заявленного профилемера. Целесообразно, чтобы суммарное проходное сечение указанных отверстий во второй манжете и/или в корпусе профилемера составляло 0,001-0,01 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Меньшее значение увеличивает установившийся перепад давления перед второй манжетой и после второй манжеты и уменьшает перепад давления перед первой манжетой и после первой манжеты, что снижает эффективность буферизации. Большее значение приводит к тому, что изменение давления и температуры в области между первой и второй манжетами при загибе первой манжеты приводит к соответствующему изменению в области после второй манжеты в тот же момент времени. В дальнейшее развитие полезной модели диаметр первой манжеты в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода составляет 1,02-1,05 номинального диаметра контролируемого трубопровода, протяженность указанной контактной площадки первой манжеты в направлении главной оси трубопровода составляет не более 0,3 номинального диаметра трубопровода. При диаметре манжет, меньшем указанного, уменьшается плотность прилегания манжеты к внутренней поверхности трубопровода, что снижает перепад давления на первой манжете. Большее значение диаметра манжеты приводит к неравномерной деформации манжеты и, соответственно, к неравномерному прилеганию манжеты к внутренней поверхности трубопровода и снижению перепада давления на первой манжете. Большее значение протяженности контактной площадки приводит к увеличению зазора между манжетой и стенкой трубопровода в результате неравномерной деформации манжеты при ее загибе и, соответственно,к увеличению потоков транспортируемой среды, дополнительных к установившимся между областями до первой манжеты и после первой манжеты. Целесообразно исполнение заявленной полезной модели, при котором на корпусе профилемера установлены два датчика температуры после сечения наибольшего диаметра второй манжеты в направлении от носовой части корпуса профилемера, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось трубопровода составляет 0,2-1 номинального диаметра трубопровода, расстояние между одним из датчиков температуры и любым из датчиков угла поворота указанного ранее ближнего к носовой части пояса чувствительных рычагов не превышает 0,6 номинального диаметра трубопровода. В указанной схеме расположения датчиков температуры один из датчиков измеряет температуру датчиков угла поворота, при установке датчика, как указано выше, установившийся градиент между температурой датчика температуры и температурой датчиков угла поворота не превышает нескольких градусов и при характерном температурном коэффициенте магнитной чувствительности элемента Холла (не более 0,1 ) достаточен для измерения углов поворота рычагов с точностью на уровне 1 . Второй датчик температуры позволяет измерять градиент температуры при резком изменении температуры, который может быть принят во внимание с учетом расположения второго датчика температуры при корректировке измеренных значений углов поворота чувствительных рычагов с учетом температурной зависимости датчиков угла поворота. В дальнейшее развитие заявленной полезной модели после пояса чувствительных рычагов в направлении от носовой части корпуса профилемера установлена третья эластичная манжета, диаметр указанной манжеты в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает номинальный диаметр контролируемого трубопровода, область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами в направлении от носовой части корпуса сообщается с областью транспортируемой среды после указанной третьей манжеты через сквозные отверстия в третьей манжете и/или через отверстия в корпусе профилемера,суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжете и/или в корпусе профилемера составляет не менее 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. В дальнейшее развитие заявленной полезной модели с двумя поясами чувствительных рычагов два пояса разделены третьей эластичной манжетой, после второго от носовой части корпуса профилемера пояса чувствительных рычагов установлена четвертая эластичная манжета, диаметр указанных манжет в сечении наибольшего диаметра в положении профилемера вне трубопровода превышает номинальный диаметр контролируемого трубопровода, область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами в направлении от носовой части корпуса профилемера сообщается с областью транспортируемой среды после указанной третьей и после указанной четвертой манжеты через сквозные отверстия в третьей и/или в четвертой манжете и/или через сквозные отверстия в корпусе профилемера, суммарное проходное сечение указанных отверстий в манжетах и/или в корпусе профилемера составляет не менее 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Датчики угла поворота второго пояса рычагов и датчик температуры установлены на общей металлической части корпуса профилемера, контактирующей с 12 297 транспортируемой средой, в области после второй манжеты в направлении от носовой части корпуса профилемера. Датчик температуры установлен после сечения наибольшего диаметра второй манжеты. Датчик температуры установлен в отверстии в указанной ранее общей металлической части корпуса профилемера и залит компаундом. В дальнейшее развитие полезной модели металлическая часть чувствительного рычага кинематически связана с установленными на корпусе профилемера датчиками угла поворота с помощью шатуна, соединяющего рычаг датчика угла поворота со звеном чувствительного рычага, противолежащим звену, образуемому свободным концом чувствительного рычага, напряжение на выходах элемента Холла прямо пропорционально углу поворота указанного чувствительного рычага, так что отклонение коэффициента пропорциональности от среднего значения не превышает 1 . Использование кинематической передачи позволяет конструктивно разносить рычаг и датчик угла поворота, что неизбежно для профилемеров, предназначенных для контроля трубопроводов малого диаметра, например 12. Предпочтительно исполнение заявленной полезной модели, в котором источник питания включает в себя источник постоянного тока, подключенный к входам элемента Холла. Частота среза магнитного поля используемого элемента Холла не менее 500 Гц и не более 100 кГц. Указанные ранее магниты выполнены из сплава неодим-железо-бор, указанная ранее пара магнитов образована двумя постоянными магнитами с зазором между взаимно параллельными плоскостями магнитов. Магнитная индукция в зазоре не менее 0,7 Тл. Датчик угла поворота выполнен в металлическом корпусе, металлический корпус датчика включает в себя магнитную и немагнитную части, магнитная часть корпуса датчика выполнена из магнитномягкой стали, немагнитная часть корпуса датчика выполнена из латуни, бронзы или нержавеющей стали. Магнитная часть корпуса датчика кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вместе с указанными магнитами относительно немагнитной части корпуса датчика. Указанное исполнение датчика угла поворота обеспечивает линейную зависимость напряжения на выходах элемента Холла от угла поворота чувствительного рычага. На фиг. 1 изображен внутритрубный профилемер в общем виде на фиг. 2 изображена часть внутритрубного профилемера в разрезе с установленными чувствительными рычагами, датчиками Холла и датчиком температуры на фиг. 3 изображена часть внутритрубного профилемера в разрезе с установленными чувствительными рычагами, датчиками Холла и датчиком температуры, вид со стороны носовой части профилемера на фиг. 4 изображена схема, иллюстрирующая результаты обработки данных, полученных в результате диагностического пропуска заявленного внутритрубного профилемера. В процессе исследований, направленных на поиск решений, позволяющих повысить надежность работы внутритрубных профилемеров на сверхбольших дистанциях магистральных трубопроводов более 300 км, изготовлена серия внутритрубных профилемеров для обследования полости трубопроводов номинальным диаметром от 10 до 56. В результате исследований была найдена схема расположения и параметры датчиков угла поворота на основе элементов Холла, датчиков температуры и буферных манжет, установленных перед поясом чувствительных рычагов, при которых решается поставленная задача. Разработанные профилемеры выдерживают давление среды до 80 атм, имеют проходимость около 75 диаметра трубопровода, работают при температурах от -15 С до 50 С, минимальный проходимый радиус поворота около 1,5 диаметра трубопровода. В профилемерах реализованы виды взрывозащиты Взрывонепроницаемая оболочка, Искробезопасная электрическая цепь, Специальный вид взрывозащиты. Погрешность измерения поперечного сечения трубопровода не более 1 номинального диаметра трубопровода, погрешность определения местоположения дефекта на трубопроводе не более 25 см, средний ток потребления аппаратуры профилемеров не более 500 мА. Так, профилемер для обследования трубопровода диаметром 48 включает в себя корпус 1 фиг. 1 для пропуска внутри трубопровода, позицией 2 на фиг. 1 показана носовая часть 2 корпуса профилемера (бампер), на корпусе установлены первый 3 и второй 4 пояс чувствительных рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода. Каждый пояс включает в себя не менее 16 чувствительных рычагов. В процессе движения профилемера внутри трубопровода рычаги скользят по внутренней поверхности трубопровода. На корпусе установлены одометр 5 для измерения длины пройденного внутри трубопровода пути и электромагнитный маркерный приемопередатчик 6 для уточнения положения профилемера внутри трубопровода. На корпусе 1 профилемера установлены полиуретановые манжеты (в направлении от носовой части 2 профилемера) первая 7, вторая 8, третья 9, четвертая 10. Поверхность 11 манжет контактирует с внутренней поверхностью трубопровода и образует сплошную контактную площадку протяженностью 0,08 номинального диаметра трубопровода вдоль оси трубопровода. В положении профилемера вне трубопровода диаметр 12 манжет в сечении 13 наибольшего диаметра составляет 1,022 номинального диаметра трубопровода. Манжеты обеспечивают центровку корпуса профилемера в трубопроводе и продвижение профилемера, создавая перепад давления транспортируемой среды перед корпусом и после корпуса профилемера. На участке трубопровода номинального диаметра ось симметрии корпуса (главная ось корпуса профилемера) совпадает с главной осью контролируемого трубопровода. Корпус включает в себя герметичные оболочки, в которых 13 297 установлен источник питания, а также средства измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений на основе бортового компьютера, управляющего работой профилемера в процессе его продвижения внутри трубопровода. В качестве источника питания устанавливаются аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов емкостью до 300 Ач. Носовая часть корпуса профилемера с установленной на нем первой от носовой части манжетой образует глухую стенку, область транспортируемой среды между первой и второй манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после второй манжеты через сквозные отверстия во второй манжете. Во второй манжете выполнены 8 сквозных отверстий диаметром 20 мм каждое. Суммарное проходное сечение отверстий во второй манжете составляет 0,002 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Область транспортируемой среды между второй и третьей манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после третьей манжеты через сквозные отверстия в третьей манжете. В третьей манжете выполнены 4 сквозных отверстия диаметром 35 мм каждое, суммарное проходное сечение указанных отверстий в третьей манжете составляет 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Область транспортируемой среды между третьей и четвертой манжетами сообщается с областью транспортируемой среды после четвертой манжеты через сквозные отверстия в четвертой манжете. В четвертой манжете выполнены 8 сквозных отверстий диаметром 25 мм каждое, суммарное проходное сечение указанных отверстий в четвертой манжете составляет 0,003 проходного сечения контролируемого трубопровода номинального диаметра. Ближайшие одна от другой плоскости, проходящие через точки контакта первой и второй манжет с внутренней поверхностью трубопровода в сечении трубопровода, обозначены 13 и 14. Расстояние между указанными плоскостями составляет 0,43 номинального диаметра трубопровода. На фиг. 2 позицией 21 показано направление движения профилемера внутри трубопровода. Каждый из чувствительных рычагов 22 кинематически связан с соответствующим датчиком угла поворота 28. Чувствительный рычаг 22 укреплен на корпусе профилемера на оси вращения 23 и прижимается к внутренней поверхности трубопровода пружиной 24. Звено чувствительного рычага 25, противолежащее свободному концу чувствительного рычага, кинематически связано через шатун 26 с рычагом 27 датчика угла поворота 28, установленного на корпусе профилемера. Датчик угла поворота 28 подключен с помощью электрических кабелей 29 к источнику постоянного тока и к средствам измерения напряжения на элементе Холла, установленным в электронном модуле 210, выполненном в герметичной оболочке. Датчик угла поворота 28 преобразует угол поворота рычага 22 в напряжение. Датчик температуры 211 установлен в том же фланце 212 корпуса профилемера, на котором установлены датчики угла поворота 28. Фланец 212 контактирует с транспортируемой средой в области между второй и третьей манжетами. Фланец второго пояса чувствительных рычагов контактирует с транспортируемой средой в области между третьей и четвертой манжетами. Используется датчик температуры 22100 с диапазоном измеряемой температуры до 200 С, погрешностью измерения температуры не более 2 на всей шкале, линейностью не хуже 1 на всей шкале, температурным коэффициентом 22,5 мВ/ С (10-100 мВ/ С). Входы датчика температуры подключены к источнику постоянного тока, выходы датчика температуры подключены к измерителю напряжения на датчике температуры, подключенному в свою очередь к бортовому компьютеру. На корпусе профилемера установлены два датчика температуры, расстояние между указанными датчиками в проекции на главную ось корпуса профилемера составляет 0,5 номинального диаметра трубопровода. Один из датчиков температуры установлен на корпусе профилемера 1 вблизи пояса рычагов 3 между манжетами 8 и 9, другой датчик температуры установлен на корпусе 1 вблизи пояса рычагов 4 между манжетами 9 и 10. Каждый из датчиков температуры и датчики угла поворота соответствующего ему пояса чувствительных рычагов установлены на общем стальном фланце корпуса профилемера, контактирующем с транспортируемой средой. Датчики температуры установлены в отверстиях в указанных фланцах и залиты компаундом. Датчик угла поворота выполнен в герметичном металлическом корпусе и включает в себя пару постоянных магнитов и элемент Холла, расположенный в зазоре между магнитами. Пара магнитов кинематически связана с чувствительным рычагом и способна вращаться вокруг оси, проходящей через элемент Холла, источник постоянного тока подключен к входам элемента Холла, измеритель напряжения на элементе Холла подключен к выходам элемента Холла. Частота среза магнитного поля используемого датчика Холла около 10 кГц. Магниты выполнены из сплава неодим-железо-бор, между взаимно параллельными плоскостями магнитов формируется однородное магнитное поле, магнитная индукция в зазоре составляет 0,9-1 Тл. Металлический корпус датчика включает в себя немагнитную и магнитную части, способные вращаться одна относительно другой, магнитная часть корпуса датчика выполнена из стали 10, немагнитная часть корпуса датчика выполнена из нержавеющей стали. Используется датчик Холла с рабочим температурным диапазоном 1,5-500 К. Промежутки 31 фиг. 3 между рычагами составляют 0,9 ширины 32 фиг. 3 рычагов 22 в месте контакта рычага с внутренней поверхностью трубопровода. Пояса ориентированы между собой со смещением по углу вокруг главной оси трубо 14 297 провода на половину угла между соседними рычагами, так что рычаги двух поясов полностью перекрывают внутреннюю поверхность трубопровода, при этом каждый рычаг второго от носовой части пояса перекрывает соседние рычаги первого пояса на 0,05 ширины рычага второго пояса в сечении трубопровода. Средства измерения длины пройденного внутри трубопровода пути выполнены в виде двух одометров,установленных на корпусе, подключенных к счетчикам числа одометрических импульсов, число которых пропорционально измеренной одометрами длине пройденного пути. На корпусе профилемера установлен датчик угла поворота корпуса профилемера вокруг главной оси трубопровода, подключенный к средствам измерения профилемера. Устройство работает следующим образом. Профилемер помещают в трубопровод и включают перекачку продукта (нефти, газа, нефтепродукта) по трубопроводу. При движении профилемера по трубопроводу рычаги прижимаются к внутренней поверхности трубопровода, при наличии дефекта полости трубопровода соответствующий рычаг отклоняется от своего нормального положения. С помощью датчика угла поворота измеряется угол между рычагом и главной осью трубопровода. Данные измерений обрабатываются и записываются в накопитель бортового компьютера, выполненный на элементах твердотельной памяти. По завершении контроля заданного участка трубопровода профилемер извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер вне профилемера. В измеренные данные вносят коррективы с учетом температурных зависимостей датчиков угла поворота на основе элементов Холла. Последующий анализ записанных данных позволяет сделать вывод о наличии дефектов, идентифицировать их и определить их параметры. На фиг. 4 изображены результаты обработки данных, полученных в результате диагностического пропуска внутритрубного профилемера с типоразмером 48, для некоторого участка магистрального трубопровода. По оси абсциссотложена длина трубопровода в метрах, по оси ординат- угол в градусах вокруг главной оси трубопровода, в пределах одного измерительного канала по оси ординат отложено уменьшение расстоянияот главной оси корпуса до внутренней поверхности трубопровода в плоскости пояса рычагов в масштабе 10 см на одно деление оси ординат. На отображенном участке идентифицируются поперечные сварные швы вблизи отметок 8 м, 10 м и 13 м, шиберная задвижка вблизи отметки 9 м, а также вмятина вблизи отметки 14 м. Швы характеризуются характерным локальным сужением по всему периметру в сечении трубопровода, шиберная задвижка - характерным расширением в сечении трубопровода по всему периметру, а вмятина - локальным сужением в сечении трубопровода. На основании результатов контроля с помощью заявленного внутритрубного профилемера делают заключение о состоянии полости трубопровода и возможности последующего контроля материала стенки трубопровода с помощью ультразвуковых или магнитных внутритрубных профилемеров. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 16

МПК / Метки

МПК: G01B 7/12, G01B 7/13, G01B 7/28

Метки: варианты, внутритрубный, многоканальный, профилемер

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/16-u297-vnutritrubnyjj-mnogokanalnyjj-profilemer-varianty.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Внутритрубный многоканальный профилемер (варианты)</a>

Похожие патенты