Устройство и метод для проверки целостности конструкции трубопровода посредством сверхпроводящего магнита

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ А также тем, что оно снабжено электрическими средствами, способными собирать и хранить данные, полученные системой датчиков и указанной системой пространственной локализации и способные питать систему датчиков и указанную систему пространственной локализации. А также тем, что указанный сверхпроводящий электромагнит включает ядро из материала с высокими магнитными свойствами и минимум один соленоид, окружающий ядро, причем указанный соленоид и указанное ядро соприкасаются друг с другом. А также тем, что указанный соленоид представляет собой полый цилиндр из сверхпроводящего материала. А также тем, что указанный соленоид представляет собой однослойную или многослойную катушку из сверхпроводящего материала. А также тем, что при условии поддержания температуры соленоида ниже критической температуры материала, из которого он выполнен,он обладает сверхпроводящими электрическими свойствами. А также тем, что ток, индуцированный в указанном соленоиде, генерирует магнитное поле,исходящее из соленоида аксиально и проникающее в ядро. А также тем, что указанный сверхпроводящий электромагнит помещается внутрь криостата для поддержания сверхнизких температур сверхпроводящего электромагнита на протяжении всей процедуры проверки. А также тем, что указанный криостат включает в себя центральное тело и две крышки, соединенных с центральным телом, формируя полую камеру. А также тем, что указанный криостат включает термоконтактные средства под воздействием вакуума, благодаря которым система внешнего охлаждения контактирует с ядром для его охлаждения. А также тем, внутри указанного криостата создается вакуум, чтобы свести к минимуму теплообмен ядра с криостатом. А также тем, что указанные магнитные транспортеры выполнены из полимерного(54) УСТРОЙСТВО И МЕТОД ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЦЕЛОСТНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТРУБОПРОВОДА ПОСРЕДСТВОМ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАГНИТА(57) Изобретение относится к оборудованию для проверки, а также соответствующему способу для проверки целостности конструкции трубопровода из металлического материала. Техническим результатом устройства является локализация возможных структурных дефектов или аномалий стенок трубопровода при помощи более действенного магнита по сравнению с магнитами,обычно используемыми в поршнях, известных в современной технике. Технический результат достигается устройством для проверки целостности конструкции трубопровода,включающем сверхпроводящий электромагнит, способный генерировать магнитное поле, при этом устройство содержит криостат,способный вместить и поддерживать сверхнизкую температуру для указанного сверхпроводящего электромагнита,минимум два магнитных транспортера, соединенных с криостатом и способных передавать магнитное поле,генерируемое сверхпроводящим электромагнитом, к стенкам трубопровода и облегчающих замыкание магнитной цепи и минимум одну систему датчиков для обнаружения магнитного поля, а также систему пространственной локализации,способную обнаружить расположение устройства для проверки. материала и внутри содержат гибкую сердцевину из ферромагнитного материала). А также тем, что указанная система датчиков типа , или типа . А также тем, что указанная система датчиков типа , способная обнаруживать локальные вариации магнитного поля поблизости от стенки трубопровода, включает магнитные датчики,соединенные с гибкой опорой и расположенные в форме круга главным образом вдоль края гибкой опоры. А также тем, что указанная система датчиков типа , способная производить измерение общего осевого магнитного поля, расположена коаксиально по отношению к криостату и включает магнитные датчики, соединенные с опорой. А также тем, что указанная система пространственной локализации включает часы для фиксации времени, что связано минимум с одним измерением позиционной вариации, полученным благодаря применению или гироскопа, или акселерометра, или датчика давления. А также способом для проверки целостности конструкции трубопровода,включающем следующие действия- предоставление прибора для инспекции трубопровода в соответствии с данным изобретением- введение указанного прибора для инспекции трубопровода в трубопровод для проверки- генерирование прибором для проверки трубопровода магнитного поля,распространяющегося до стенки трубопровода- обнаружение указанным прибором для проверки трубопровода вариаций в магнитном поле,передаваемом до стенок трубопровода- хранение указанных данных, касающихся изменений магнитного поля в приборе для проверки трубопровода- извлечение указанных данных, касающихся изменений магнитного поля, из прибора для проверки трубопроводов- анализ указанных данных, касающихся изменений магнитного поля, с целью получить сведения о возможных структурных дефектах,имеющихся на стенках трубопровода. А также тем, что использование прибора для проверки трубопровода в соответствии с любым из пунктов формулы для проверки внутренней целостности трубопровода, предназначенного для транспортировки углеводородов. Данное изобретение относится к оборудованию для проверки, а также соответствующему способу для проверки целостности конструкции трубопровода из металлического материала. В частности, данное изобретение относится к устройствам для проверки целостности конструкции трубопровода, как подводного, так и сухопутного, с использованием прибора, известного как прибор для проверки трубопровода или поршень. Существуют различные способы исследования состояния трубопровода. Эти методы обычно используют средства, известные в современной технике как поршни или пеноуретановые поршни, последние из которых выполняются из пенополимера. Указанные поршни или пеноуретановые поршни обычно цилиндрической, сферической или пулевидной формы, и вводятся и проходят по трубопроводу на участке определенной длины. Простейшие версии используются для очистки трубопроводов, а более сложные, оснащенные электроникой и измерительными приборами,позволяют производить различные измерения и проводить исследования. Оценка целостности нефтепровода является важнейшим фундаментальным аспектом, прежде всего в нефтяной индустрии. Возможные повреждения и значительные отклонения стенок нефтепровода могут сделать его небезопасным и,как следствие, невозможным для использования. Трубопроводы, по которым транспортируются газ, нефтепродукты или другие продукты нефтяной индустрии могут быть подвержены повреждениям из-за действия различных факторов, например,механическая нагрузка, ударное воздействие или химическое или электролитическое воздействие веществ, находящихся внутри. В частности, утончение стенки трубопровода в определенных точках со временем может привести к прорывам. Системы для проверки целостности металлического трубопровода с использованием магнитно-индукционных методов известны в современной технике. Также известно, что утончение стенок трубопровода приводит к появлению вибрации в потоке магнитного поля, индуктированного в нем. Упомянутые магнитно-индукционные способы в действительности способны обнаружить вибрации в толщине стенки трубопровода, возникающие,например, из-за утончения или другого типа повреждения. В таких магнитно-индукционных методах система, расположенная внутри трубопровода,индуктирует магнитное поле в ферромагнитной стенке трубопровода и одновременно измеряет индуктированное магнитного поля. В частности,использование этих систем, установленных в устройствах для проверки трубопроводов или поршнях известно в современной технике. Например,4072894 описывает устройство для недеструктивных проверок трубопроводов,включающее приспособление,способное сгенерировать магнитное поле, лопатки, которые могут проводить магнитное поле внутри стенки трубопровода, и средства для обнаружения рассеивания магнитного поля из-за возможного утончения или повреждения стенки трубопровода(прототип). Устройство, описанное в патенте, указанном выше, является крайне громоздким и механически жестким, а также требует предварительной очистки трубопровода для нормальной работы и устранения производственного риска для него. Фактически, в случае блокировки продвижения устройства внутри трубопровода из-за его сужения или частичной обструкции, операция по извлечению устройства требует значительных операционных и,следовательно, экономических усилий чем более объемным является устройство, тем сложнее извлечь его из трубопровода в случае застревания. Хотя устройство, описанное выше в патенте 4072894, позволяет обнаружить возможные участки концентрации напряжения в трубопроводе,Заявитель обнаружил, что оно не лишено недостатков и может быть улучшено в различных аспектах, главным образом относящихся к тому факту,что устройство требует наличия аккумулятора, способного обеспечивать подачу электрического тока, необходимого для питания электромагнита, в течение всей продолжительности проверки. Более того, в патенте, приведенном выше,описанное устройство является крайне тяжелым, в том числе из-за установленного в нем аккумулятора,что значительно усложняет его продвижение по трубопроводу только под действием давления,оказываемого потоком содержащейся внутри жидкости. Возможное застревание устройства в трубопроводе может привести к временному его простою. В частности, в случае трубопровода для транспортировки углеводородов,прекращение транспортировки может привести к огромным экономическим потерям и операционным проблемам во всех фазах после перебоя транспортировки. В современной технике известны приспособления или поршни, оснащенные не электромагнитами, а постоянными магнитами. В таком типе оборудования магнитное поле генерируется без использования электрического тока. Заявитель, тем не менее, обнаружил, что постоянные магниты, используемые в таком типе поршня, не способны генерировать достаточно мощное магнитное поле относительно массы и объемности используемого магнита. Масса и объемность перманентного магнита могут фактически осложнить процедуру проверки и затруднить извлечение поршня в случае застревания в трубопроводе. В частности, Заявитель обнаружил, что в случае поломки поршня содержащийся внутри перманентный магнит прилипает к стенкам 3 трубопровода благодаря магнитному эффекту,усложняя его извлечение. Целью данного изобретения является устранить описанные выше недостатки, и в частности предложить устройство для проведения проверки для проверки целостности трубопровода магнитноиндукционным методом, что может быть более эффективным методом по сравнению с уже известными. Техническим результатом данного изобретения является проверка и контроль целостности трубопровода магнитно-индукционным методом,которое максимизирует магнитное поле,сгенерированное магнитом, относительно массы и объемности устройства для проверки. Техническим результатом изобретения также является проверка и контроль целостности трубопровода,которое минимизирует риск прилипания магнита к стенкам трубопровода в случае отделения магнита от устройства для проверки. Техническим результатом изобретения также является проверка целостности трубопровода,использование которого не требует превентивной очистки трубопровода. Указанные технические результаты данного изобретения достигаются разработкой конструкции устройства для проверки целостности конструкции трубопровода посредством задействования сверхпроводящего электромагнита, как указано в формуле. Указанные далее характеристики устройства для проверки целостности конструкции трубопровода посредством задействования сверхпроводящего магнита являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Характеристики и преимущества устройства для проведения проверки целостности конструкции трубопровода при помощи сверхпроводящего электромагнита в соответствии с данным изобретением будут более понятны из следующего иллюстративного и подробного описания со ссылкой на прилагаемый чертеж, в котором Фиг.1 это схематическое изображение сечения предпочтительного варианта исполнения устройства для проверки целостности трубопровода с помощью сверхпроводящего электромагнита. Фиг.1 показывает устройство для проверки трубопровода, обозначенное в целом как 100,используемое для проверки целостности конструкции трубопровода с помощью магнитноиндукционного метода. Указанное устройство 100 для трубопровода 101 включает сверхпроводящий электромагнит 102,расположенный продольно в трубопроводе 101 и способный генерировать магнитное поле 106- криостат 103, способный вместить и поддерживать низкую температуру указанного сверхпроводящего электромагнита 102- минимум два магнитных транспортера 104,104, соединенных с противоположных концов с криостатом 103,способных распространять 4 магнитное поле 106,генерируемое сверхпроводящим электромагнитом 102 до стенок трубопровода 101 и облегчающих замыкание магнитной цепи- минимум одна система датчиков 105 для определения интенсивности магнитного поля 106. В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения конструкции данного изобретения,указанный сверхпроводящий электромагнит 102,имеющий по большей части цилиндрическую форму, включает в себя ядро 107 из материала с высокими магнитными свойствами,предпочтительно состоящего из железокобальтового сплава, и минимум одного соленоида 108, окружающего ядро 107 либо частично, либо по всей длине, указанный соленоид 108 и указанное ядро 107 соприкасаются друг с другом. В контексте данного изобретения термин материал с высокими магнитными свойствами означает ферромагнитный материал с высоким магнитным насыщением,например, железо-кобальтовый сплав. Указанный соленоид 108 может представлять собой полый цилиндр из сверхпроводящего материала, предпочтительно диборид магния или сплав ниобий-олово. Чтобы работать в условиях сверхпроводимости,указанный сверхпроводящий электромагнит 102 должен быть охлажден до сверхнизких температур,то есть, температур ниже 133 К. В частности, соленоид 108, при условии содержания при температуре более низкой, чем критическая температура материала, из которой он сделан,действует как электрический сверхпроводник,которому противодействует нулевое электрическое сопротивление. Например,если соленоид 108 сделан из 2, указанная критическая температура составляет 39 К. В контексте данного изобретения критическая температура материала является температурным пределом, ниже которого указанный материал сталкивается с нулевым электрическим сопротивлением. В таких температурных условиях возможный ток, возникающий в соленоиде 108, сохраняется в течение продолжительного времени. В частности,соленоид 108, сталкиваясь с нулевым электрическим сопротивлением, позволяет току, возникающему в нем, циркулировать автономно, пока сохраняется состояние сверхпроводимости, то есть, пока для соленоида 108 температура поддерживается ниже критической температуры материала, из которого он состоит. Проходя по соленоиду 108, возникший ток генерирует магнитное поле 106, исходящее из соленоида 108 аксиально и проникающее в ядро 107. В условиях сверхнизких температур,сверхпроводящий электромагнит 102 может генерировать крайне интенсивное и постоянное магнитное поле. Такие высокие показатели сверхпроводящего электромагнита 102 позволяют,при генерировании одинакового магнитного поля,использовать ядро 107 с меньшими размерами по сравнению с традиционными магнитами или электромагнитами, используемыми в поршнях,известных в современной технике, что позволяет снизить массу устройства для проверки трубопровода 100. С другой стороны, при той же массе и размерах устройства для проверки трубопровода 100,магнитное поле 106 является более мощным по сравнению с традиционными магнитами или электромагнитами, используемыми в поршнях,известных в современной технике. Чтобы поддерживать сверхнизкую температуру сверхпроводящего электромагнита 102 на протяжении всей операции по проверке, указанный сверхпроводящий электромагнит 102 помещается в криостат 103. Указанный криостат 103 предпочтительно включает в себя центральное тело 109, по большей части в форме полого цилиндра, и две крышки 110,110, в форме диска, соединенные с центральным телом 109, формируя полую камеру. Указанное центральное тело 109 выполняется из немагнитного металла,предпочтительно нержавеющей стали, чтобы противодействовать механической нагрузке и не допустить замыкания линий магнитного поля 106 на центральном теле 109. Указанные крышки 110, 110 выполняются из ферромагнитного материала,предпочтительно железо-кобальтового сплава, чтобы обеспечить проницаемость для магнитного поля 106,сгенерированного сверхпроводящим электромагнитом 102, и ограничить расстояние между указанным сверхпроводящим электромагнитом 102 и магнитными транспортерами 104, 104. Указанный криостат 103 также включает в себя опоры 111 из материала с низкой теплопроводностью, предпочтительно Аэрогеля,способные удерживать сверхпроводящий электромагнит 102 и изолировать его термически от внутренней поверхности криостата 103. Чтобы ограничить теплообмен сверхпроводящего электромагнита 102 с криостатом 103, также возможно покрыть сверхпроводящий электромагнит 102 слоем сверхмощного изоляционного материала (не показано), способного ограничить излучение. В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения данного изобретения,чтобы поддерживать сверхнизкую температуру для сверхпроводящего электромагнита 102,предпочтительно его предварительно охладить до температуры более низкой, чем необходимо для достижения эффекта сверхпроводимости. В частности, предпочтительно охладить соленоид 108 до температуры ниже половины критической температуры материала, из которого он состоит. Если соленоид выполнен из, например, 2,температура предварительного охлаждения может быть 20 К. Предпочтительным решением для охлаждения сверхпроводящего электромагнита 102 является использование системы внешнего охлаждения (не показано). В частности, указанная система внешнего охлаждения может представлять собой погружной охладитель по типу криогенного охладителя, то есть,регенеративного теплообменника,используемого для достижения сверхнизких температур. Указанная система внешнего охлаждения предпочтительно охлаждает ядро 107, когда указанный сверхпроводящий электромагнит 102 уже помещен внутрь криостата 103. В частности, возможно осуществить контакт системы внешнего охлаждения с ядром 107 при помощи вакуумных термоконтактных средств(не показано), имеющихся в криостате 103. При достижении желаемой температуры ядра 107 система внешнего охлаждения отсоединяется, и ядро 107 продолжает охлаждать окружающее пространство внутри криостата 103. В частности,охлажденное таким образом ядро 107 охлаждает соленоид 108, достигая для него температуры,необходимой для получения эффекта электрической сверхпроводимости. Чтобы свести к минимуму теплообмен ядра 107 с криостатом 103,внутри криостата 103 предварительно создается вакуум. Отсутствие воздуха в криостате 103 фактически позволяет значительно снизить теплообмен между сверхпроводящим электромагнитом 102 и криостатом 103. Вакуум внутри криостата 103 создается при помощи вакуумного насоса (не показано), который соединяется с криостатом 103 при помощи клапана 122, имеющегося на криостате 103. В альтернативном случае сверхпроводящий электромагнит 102 может быть охлажден путем введения жидкости с низкой точкой кипения,например, жидкого гелия, в криостат 103. Указанный криостат 103 способен поддерживать внутри температуру, более низкую, чем критическая температура материала, из которого состоит соленоид 108, в течение времени, в 1.2 раза и более длительного,чем ожидаемая длительность процедуры проверки, но в любом случае не дольше 72 часов, предпочтительно менее 12 часов. В случае поломки или фрагментации устройства для проверки 100, указанный криостат 103,содержащий сверхпроводящий электромагнит 102,может прилипнуть к стенке трубопровода вследствие магнитного эффекта. Тем не менее, в отличие от перманентного магнита,магнитный эффект,создаваемый сверхпроводящим электромагнитом 102, слабеет с увеличением температуры внутри криостата 103 благодаря исчезанию сверхпроводимости соленоида 108. Как только ядро 107 охлаждено, а с ним внутренняя часть криостата 103, внешний соленоид(не показано) индуцирует ток в соленоиде 108. Циркулируя в соленоиде 108 в условиях сверхпроводимости, указанный индуцированный ток генерирует устойчивое во времени магнитное 5 поле 106, не требующее дальнейшей подачи электричества. Следовательно, указанный сверхпроводящий электромагнит 102 не требует наличия аккумулятора внутри устройства для проверки 200,что значительно снижает общую массу устройства для проверки 100. Два магнитных транспортера 104, 104,являющихся частью криостата 103 и соединенных в частности с крышками 110, 110 криостата 103,предпочтительно используются для передачи магнитного поля 106,создаваемого сверхпроводящим электромагнитом 102, к стенкам трубопровода 101. Указанные магнитные транспортеры 104, 104 могут быть выполнены из полимерного материала и содержать внутри гибкую сердцевину из ферромагнитного материала 113, 113. В предпочтительном варианте исполнения,указанные магнитные транспортеры 104, 104 в поперечном направлении имеют дисковидную или ромашкообразную форму, а в продольном направлении изогнутую форму, учитывающую продвижение прибора и облегчающую его прохождение по трубопроводу 101. Указанная изогнутая форма также гарантирует постоянное соприкосновение магнитных транспортеров 104, 104 с внутренними стенками трубопровода 101 благодаря нежесткому давлению,которое магнитные транспортеры 104, 104 оказывают на внутреннюю стенку трубопровода 101, как только устройство для проверки вводится в него. В конкретном варианте исполнения конструкции данного изобретения, гибкая сердцевина из ферромагнитного материала 113, 113 магнитных транспортеров 104, 104 состоит из пучка или блока стольных проводов, предпочтительно из сплава с низким магнитным насыщением, в котором диаметр каждого провода менее 0.5 мм и где магнитная проницаемость провода предпочтительно варьируется от 1500 до 2000 Гн/м. Гибкость магнитных транспортеров 104, 104 позволяет устройству для проверки трубопроводов 100 преодолевать любые возможные изменения в сечении трубопровода 101, возникающие из-за его дефектов, в зонах отложений, скоплений или из-за наличия клапанов. В целом, указанные магнитные транспортеры 104, 104 оптимизируют поддержание магнитного потока и ограничивают расстояние между концом магнитных транспортеров 104, 104 и внутренней стенкой трубопровода 101. В предпочтительном варианте исполнения данного изобретения, указанные системы датчиков 105 могут быть типа(локализация дефекта) 105 или типа(потеря в площади поперечного сечения металла) 105. Указанная система датчиков типа 105 может включать магнитные датчики 114, способные обнаружить магнитное поле 106, соединенные с гибкой опорой 115 из полимерного материала. 6 Указанная гибкая опора 115 указанной системы датчиков типа 105 может иметь круглую или округло-кроновидную форму с внешним диаметром,близким по значению к внутреннему диаметру трубопровода 101 и может быть расположена перпендикулярно по отношению к криостату 103. Указанные магнитные датчики 114 расположены главным образом по кругу вдоль края гибкой опоры 115, для достижения близкого расположения к внутренней стенке трубопровода 101. Близкое расположение указанных магнитных датчиков 114 к внутренней стенке трубопровода 101 позволяет системе датчиков типа 105 обнаруживать локальные вариации магнитного поля 106, в частности, радиального компонента,поблизости от стенки трубопровода 101. Такой тип обнаружения данных позволяет получить полезную информацию о наличии и дуговой координате дефектов с маленькими размерами 119. Указанная система датчиков типа 105 может включать в себя гибкую обойму 118, способную вместить упомянутую гибкую опору 115 и указанные магнитные датчики 114. Указанная гибкая обойма 118 может соединяться с криостатом 103 перпендикулярно и продолжаться в длину до соприкосновения с внутренней стенкой трубопровода 101. Гибкость гибкой обоймы 118 в сочетании с гибкостью гибкой опоры 115 позволяют устройству для проверки 100 обходить любые возможные отложения и деформации,имеющиеся в трубопроводе 101. Указанные системы датчиков типа 105 могут включать в себя магнитные датчики 114,способные обнаружить магнитное поле 106,соединенные с опорой 115. Указанная система датчиков типа 105 может размещаться коаксиально по отношению к криостату 103 и иметь по сути круглую форму. Коаксиальное расположение системы датчиков типа 105 позволяет обнаружить обширные коррозионные явления 120 благодаря замеру общего осевого магнитного поля 106, которое проходит через магнитные датчики 114. Указанная система датчиков типа 105 может быть размещена между одним из магнитных транспортеров 104, 104 и указанным криостатом 103. Более того, указанная система датчиков типа 105 может включать защитную обшивку 121,способную вместить и защитить опору 115 и магнитные датчики 114, присоединенные к ней. Указанное устройство для проверки трубопроводов 100 может одновременно включать указанную систему датчиков типа 105 и систему датчиков типа 105 или, в качестве альтернативы, только одну из них. Указанное устройство для инспекции 100 также включает систему пространственной локализации 122,способную определить расположение устройства для проверки 100. Указанная система пространственной локализации 122 включает часы (не показано) для фиксации времени, что связано минимум с одним измерением позиционной вариации, полученным благодаря применению минимум одного из перечисленным инструментов- гироскоп (не показано), для определения угла наклона устройства для инспекции 100- акселерометр (не показано) для измерения ускорения,развиваемого устройством для проведения проверки 100 и, следовательно,вариаций в его скорости- датчик давления (не показано) для обнаружения различий в показаниях давления, которому подвергается устройство для инспекции 100,способствующий пониманию,прошло ли устройство для проверки 100 через возможные изменения в сечении трубопровода 101, например,сварные швы или клапаны, расположение которых в трубопроводе 101 заранее установлено. Связав данные, установленные при помощи системы датчиков 105, относящиеся к магнитному полю 106, с данными по фиксации времени и расположению, полученными при помощи системы локализации 122,возможно локализировать структурные дефекты, имеющиеся на стенках трубопровода 101. Указанное устройство для проверки трубопровода 100 также включает электрические средства 123, способные собирать и хранить данные, обнаруженные системой датчиков 105, и указанной системой пространственной локализации 122, и способные питать указанную систему датчиков 105 и указанную систему пространственной локализации 122. Данное изобретение также описывает способ проверки целостности конструкции трубопровода 101, включающий действия, описанные ниже. Поскольку устройство для проверки 100 не оборудовано собственными средствами продвижения, оно продвигается по трубопроводу 101 благодаря давлению, оказываемому жидкостью,проходящей по трубопроводу. После введения в трубопровод 101, устройство для проверки трубопровода 100 начинает процедуру проверки, которая продолжается, пока устройство не достигнет камеры приема (не показано), в которую устройство для инспекции 100 поступает по завершении процедуры инспекции. Во время операции устройство для проверки 100 генерирует магнитное поле 106, которое передается к стенке трубопровода 101 магнитными транспортерами 104, 104 и обнаруживается системой датчиков 105. В частности, система датчиков 105 обнаруживает различия в магнитном поле 106, которые могут говорить о возможных зонах утончения стенки трубопровода 101. Эти данные, полученные при помощи системы датчиков 105, вместе с данными, обнаруженными системой пространственной локализации 122,хранятся в электрических средствах 123 устройства для проверки трубопровода 100 и могут быть извлечены из него после завершения процедуры проверки. Анализ данных, извлеченных из устройства для проверки 100, может предоставить полезные сведения относительно возможных структурных дефектов 119, 120, имеющихся на стенках трубопровода 101. Указанное устройство для проверки целостности конструкции трубопровода с помощью сверхпроводящего электромагнита, являющееся предметом данного изобретения, особенно подходит для использования в трубопроводах,предназначенных для транспортировки углеводородов. Характеристики устройства и метода для проверки целостности конструкции трубопровода с помощью сверхпроводящего электромагнита,являющиеся предметом данного изобретения,понятны из описания, как и сравнительные преимущества. В частности, одним из преимуществ устройства и метода в соответствии с данным изобретением является способность локализировать возможные структурные дефекты или аномалии стенок трубопровода благодаря применению более действенного магнита по сравнению с магнитами,обычно используемыми в поршнях в современной технике. Сверхпроводящий электромагнит устройства для проверки в соответствии с данным изобретением фактически способен генерировать более мощное магнитное поле при одинаковой массе и объемности устройства для проверки по сравнению с магнитным полем, создаваемым поршнем, оснащенным обычным электромагнитом или постоянным магнитом. Еще одним преимуществом устройства для проверки в соответствии с данным изобретением является тот факт, что в случае поломки устройства для проверки магнитный эффект, из-за которого сверхпроводящий электромагнит может прилипнуть к стенке трубопровода, рассеивается в течение нескольких дней, что облегчает возможные операции по извлечению устройства для проверки или его компонентов. Дальнейшим преимуществом устройства для проверки в соответствии с данным изобретением является тот факт, что его гибкая структура позволяет использовать устройство для проверки и контроля трубопроводов, которые не были предварительно очищены от отложений смесей твердых углеводородов,парафиновых углеводородов, асфальтенов или песка. Благодаря своей структурной гибкости,устройство для проверки фактически способно обходить преграды и/или участки частичной необходимости, имеющиеся в трубопроводе, без застревания в нем. Устройство для проверки также пригодно для использования в трубопроводах с маленьким диаметром, предпочтительно начиная с диаметра 3 дюйма. Устройство и способ, используемые для проверки целостности конструкции трубопровода при помощи сверхпроводящего электромагнита в 7 соответствии с данным изобретением,сконструированное описанным образом, в любом случае может подвергаться нескольким модификациям и быть исполненным в различных вариантах, все из которых объединены одной идеей изобретения. Таким образом, объем правовой защиты изобретения определяется прилагаемой формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для проверки целостности конструкции трубопровода магнитноиндукционным методом,характеризуемый наличием сверхпроводящего электромагнита,способного генерировать магнитное поле,криостата, способного вместить и поддерживать сверхнизкую температуру для указанного сверхпроводящего электромагнита, как минимум два магнитных транспортера, соединенных с криостатом, и способных передавать магнитное поле,генерируемое сверхпроводящим электромагнитом, к стенкам трубопровода и облегчающих замыкание магнитной цепи, где указанные магнитные транспортеры выполнены из полимерного материала и внутри содержат гибкую сердцевину из ферромагнитного материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает минимум одну систему датчиков для обнаружения магнитного поля. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает систему пространственной локализации,способную обнаружить расположение устройства для проверки. 4. Устройство по п.п.2 и 3, отличающееся тем,что включает электрические средства, способные собирать и хранить данные, полученные системой датчиков и указанной системой пространственной локализации и способные питать систему датчиков и указанную систему пространственной локализации. 5. Устройство по п.п.1, 2 и 3, отличающееся тем,что указанный сверхпроводящий электромагнит включает ядро из материала с высокими магнитными свойствами и минимум один соленоид, окружающий ядро, причем указанный соленоид и указанное ядро соприкасаются друг с другом. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что указанный соленоид представляет собой полый цилиндр из сверхпроводящего материала. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что указанный соленоид представляет собой однослойную или многослойную катушку из сверхпроводящего материала. 8. Устройство, описанное любым из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что при условии поддержания температуры соленоида ниже критической температуры материала, из которого он выполнен,он обладает сверхпроводящими электрическими свойствами . 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ток, индуцированный в указанном соленоиде,8 генерирует магнитное поле, исходящее из соленоида аксиально и проникающее в ядро. 10. Устройство,описанное любым из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный сверхпроводящий электромагнит помещается внутрь криостата для поддержания сверхнизких температур сверхпроводящего электромагнита на протяжении всей процедуры проверки. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что указанный криостат включает в себя центральное тело и две крышки, соединенных с центральным телом, формируя полую камеру. 12. Устройство,описанное любым из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный криостат включает термоконтактные средства под воздействием вакуума, благодаря которым система внешнего охлаждения контактирует с ядром для его охлаждения. 13. Устройство,описанное любым из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что внутри указанного криостата создается вакуум,чтобы свести к минимуму теплообмен ядра с криостатом. 14. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанные системы датчиков типаили типа. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что указанная система датчиков типа , способная обнаруживать локальные вариации магнитного поля поблизости от стенки трубопровода, включает магнитные датчики, соединенные с гибкой опорой и расположенные в форме круга, главным образом,вдоль края гибкой опоры. 16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что указанная система датчиков типа , способная производить измерение общего осевого магнитного поля, расположена коаксиально по отношению к криостату и включает магнитные датчики,соединенные с опорой. 17. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанная система пространственной локализации включает часы для фиксации времени, что связано минимум с одним измерением позиционной вариации, полученным благодаря применению минимум одного из перечисленным инструментов- датчик давления. 18. Способ проверки целостности конструкции трубопровода, включающий следующие фазы- предоставление прибора для инспекции трубопровода в соответствии с любой из предыдущих формул- введение указанного прибора для инспекции трубопровода в трубопровод для проверки- генерирование прибором для проверки трубопровода магнитного поля,распространяющегося до стенки трубопровода- обнаружение указанным прибором для проверки трубопровода вариаций в магнитном поле,передаваемом до стенок трубопровода- хранение указанных данных, касающихся изменений магнитного поля в приборе для проверки трубопровода- извлечение указанных данных, касающихся изменений магнитного поля, из прибора для проверки трубопроводов- анализ указанных данных, касающихся изменений магнитного поля, с целью получить сведения о возможных структурных дефектах,имеющихся на стенках трубопровода. 19. Способ проверки целостности конструкции трубопровода в соответствии с любым из п.п.1-18 включает проверку внутренней целостности трубопровода,предназначенного для транспортировки углеводородов.

МПК / Метки

МПК: G01N 27/82

Метки: магнита, трубопровода, посредством, метод, конструкции, сверхпроводящего, проверки, устройство, целостности

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/9-31625-ustrojjstvo-i-metod-dlya-proverki-celostnosti-konstrukcii-truboprovoda-posredstvom-sverhprovodyashhego-magnita.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Устройство и метод для проверки целостности конструкции трубопровода посредством сверхпроводящего магнита</a>

Похожие патенты