一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置及延伸方法

摘要

本发明公开了一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置及延伸方法，包括爬行主体、电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块、驱动模块和线缆接口；电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块和驱动模块均设置在爬行主体内部，驱动模块用于驱动爬行主体行走；两个线缆接口分别设置于爬行主体的两侧；爬行主体内部电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块和驱动模块均与两侧的线缆接口连接。本发明该设计结构简单，易于实现，经济成本低，可靠性高，便于油田和城市管网运营现场推广使用。

说明书

技术领域

本发明属于管道检测的技术领域，特别涉及一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置及延伸方法。

背景技术

近年来，由于碳钢/低合金钢内衬不锈钢的双金属复合管优异的耐腐蚀性能与高的性价比在油气集输管道中大量应用，但也存在比较突出的问题，困扰着油田现场安全生产。双金属复合管在运行过程中由于制造和现场施工的缺陷较易出现内衬塌陷问题，导致不能定期对管道进行通球作业与内衬层检测，无法主动掌握管道剩余使用寿命，只能采取腐蚀刺漏后的被动处理，另外内衬塌陷降低了管道的管输能力，采用合适的方法检测内衬层塌陷以及内部腐蚀情况，对确保双金属复合管油气集输管道安全运行，改善管道运行状况，提高管道运行效率以及双金属复合管的继续推广应用至关重要。因此，油田现场急需一种快速、直观的检测方法对管道内部情况进行检测。

目前，利用管道内部爬行机器人摄像检测是解决管道内部状况检测最为直观而且有效的一种检测技术手段。该技术通过获取高清影像资料，能够客观反映管道内部结垢、腐蚀、穿孔、裂纹、变形等状况，即通过控制系统与收线车控制搭载高清摄像头的进入式机器人，进入管道内部，获取管道内部高清影像信息，并将影像通过线缆传输至控制系统，保存在硬盘中。管道机器人装置通常由进入式机器人(爬行器)、镜头、电缆盘和控制系统等部分组成，利用外部专用移动电源为设备供电。其中，进入式机器人可搭载不同规格型号的镜头(如：旋转镜头、直视镜头、鱼眼镜头)，通过电缆盘与控制系统连接后，响应控制系统的操作命令，如：爬行器的前进、后退、转向、停止、速度调节；镜头座的抬升、下降、灯光调节；镜头的水平或垂直旋转、调焦、变倍等、前后视切换等。在检测过程中，控制系统可实时显示、录制镜头传回的画面以及爬行器的状态信息，并可通过触摸屏录入备注信息。控制系统还可以实时地对影像进行处理并输出在存储设备上，进行事后的编辑和存档，为后继的管道综合评估及修复提供第一手现场资料，是当前广泛采用的管道内部状况检测技术。

但是，管道内部摄像检测爬行机器人在管道内部状况检测中也存在局限性。通常情况下，管道内径越小，则进入式机器人的外形尺寸相应的也要随之变小，其携带电缆的长度也随之降低，因此也限制了管道摄像检测的长度，一般情况下仅能达到500米左右，而油气集输管道长度多为几公里或几十公里，这就限制了管道检测机器人在复合管油气集输管道中的应用。针对该缺点，本发明提出一种管道长距离内部摄像检测的爬行机器人延伸装置和检测方法，可大幅度增加管道内部摄像检测的距离，满足管道综合检测、评估及修复的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置及延伸方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置，包括爬行主体、电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块、驱动模块和线缆接口；电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块和驱动模块均设置在爬行主体内部，驱动模块用于驱动爬行主体行走；两个线缆接口分别设置于爬行主体的两侧；爬行主体内部电力传输模块、通信传输模块、智能控制模块和驱动模块均与两侧的线缆接口连接。

进一步的，爬行检测机器人的电缆末端连接延伸装置一侧的线缆接口，延伸装置另一侧的线缆接口连接延伸电缆盘。

进一步的，延伸电缆盘连接控制系统，控制系统连接计算机。

进一步的，一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置的延伸方法，包括以下步骤：

步骤1，计算最前端的爬行机器人及其后各级延伸装置出发时间延迟，以保证连接各级装置的信号线及动力线可正常工作。

步骤2，爬行机器人爬行至原设计爬行距离后，控制系统向其发出停止待命指令；此时在管道外出发端将已释放的线缆和延伸电缆盘通过本发明设计的延伸装置两端的线缆接口连接；控制系统待延伸装置出发后向爬行器发出前进指令。

步骤3，爬行机器人再次爬行原设计爬行距离后，爬行机器人及延伸装置均停止，连接第二个延伸装置和延伸电缆盘；第二个等待第二个延伸装置连接完第二个延伸电缆盘并出发后，控制系统向爬行机器人和延伸装置发出继续爬行指令；其后可依次类推，根据设计的检测距离，使用多个延伸装置和多个延伸电缆盘。

步骤4，检测完成后，按照相反的顺序从后向前依次回收延伸装置、电缆及爬行机器人。

进一步的，爬行机器人上安装有摄像头。

进一步的，爬行主体包括车体和行走轮；行走轮设置在车体的底部，驱动模块连接行走轮。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的延伸装置，通过多级扩展，可达到电缆长度加倍，实现管道内部长距离检测的目的，能较好的解决目前管道检测机器人检测距离受限的问题，可应用于油田集输管道、城市管网等，能快速检测长距离管道内部状况，检测效率较高，检测结果直观、可靠。为了达到经济性目的，可对长距离管道分段检测，每段单侧使用2～3级该装置检测1～2公里管道。

通过多级扩展，能够检测长距离管道内部状况，可快速发现管道内部结垢、腐蚀、穿孔、裂纹、变形等状况，实现对缺陷位置进行精确的确定，能够避免因内部缺陷产生的管道泄漏失效事故造成的人员伤亡和财产损失，具有显著的经济和社会效益。

本发明该设计结构简单，易于实现，经济成本低，可靠性高，便于油田和城市管网运营现场推广使用。

附图说明

图1为本发明延伸装置结构图；

图2为本发明检测方法示意图；

其中：1、爬行主体；2、电力传输模块；3、通信传输模块；4、智能控制模块；5、驱动模块；6、线缆接口；7、延伸电缆盘；8、控制系统；9、计算机。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明进一步说明：

一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置，包括爬行主体1、电力传输模块2、通信传输模块3、智能控制模块4、驱动模块5和线缆接口6；电力传输模块2、通信传输模块3、智能控制模块4和驱动模块5均设置在爬行主体1内部，驱动模块5用于驱动爬行主体1行走；两个线缆接口6分别设置于爬行主体1的两侧；爬行主体1内部电力传输模块2、通信传输模块3、智能控制模块4和驱动模块5均与两侧的线缆接口6连接。

爬行检测机器人的电缆末端连接延伸装置一侧的线缆接口6，延伸装置另一侧的线缆接口6连接延伸电缆盘7。

延伸电缆盘7连接控制系统8，控制系统8连接计算机9。

一种管道内长距离爬行检测机器人延伸装置的延伸方法，包括以下步骤：

步骤1，计算最前端的爬行机器人及其后各级延伸装置出发时间延迟，以保证连接各级装置的信号线及动力线可正常工作。

步骤2，爬行机器人爬行至原设计爬行距离后，控制系统向其发出停止待命指令；此时在管道外出发端将已释放的线缆和延伸电缆盘7通过本发明设计的延伸装置两端的线缆接口6连接；控制系统8待延伸装置出发后向爬行器发出前进指令。

步骤3，爬行机器人再次爬行原设计爬行距离后，爬行机器人及延伸装置均停止，连接第二个延伸装置和延伸电缆盘7；第二个等待第二个延伸装置连接完第二个延伸电缆盘7并出发后，控制系统8向爬行机器人和延伸装置发出继续爬行指令；其后可依次类推，根据设计的检测距离，使用多个延伸装置和多个延伸电缆盘7。

步骤4，检测完成后，按照相反的顺序从后向前依次回收延伸装置、电缆及爬行机器人。

爬行机器人上安装有摄像头。

爬行主体1包括车体和行走轮；行走轮设置在车体的底部，驱动模块连接行走轮。