[发明专利]基于扫频的管道激振清管试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于扫频的管道激振清管试验装置及方法，该装置包括：清管器和通过铰接机构连接的振动检测舱，清管器具有中空的骨架，骨架的两端均设置有支撑皮碗和第一端盖，所述第一端盖上设置有至少一个与骨架内部连通的通道口；骨架的内部设置有涡流发电机；振动检测舱具有振动舱壳体，振动舱壳体内设置有数据采集设备及通过刚性连接的方式设置有正弦扫频激振机构，正弦扫频激振机构包括：正弦激振设备和用于调节激励力的质量块；振动舱壳体的两端分别设置第二端盖，在远离清管器的第二端盖上还设置有里程轮。本发明提供的基于扫频的管道激振清管试验装置及方法，能随带压流体前进，识别出管道悬空段。

技术领域

本发明涉及油气管道悬空检测技术领域，特别涉及一种基于扫频的管道激振清管试验装置及方法。

背景技术

目前，天然气管线铺设里程越来越长，截止到2016年底，中国已经铺设了 12.6万公里的天然气管线。由于管道铺设距离较长，可能会穿越复杂的环境地段。随着时间的积累，有些管段难免会出现一些悬空的情况。当管道出现大段悬空情况对管线来说是一个巨大的安全隐患，因为管道脱离了周围包裹土壤的保护，直接暴露在风吹日晒雨淋的环境中，会引来一些人为破坏及腐蚀等其它自然灾害，从而会引起不必要的安全事故。事故一旦发生就会对企业和国家带来重大经济损失。为了保证天然气管线使用的安全性，需要对管线进行定期年检。

目前对管线的检测技术应用较多的是浅底层剖面技术、单/多波束光纤传感技术等一些光电传感技术。上述检测技术虽能辨别出某一区域管线是否存在悬空段，但也存在很多缺点，比如：成本较高，工作效率低，检测流程复杂，需要单独的铺设配套的辅助检测设备，检测过程中需要较多的人力物力。特别是；由于目前现有的检测技术基本上都采取在管道外部进行检测的方式，由于不同地段管道所处环境的不同，部分地区可能位于山区、丘陵、河谷沼泽等特殊地带或者因某些建筑基础设施等造成阻碍无法开展检测。

因此，有必要提出一种新的管道悬空检测技术，能够克服现有检测技术的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扫频的管道激振清管试验装置及方法，克服了常规管道检测的局限性，能在管道不停输的工艺下随带压流体前进，通过主动激发正弦扫频信号实现对管道进行实时检测，识别出悬空段。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种基于扫频的管道激振清管试验装置，其能设置在管道内，其包括：

清管器和通过铰接机构连接的振动检测舱，其中，

所述清管器具有中空的骨架，所述骨架的两端均设置有支撑皮碗和第一端盖，所述第一端盖上设置有至少一个与所述骨架内部连通的通道口；所述骨架的内部设置有涡流发电机；

所述振动检测舱具有振动舱壳体，所述振动舱壳体内设置有数据采集设备及通过刚性连接的方式设置有正弦扫频激振机构，其中，所述正弦扫频激振机构包括：正弦激振设备和用于调节激励力的质量块；所述振动舱壳体的两端分别设置第二端盖，在远离所述清管器的第二端盖上还设置有里程轮；

将所述正弦扫频激振机构与所述振动舱壳体刚性连接的支撑架，所述支撑架的内部设置有安放底座和固定压板，所述正弦激振设备设置在所述安放底座和固定压板之间；所述固定压板上设置有开孔；所述质量块的一端设置在所述固定压板上的开孔内。在一个优选的实施方式中，所述振动检测舱整体呈中空的圆柱型，所述支撑架整体也成中空的圆柱形，所述支撑架通过过盈配合的方式固定连接。

在一个优选的实施方式中，所述振动舱壳体在靠近所述第二端盖的外围分别设置有多个沿着周向均匀分布的刚性支撑腿。

在一个优选的实施方式中，所述数据采集设备包括：数据采集元件和数据处理舱；其中，所述数据采集元件为三轴加速度传感器。