[发明专利]一种天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置和方法

权利要求书

1.一种天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：包括若干用于沿天然气内管道运动的传动机构、用于探测天然气管道内水合物的探测机构、用于消融水合物的消融机构和控制器，所述传动机构包括传动机架、若干与天然气内管道外壁发生静摩擦的万向轮组件、驱动组件和弹性连接件，所述探测机构包括探测机架和探测组件，所述消融机构包括消融机架、消融组件和消融爪组件，所述万向轮组件沿圆周方向设置在传动机架的内壁，所述驱动组件与万向轮组件连接，所述探测机架和消融机架均通过弹性连接件与传动机架连接，所述探测组件设置在探测机架上，所述消融组件和消融爪组件均设置在消融机架上，所述万向轮组件、驱动组件、探测组件、消融组件和消融爪组件均与控制器连接。

2.如权利要求1所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述万向轮组件包括沿圆周方向设置在传动机架上的液压杆和连接在液压杆上的万向滚轮，所述万向滚轮与驱动组件的输出端连接，所述液压杆与控制器连接。

3.如权利要求1所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述探测组件包括温度探测器、安装架、旋转电机、旋转齿轮组和旋转齿圈，所述探测机架的内壁沿圆周方向向内延伸形成与旋转齿圈固定连接的凸轮，所述凸轮的两侧向内凹陷形成导向槽，所述温度探测器与旋转电机均设置在安装架的一端，所述安装架的另一端与导向槽滑动连接，所述旋转电机通过旋转齿轮组与旋转齿圈啮合连接，所述温度探测器和旋转电机均与控制器连接。

4.如权利要求3所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：还包括扶正组件，所述扶正组件包括若干沿圆周方向设置在探测机架上的气缸和支撑杆，所述支撑杆通过气缸与探测机架连接。

5.如权利要求1所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述消融组件包括若干加热器和定位器，所述定位器与消融机架固定连接，所述加热器沿圆周方向设置在消融机架的内壁上，所述加热器和定位器均与控制器连接。

6.如权利要求5所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述加热器为微波加热器。

7.如权利要求1所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述传动机构的数量为3，分别记为第一传动机构、第二传动机构和第三传动机构，所述第一传动机构通过弹性连接件与探测机架连接，探测机架通过弹性连接件与第二传动机构连接，第二传动机构通过弹性连接件与消融机架连接，消融机架通过弹性连接件与第三传动机构连接。

8.如权利要求7所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述传动机架包括上机架、下机架和液压连接件，所述上机架通过液压连接件与下机架连接，所述液压连接件与控制器连接。

9.如权利要求1所述的天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置，其特征在于：所述消融爪组件包括上机械臂、下机械臂、上推爪和下推爪，所述上推爪通过上机械臂与消融机架的外壁连接，所述下推爪通过下机械臂与消融机架的外壁连接，所述上机械臂和下机械臂均与控制器连接。

10.一种天然气管道内水合物探测与消融水合物的方法，所述方法包括一应用于天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置的控制器，其特征在于：所述天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置包括若干用于沿天然气内管道运动的传动机构、用于探测天然气管道内水合物的探测机构、用于消融水合物的消融机构和控制器，所述传动机构包括传动机架、若干与天然气内管道外壁发生静摩擦的万向轮组件、驱动组件和弹性连接件，所述探测机构包括探测机架和探测组件，所述消融机构包括消融机架、消融组件和消融爪组件，所述万向轮组件沿圆周方向设置在传动机架的内壁，所述驱动组件与万向轮组件连接，所述探测机架和消融机架均通过弹性连接件与传动机架连接，所述探测组件设置在探测机架上，所述消融组件和消融爪组件均设置在消融机架上，所述万向轮组件、驱动组件、探测组件、消融组件和消融爪组件均与控制器连接，所述万向轮组件包括沿圆周方向设置在传动机架上的液压杆和连接在液压杆上的万向滚轮，所述万向滚轮与驱动组件的输出端连接，所述液压杆与控制器连接，所述传动机架包括上机架、下机架和液压连接件，所述上机架通过液压连接件与下机架连接，所述液压连接件与控制器连接，所述探测组件包括温度探测器、安装架、旋转电机、旋转齿轮组和旋转齿圈，所述探测机架的内壁沿圆周方向向内延伸形成与旋转齿圈固定连接的凸轮，所述凸轮的两侧向内凹陷形成导向槽，所述温度探测器与旋转电机均设置在安装架的一端，所述安装架的另一端与导向槽滑动连接，所述旋转电机通过旋转齿轮组与旋转齿圈啮合连接，所述温度探测器和旋转电机均与控制器连接，还包括扶正组件，所述扶正组件包括若干沿圆周方向设置在探测机架上的气缸和支撑杆，所述支撑杆通过气缸与探测机架连接，所述消融爪组件包括上机械臂、下机械臂、上推爪和下推爪，所述上推爪通过上机械臂与消融机架的外壁连接，所述下推爪通过下机械臂与消融机架的外壁连接，所述上机械臂和下机械臂均与控制器连接，所述消融组件包括若干加热器和定位器，所述定位器与消融机架固定连接，所述加热器沿圆周方向设置在消融机架的内壁上，所述加热器和定位器均与控制器连接，

所述控制器包括储存器和处理器；

储存器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行以下步骤：

S1：通过液压连接件调整上机架和下机架之间的间隙，并通过液压杆驱使的万向滚轮与天然气内管道的外表面之间产生静摩擦；

S2：通过驱动组件驱使万向滚轮带动天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置沿天然气管道运动；

S3：获取温度探测器发送的第一信号，判断温度是否低于预设范围，若是，则天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置停止运动，执行S4，若否，则天然气管道内水合物探测与消融水合物的装置继续沿天然气管道运动，执行S2；

S4：通过扶正组件的气缸驱使支撑杆向外伸出，以使得天然气内管道的圆心与探测机架的圆心重合，再通过旋转电机驱动旋转齿轮带动安装架上的温度探测器绕天然气内管道旋转；

S5：获得温度探测器发送的第二信号，以使上机械臂驱使上推爪与天然气外管道的内壁的一端固定连接、下机械臂驱使下推爪与天然气外管道的内壁的另一端固定连接，以使得消融机架固定在指定位置；

S6：驱使加热器对天然气内管道加热，同时获得定位器发送的信号；

S7：获取温度探测器发送的第三信号，判断温度是否低于预设范围，若是，执行S6；若否，则执行S2。