一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置和方法，包括：兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器以第一預(yù)設(shè)距離設(shè)置在需要封堵的管道外部，通過感應(yīng)傳感器在感應(yīng)到智能封堵器通過時(shí)產(chǎn)生信號(hào)；磁場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在需要封堵器停止的位置前，并以第二預(yù)設(shè)距離設(shè)置在智能封堵器輸送方向上最后一個(gè)通過感應(yīng)傳感器之后；控制器與磁場(chǎng)發(fā)生裝置和通過感應(yīng)傳感器連接；控制器接收通過感應(yīng)傳感器發(fā)送信號(hào)并根據(jù)第一預(yù)設(shè)距離和接收信號(hào)時(shí)間差確定智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度，第二預(yù)設(shè)距離確定智能封堵器運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)發(fā)生裝置的時(shí)間，在該時(shí)間控制磁場(chǎng)發(fā)生裝置運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生磁場(chǎng)；磁?電轉(zhuǎn)換裝置，與智能封堵器的制動(dòng)系統(tǒng)連接，在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流，以驅(qū)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。
【專利說明】
一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及管道封堵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在石油天然氣管道不停輸?shù)膸壕S護(hù)搶修時(shí)，基本上用封堵三通、開孔機(jī)、夾板閥、封堵頭、下囊短節(jié)及封堵氣囊等，工藝繁雜，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。用智能封堵器進(jìn)行石油天然氣管道不停輸?shù)膸壕S護(hù)搶修，是一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)維搶工藝的革命，與傳統(tǒng)的工藝相比，設(shè)備和部件的投入和工作量減少90%，作業(yè)時(shí)間大為縮短，因此，管道不停輸?shù)膸壕S護(hù)搶修應(yīng)用智能封堵器，是大勢(shì)所趨，也是目前許多公司、科研院所競(jìng)相開展研發(fā)的熱門課題之一。
[0003]國(guó)內(nèi)外在智能封堵器的研發(fā)方面，已經(jīng)有了成果，一些公司還研發(fā)出來樣機(jī)，進(jìn)行各種試驗(yàn)。常見的智能封堵器具有如下的部件:1、閘瓦和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閘瓦通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以撐開，頂住管道的內(nèi)壁，以將封堵器停止在管道內(nèi)；2、儲(chǔ)能裝置，如高壓油或高壓氣等;3、密封囊，密封囊由儲(chǔ)能裝置向其內(nèi)部充油或充氣以實(shí)現(xiàn)封堵時(shí)必須的密封。但是，如何能將在管道中運(yùn)動(dòng)的智能封堵器在預(yù)定位置停止這個(gè)重要問題，目前還沒有很好的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了將在管道中運(yùn)動(dòng)的智能封堵器在預(yù)定位置停止。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，包括:
[0006]兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器，兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器以第一預(yù)設(shè)距離設(shè)置在需要封堵的管道外部，通過感應(yīng)傳感器在感應(yīng)到智能封堵器通過時(shí)產(chǎn)生信號(hào)；
[0007]磁場(chǎng)發(fā)生裝置，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在需要封堵器停止的位置前，并以第二預(yù)設(shè)距離設(shè)置在智能封堵器輸送方向上的最后一個(gè)通過感應(yīng)傳感器之后；
[0008]控制器，所述控制器與磁場(chǎng)發(fā)生裝置和通過感應(yīng)傳感器連接;所述控制器接收通過感應(yīng)傳感器發(fā)送的信號(hào)并根據(jù)第一預(yù)設(shè)距離和接收信號(hào)的時(shí)間差確定智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度，再根據(jù)第二預(yù)設(shè)距離確定智能封堵器運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)發(fā)生裝置的時(shí)間，并在該時(shí)間控制磁場(chǎng)發(fā)生裝置運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生磁場(chǎng)；以及
[0009]磁-電轉(zhuǎn)換裝置，磁-電轉(zhuǎn)換裝置與智能封堵器的制動(dòng)系統(tǒng)連接，在所述磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流，以驅(qū)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。
[0010]可選地或優(yōu)選地，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括第一線圈，第一線圈與控制器電連接，并接收控制器輸送的電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0011]可選地或優(yōu)選地，所述磁-電轉(zhuǎn)換裝置包括安裝在智能封堵器上的第二線圈，第二線圈在磁場(chǎng)的感應(yīng)下產(chǎn)生電流，以驅(qū)動(dòng)所述制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。
[0012]可選地或優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)距離和/或第二預(yù)設(shè)距離為整數(shù)值。
[0013]可選地或優(yōu)選地，在為制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的驅(qū)動(dòng)后，控制器停止磁場(chǎng)發(fā)生裝置的運(yùn)行。
[0014]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，所述方法包括:
[0015]S1:根據(jù)智能封堵器依次通過第一位置和第二位置的時(shí)間差以及第一位置和第二位置間的距離確定所述智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度；
[0016]S2:根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度確定到達(dá)第三位置的時(shí)間，并在該時(shí)間生成磁場(chǎng)；以及
[0017]S3:利用磁場(chǎng)生成驅(qū)動(dòng)智能封堵器制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的電流；
[0018]其中，所述第三位置位于需要封堵器停止的位置前且位于第二位置后。
[0019]可選地或優(yōu)選地，第一位置和第二位置間的距離為整數(shù)值。
[0020]可選地或優(yōu)選地，所述第二位置和第三位置間的距離為整數(shù)值。
[0021]可選地或優(yōu)選地，在為所述制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的驅(qū)動(dòng)后，停止磁場(chǎng)發(fā)生裝置的運(yùn)行。這可將今后在施焊中磁場(chǎng)對(duì)管道的影響降至最小。
[0022]可選地或優(yōu)選地，用于生成所述磁場(chǎng)的裝置為設(shè)置在第三位置的第一線圈；用于生成所述電流的裝置為智能封堵器上與制動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)連接的第二線圈。
[0023]本發(fā)明提供的智能封堵器在預(yù)定位置停止控制裝置和方法，先通過檢測(cè)智能封堵器在管道的通過信號(hào)確定運(yùn)動(dòng)速度，然后確定其到達(dá)鄰近預(yù)定點(diǎn)某位置的時(shí)間，并在該位置激發(fā)磁場(chǎng)，通過磁-電轉(zhuǎn)換的方式，控制智能封堵器上的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的電流，以使得智能封堵器停止在預(yù)定的位置。這種控制方式簡(jiǎn)單、易操作，且所采用的部件均可以使用成熟的產(chǎn)品。此外智能封堵器不需攜帶操作電源，可以減輕封堵器的整體重量，不必?fù)?dān)心電源的消耗與時(shí)效。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法的流程圖。
[0026]圖中:
[0027]1-第一通過感應(yīng)傳感器;2-第二通過感應(yīng)傳感器;3-待封堵的管道;4-智能封堵器(內(nèi)含閘瓦和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能和密封裝置等)；5-控制器;6-第一線圈；7-管道泄漏或損壞點(diǎn)；8-第二線圈；10-電源。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”和等詞語(yǔ)來限定零部件，僅僅是為了便于對(duì)上述零部件進(jìn)行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語(yǔ)并沒有特殊含義，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0030]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明示例性的提供一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，該裝置可以應(yīng)用在管道不停輸?shù)膸壕S護(hù)搶修中，在搶修中智能封堵器進(jìn)入管道內(nèi)隨流體向需封堵的預(yù)定位置D運(yùn)行，該位置位于管道泄漏或損壞點(diǎn)7之前。該裝置包括兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器、控制器、磁場(chǎng)發(fā)生裝置和磁電轉(zhuǎn)換裝置。
[0031]該裝置包括兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器，如圖1所示的第一通過感應(yīng)傳感器I和第二通過感應(yīng)傳感器2，兩者以預(yù)定的第一預(yù)設(shè)距離安裝在待封堵的管道3外部。當(dāng)智能封堵器4通過第一通過感應(yīng)傳感器I時(shí)，第一通過感應(yīng)傳感器I產(chǎn)生第一通過信號(hào)并發(fā)送給控制器5，在智能封堵器4通過第二通過感應(yīng)傳感器2時(shí)，第二通過感應(yīng)傳感器2產(chǎn)生第二通過信號(hào)并發(fā)送給控制器5。在一些實(shí)施例中，通過感應(yīng)傳感器可以采用過球指示器，其方便從市場(chǎng)直接購(gòu)得裝配。
[0032]磁場(chǎng)發(fā)生裝置，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在需要封堵器停止的位置前，并以第二預(yù)設(shè)距離設(shè)置在智能封堵器輸送方向上的最后一個(gè)通過感應(yīng)傳感器之后;磁場(chǎng)發(fā)生裝置的作用是在封堵器到達(dá)其所在位置時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，以和封堵器上的磁-電轉(zhuǎn)換裝置(下文敘述)耦合作用，產(chǎn)生電流。本實(shí)施例中采用的是設(shè)置在C點(diǎn)的第一線圈6，C點(diǎn)位置與第二傳感器2所在位置的距離為定值，并且靠近預(yù)定停止位置D。
[0033]控制器5由電源10供電，例如可以采用柴油發(fā)電機(jī)組，發(fā)出三相380V的交流電至控制器5?？刂破?與第一通過感應(yīng)傳感器I和第二通過感應(yīng)傳感器2連接，并在控制器5的輸出端電連接第一線圈6?？刂破?接收通過感應(yīng)傳感器發(fā)送的信號(hào)并根據(jù)A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離(第一預(yù)設(shè)距離)和接收信號(hào)的時(shí)間差確定智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度，再根據(jù)B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離(第二預(yù)設(shè)距離)確定智能封堵器運(yùn)動(dòng)到第一線圈6處的時(shí)間，并在該時(shí)間向第一線圈6輸出經(jīng)過整流濾波的直流電流，以產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0034]磁-電轉(zhuǎn)換裝置，磁-電轉(zhuǎn)換裝置與智能封堵器的制動(dòng)系統(tǒng)連接，在本實(shí)施例中，磁-電轉(zhuǎn)換裝置為第二線圈8，這樣可以與通電的第一線圈6耦合產(chǎn)生電流。智能封堵器具有閘瓦與閘瓦的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在一些實(shí)施例中還可以包括控制密封氣(或密封油)的密封囊的電磁閥。第二線圈8與電磁閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接。當(dāng)?shù)诙€圈8產(chǎn)生電流時(shí)，一方面，執(zhí)行機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)，將閘瓦撐開頂在管道內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)停止，另一方面，電磁閥打開，密封氣或密封油被填充到密封囊中，密封囊迅速膨脹最終形成對(duì)管道的密封。這樣，智能封堵器可以運(yùn)動(dòng)到預(yù)定停止位置D而停止并密封。
[0035]A點(diǎn)和B點(diǎn)的距離，以及B點(diǎn)和C點(diǎn)的距離最好是一個(gè)整數(shù)值，這樣方便控制器編程計(jì)算，例如，A點(diǎn)到B點(diǎn)距離可以是10-15米，B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為10-20米。
[0036]本實(shí)施例中，還提供了利用上述控制裝置來控制封堵器在預(yù)定位置停止的方法，一并參考圖2所示，該方法依次包括以下的步驟:
[0037]S1:根據(jù)智能封堵器依次通過第一位置(A點(diǎn))和第二位置(B點(diǎn))的時(shí)間差以及第一位置和第二位置間的距離確定所述智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度。
[0038]S2:根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度確定到達(dá)第三位置(C點(diǎn))的時(shí)間，并在該時(shí)間生成磁場(chǎng)；[0039 ] S3:利用磁場(chǎng)生成驅(qū)動(dòng)智能封堵器制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的電流。
[0040]S2中，磁場(chǎng)的生成方式可以是:在第三位置設(shè)置第一線圈6并與控制器5電連接，通過控制器5將電流整形濾波后輸出到第一線圈6上，以生成磁場(chǎng)。
[0041]S3中，可以通過設(shè)置在封堵器上的第二線圈8與第一線圈6耦合產(chǎn)生電流，并將電流輸送到制動(dòng)系統(tǒng)。
[0042]此外，在為智能封堵器制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的驅(qū)動(dòng)后，控制器5停止向第一線圈6的電流輸送。這樣可以保證控制器5僅在封堵器通過C點(diǎn)的前后數(shù)秒間通電，既節(jié)約了能源，還避免了管道受到磁污染(管道被磁化帶有了永久性磁場(chǎng))，可將今后在施焊中磁場(chǎng)對(duì)管道的影響降至最小。第一線圈6在封堵器通過時(shí)，第一線圈6產(chǎn)生的磁場(chǎng)與封堵器的第二線圈8發(fā)生耦合，產(chǎn)生電流，此時(shí)制第一線圈6為有載工況，與封堵器未通過或通過后的無(wú)載工況相比，輸入至第一線圈6的電流值有所不同，據(jù)此，也可以用于判定封堵器是否通過與動(dòng)作，提高了定位的精準(zhǔn)程度。
[0043]當(dāng)然，封堵器停止后還可以用封堵器定位儀檢驗(yàn)定位，以確認(rèn)封堵器是否停止與停止的精確位置。
[0044]以上對(duì)本發(fā)明所提供的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置和方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，其特征在于，包括: 兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器，兩個(gè)通過感應(yīng)傳感器以第一預(yù)設(shè)距離設(shè)置在需要封堵的管道外部，通過感應(yīng)傳感器在感應(yīng)到智能封堵器通過時(shí)產(chǎn)生信號(hào)； 磁場(chǎng)發(fā)生裝置，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在需要封堵器停止的位置前，并以第二預(yù)設(shè)距離設(shè)置在智能封堵器輸送方向上的最后一個(gè)通過感應(yīng)傳感器之后； 控制器，所述控制器與磁場(chǎng)發(fā)生裝置和通過感應(yīng)傳感器連接;所述控制器接收通過感應(yīng)傳感器發(fā)送的信號(hào)并根據(jù)第一預(yù)設(shè)距離和接收信號(hào)的時(shí)間差確定智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度，再根據(jù)第二預(yù)設(shè)距離確定智能封堵器運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)發(fā)生裝置的時(shí)間，并在該時(shí)間控制磁場(chǎng)發(fā)生裝置運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生磁場(chǎng)；以及 磁-電轉(zhuǎn)換裝置，磁-電轉(zhuǎn)換裝置與智能封堵器的制動(dòng)系統(tǒng)連接，在所述磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流，以驅(qū)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，其特征在于，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括第一線圈，第一線圈與控制器電連接，并接收控制器輸送的電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，其特征在于，所述磁-電轉(zhuǎn)換裝置包括安裝在智能封堵器上的第二線圈，第二線圈在磁場(chǎng)的感應(yīng)下產(chǎn)生電流，以驅(qū)動(dòng)所述制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)距離和/或第二預(yù)設(shè)距離為整數(shù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制裝置，其特征在于，在為制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的驅(qū)動(dòng)后，控制器停止磁場(chǎng)發(fā)生裝置的運(yùn)行。6.智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，所述方法包括: S1:根據(jù)智能封堵器依次通過第一位置和第二位置的時(shí)間差以及第一位置和第二位置間的距離確定所述智能封堵器的運(yùn)動(dòng)速度； S2:根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度確定到達(dá)第三位置的時(shí)間，并在該時(shí)間生成磁場(chǎng)；以及 S3:利用磁場(chǎng)生成驅(qū)動(dòng)智能封堵器制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的電流； 其中，所述第三位置位于需要封堵器停止的位置前且位于第二位置后。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，其特征在于，第一位置和第二位置間的距離為整數(shù)值。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，其特征在于，所述第二位置和第三位置間的距離為整數(shù)值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，其特征在于，在為所述制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的驅(qū)動(dòng)后，停止磁場(chǎng)發(fā)生裝置的運(yùn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一所述的智能封堵器在預(yù)定位置停止的控制方法，其特征在于，用于生成所述磁場(chǎng)的裝置為設(shè)置在第三位置的第一線圈；用于生成所述電流的裝置為智能封堵器上與制動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)連接的第二線圈。
【文檔編號(hào)】F16L55/16GK105927817SQ201610494525
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】郝澎
【申請(qǐng)人】天津綠清管道科技股份有限公司