Detector para la detección de anomalías en tuberías.

Una unidad sensora (50) sin amarre de forma esférica o elipsoide apta para la inspección de tuberías

(200) que contienen líquido en movimiento (206) de menor densidad que la unidad sensora (50). Dicha unidad sensora (50) ha sido adaptada para rodar en la dirección de flujo del líquido por el fondo del interior de la tubería, empujada por su caudal. La unidad sensora (50) incluye un paquete (100) que contiene:

(i) un sensor (112) seleccionado entre al menos un sensor magnético y al menos un acelerómetro, configurado para detectar el número de revoluciones de la unidad sensora y

(ii) un sensor acústico (118) para detectar el sonido de un escape y

(iii) dispositivos (120) para registrar los datos detectados por dichos sensores.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CA2006/000146.

Solicitante: Pure Technologies Ltd.

Nacionalidad solicitante: Canadá.

Dirección: THIRD FLOOR, 705 - 11TH AVENUE S.W. CALGARY, ALBERTA, T2R 0E3 CANADA.

Inventor/es: PAULSON, PETER O.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Dispositivos o accesorios para utilizarlos con o... > F16L55/40 (del cuerpo)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > ENSAYO DEL EQUILIBRADO ESTATICO O DINAMICO DE MAQUINAS... > Examen de la estanqueidad de estructuras ante un... > G01M3/24 (utilizando vibraciones infrasónicas, sónicas o ultrasónicas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales mediante... > G01N27/82 (para investigar la presencia de grietas)

PDF original: ES-2541103_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

DETECTOR PARA LA DETECCIÓN DE ANOMALÍAS EN TUBERÍAS

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. ÁMBITO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un detector para la detección de anomalías en tuberías que transportan líquidos. En su formato preferente, la invención está vinculada a una unidad sensora capaz de inspeccionar una tubería que transporta líquidos sin interferir con los líquidos transportados por la tubería. En una de sus versiones, el detector detecta los puntos donde se producen escapes de líquidos en la tubería. En otra de sus versiones, el detector se usa en tuberías de hormigón con refuerzo de alambre para detectar las partes del alambre con daños o corrosión, o bien se usa en tuberías metálicas para detectar la existencia de corrosión y/o fallos de soldadura. La unidad sensora también dispone de un método novedoso para determinar su ubicación dentro de la tubería.

2. DESCRIPCIÓN DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Existe el uso de detectores acústicos para detectar escapes en tuberías. Los detectores pueden colocarse, por ejemplo, en la parte inferior de los orificios de inspección o a lo largo de un cable colgado entre los orificios de inspección, o bien a lo largo de un cable que se arrastra por el tramo inferior de la tubería, tal y como se muestra en la patente nº 2.273.979 de Paulson Canadian. Dichos detectores detectan el sonido que se produce al romperse el refuerzo de alambre de una tubería de hormigón reforzada con alambre, así como el sonido de una fuga de líquido a través de un escape en una tubería metálica o de hormigón.

Existe un dispositivo denominado "raspador" que inspecciona las tuberías de pequeño diámetro, sobre todo en oleoductos. Este dispositivo ocupa el espacio de la tubería y es impulsada por ella por el la presión del petróleo. Este método de inspección puede usarse para localizar fugas y para revisar las soldaduras entre los tramos contiguos de una tubería.

Existe el uso de un sensor no amarrado de densidad neutra que es impulsado por el líquido de la tubería, tal y como se muestra en PCT solicitud publicada WO 2004/059274. No obstante, es difícil determinar la ubicación de este tipo de sensor dentro de una tubería y, además, puede quedar atrapado en su interior. Además, estas unidades sensoras se comunican con electroimanes, lo que impide que utilicen sensores magnéticos -como los magnetómetros- para sondear las condiciones de la tubería.

Los documentos US 6 241 028 y WO 01/70422 muestran unidades sensoras sin éter con forma esférica o elipsoide que son aptas para inspeccionar tuberías que contienen líquido en movimiento de una densidad menor que las unidades sensoras. Estas unidades sensoras están adaptadas para rodar en la dirección del caudal del líquido a lo largo del fondo del interior de la tubería, empujadas por el movimiento del líquido en la tubería.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Por un lado, esta invención ofrece una unidad sensora no amarrada, de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1. Por el otro lado, la presente invención proporciona un método para inspeccionar las tuberías, según lo indicado en la reivindicación 5. Un método posible consistiría en introducir la unidad sensora en la tubería por una boca de acceso o un orificio de inspección mientras la tubería transporta líquido. La unidad sensora viaja con el caudal de líquido y se recupera en un orificio de inspección situado aguas abajo o bien en otro punto por el que se pueda acceder de manera práctica a la tubería. En su formato preferente, el sensor contendría tres magnetómetros dispuestos ortogonalmente.

Cuando está en uso, la sección transversal de la unidad sensora de la invención es más pequeña que la tubería y no impide el movimiento de líquido por su interior. En lugar de ello, es transportada por el caudal de líquido. Por consiguiente, no crea una presión de retroceso significativa ni impide el movimiento de líquido por la tubería. Además, puede hacerse lo suficientemente pequeña como para poder ser usada en tuberías que son demasiado estrechas para dar cabida a una persona y en las que, por lo tanto, es imposible que la inspección pueda ser llevada a cabo por una persona.

La unidad sensora (compuesta de los sensores, el equipo asociado y una batería dentro de una estructura de protección exterior) suele tener forma de bola. En una de sus versiones,

es esférica y adquiere la forma de, por ejemplo, una pelota de tenis. En otra de sus versiones, tiene un eje ligeramente alargado que le da el aspecto de la pelota empleada en el fútbol americano o canadiense o bien en el rugby inglés (en adelante, forma "elipsoide") . Las versiones preferentes de la unidad sensora engloban desde una forma esférica (todos los ejes son iguales) hasta una forma elipsoide donde uno de los ejes (en adelante, el "eje mayor") es un 30% más largo que los otros dos, que son equivalentes.

En una de sus versiones posibles, la unidad sensora incluye un paquete interior no comprimible, preferiblemente cilíndrico o esférico, que contiene uno o varios sensores, un dispositivo de registro y una fuente de alimentación (p. ej. una batería) . Para los fines de este documento, dicho paquete se denominará "paquete sensor". El paquete sensor se halla dentro de una unidad exterior que tiene forma de bola (en adelante, la "bola") . El paquete sensor y la unidad de la bola conforman, conjuntamente, la unidad sensora de la invención.

En una de sus versiones preferentes, la unidad sensora rueda por el fondo de la tubería, como una bola que rueda por el suelo. El líquido en movimiento de la tubería proporciona la fuerza motriz necesaria para este movimiento de rodadura. Para que la unidad sensora permanezca en el fondo de la tubería, su densidad total es superior a la del líquido de la tubería.

En otra de sus versiones, que no forma parte de la invención que se reivindica en el presente documento, la unidad sensora cuenta con una densidad total inferior a la del líquido de la tubería y rueda por la superficie superior del interior de la tubería (muchas tuberías disponen de orificios de acceso en su superficie superior) . En el caso de utilizarse esta versión de la invención, la sección transversal de la unidad sensora deberá ser mayor que la de cualquier válvula u orificio de acceso que haya entre el punto de introducción en la tubería y el punto de extracción para evitar que se atasque.

En una de sus versiones preferentes, la unidad sensora es esférica, como una pelota de tenis o de fútbol. En el caso de ser esférica, el diámetro de la unidad sensora debe ser, preferiblemente, inferior a la mitad del diámetro de la tubería donde está previsto que se use el dispositivo. De esta manera, la unidad sensora puede pasar por debajo de objetos que dividen la tubería por la mitad a lo largo de su diámetro horizontal como, por ejemplo, las válvulas de mariposa abiertas. El diámetro de la unidad sensora también debe ser lo bastante

grande como para que ésta pueda rodar fácilmente sobre pequeños obstáculos (p. ej. superficies discontinuas en la pared de la tubería en los puntos de unión de dos tramos) , de manera que el agua la arrastre hacia delante incluso si la tubería presenta una inclinación ascendente. La acción de rodadura de la unidad sensora provoca un movimiento de inercia angular. Esta inercia ayuda a cruzar diversos obstáculos, como sumideros inferiores, y que a la bola sea menos propensa a quedarse atrapada por obstáculos. Además, como la bola cruza el centro inferior de la tubería, cruza sin dificultad los pequeños desagües hacia tuberías adyacentes (que suelen encontrarse en los laterales de la tubería en vez de en la parte inferior) . En la mayoría... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una unidad sensora (50) sin amarre de forma esférica o elipsoide apta para la inspección de tuberías (200) que contienen líquido en movimiento (206) de menor densidad que la unidad sensora (50) . Dicha unidad sensora (50) ha sido adaptada para rodar en la dirección de flujo del líquido por el fondo del interior de la tubería, empujada por su caudal. La unidad sensora (50) incluye un paquete (100) que contiene:

(i) un sensor (112) seleccionado entre al menos un sensor magnético y al menos un acelerómetro, configurado para detectar el número de revoluciones de la unidad sensora y

(ii) un sensor acústico (118) para detectar el sonido de un escape y

(iii) dispositivos (120) para registrar los datos detectados por dichos sensores.

2. Una unidad sensora (50) como la reivindicada en la reivindicación 1 que consta, adicionalmente, de un transmisor o transpondedor acústico que emite una frecuencia superior a 20 kilohertz.

3. Una unidad sensora (50) como la reivindicada en la reivindicación 1 o 2 que consta, adicionalmente, de un transmisor o transpondedor que emite en un rango de frecuencias que incluye un impulso de barrido entre 1 kilohertz y 200 kilohertz.

4. Una unidad sensora (50) como la reivindicada en las reivindicaciones 1 a 3, donde el sensor está formado por tres magnetómetros (112, 114 y 116) dispuestos ortogonalmente entre sí.

5. Un método para inspeccionar tuberías (200) que contienen líquido en movimiento (206) . El método incluye:

proporcionar una unidad sensora (50) que incluya un paquete (100) que contenga:

(i) un sensor (112) seleccionado entre al menos un sensor magnético y al menos un acelerómetro, y 23

(ii) un sensor acústico (118) para detectar el sonido de un escape en la tubería (200) , y (iii) dispositivos (120) para registrar los datos detectados por dichos sensores. Dicha unidad sensora será de mayor densidad que el líquido en la tubería por inspeccionar; y que permita que la unidad sensora ruede por el fondo del interior de la tubería siguiendo el movimiento del líquido mientras registra una señal que representa el número de revoluciones realizadas por la superficie de la unidad sensora, así como una señal de dicho sensor acústico que pueda analizarse posteriormente para determinar la ubicación de una fuga.

6. Un método como el reivindicado en la reivindicación 5, donde la unidad sensora (50)

conste de un transmisor o transpondedor acústico y el método incluya emitir señales del transmisor o transpondedor y recibir dichas señales en al menos una ubicación de la tubería (200) .

7. Un método como el reivindicado en la reivindicación 6, donde las señales se emitan a una 20 frecuencia superior a 20 kilohertz.

8. Un método como el reivindicado en la reivindicación 7, donde las señales se emitan en un rango de frecuencias que incluya un impulso de barrido, en un rango entre 1 kilohertz y 200 kilohertz.