BRPI0600496B1

BRPI0600496B1 - HIGH RESOLUTION PROFILE PIG FOR DETECTION AND QUANTIFICATION OF INTERNAL PIPE CORROSION

Info

Publication number: BRPI0600496B1
Application number: BRPI0600496-2A
Authority: BR
Inventors: Cláudio Soligo Camerini; José Augusto Pereira Da Silva; Miguel De Andrade Freitas
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobrás
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2020-09-24
Also published as: BRPI0600496A

Abstract

pig de perfilagem de alta resolução para detecção e quantificação da corrosão interna de tubulações a presente invenção refere-se a um equipamento destinado a ser enviado pelo interior de uma tubulação, com meios de percepção e registro de irregularidades provocadas por corrosão na parede interna da referida tubulação. compreende elementos elastoméricos que podem ser copos ou discos, os quais encontram-se ligados axialmente às extremidades ou ao longo de um corpo, que pode ser rígido ou flexível. ao longo do corpo também é unido um conjunto sensor formado por uma pluralidade de anéis que apresentam uma pluralidade de sensores de ângulo de alta precisão ligados radialmente ao longo de todo o perímetro de cada anel. também faz parte do pig da presente invenção, meios para registrar a distância percorrida no interior da tubulação. todos os sinais de todos os sensores são transmitidos para um sistema eletrônico microprocessado.high resolution profiling pig for the detection and quantification of internal pipe corrosion the present invention relates to equipment intended to be sent inside a pipe, with means of perception and registration of irregularities caused by corrosion on the internal wall of said pipe piping. it comprises elastomeric elements which can be cups or discs, which are axially connected to the ends or along a body, which can be rigid or flexible. a sensor assembly formed by a plurality of rings which have a plurality of high precision angle sensors radially connected along the entire perimeter of each ring is also joined along the body. also part of the pig of the present invention, means to record the distance traveled inside the pipe. all signals from all sensors are transmitted to a microprocessed electronic system.

Description

HIGH RESOLUTION PROFILE PIG FOR DETECTION AND QUANTIFICATION OF INTERNAL PIPE CORROSION

FIELD OF THE INVENTION

A presente invenção encontra seu campo de aplicação entre os equipamentos destinados a serem enviados pelo interior de uma tubulação, impulsionados por um fluido que escoa dentro da referida tubulação, com meios de percepção e registro de irregularidades provocadas por corrosão na parede interna desta tubulação.The present invention finds its field of application among the equipment destined to be sent inside a pipe, driven by a fluid that flows inside that pipe, with means of perception and registration of irregularities caused by corrosion in the inner wall of this pipe.

TECHNICAL STATUS

Todas as grandes indústrias se utilizam de tubulações. É importante que os operadores dessas indústrias conheçam, o mais que puderem, sobre as condições estruturais dessas tubulações. Uma das formas de verificar as condições de uma tubulação, é promover a passagem de um equipamento pelo interior da tubulação.All major industries use pipes. It is important that operators in these industries know, as much as they can, about the structural conditions of these pipes. One of the ways to check the condition of a pipe is to promote the passage of equipment through the inside of the pipe.

O propósito dessa passagem pode ser tanto para a manutenção em termos da limpeza interna da tubulação, como para a inspeção da parede interna.The purpose of this passage can be both for maintenance in terms of the internal cleaning of the pipeline, as well as for the inspection of the internal wall.

No caso de uma inspeção, o equipamento tem a capacidade de transportar em seu interior, uma instrumentação com um meio de gravação de dados relativos a desvios na configuração interna das paredes da referida tubulação.In the case of an inspection, the equipment has the capacity to carry inside it, an instrumentation with a means of recording data related to deviations in the internal configuration of the walls of said pipe.

Esse equipamento é conhecido pelos especialistas de uma forma genérica pelo termo “pig”.This equipment is known to specialists in a generic way by the term “pig”.

Em uma aplicação especial instrumentada, são conhecidos como “pigs calibradores” ou “pigs geométricos”.In a special instrumented application, they are known as "calibrating pigs" or "geometric pigs".

Pigs geométricos normalmente compreendem um corpo com pelo menos dois copos de material elastomérico e com certo grau de flexibilidade, que tocam a parede interna da tubulação pelo interior da qual se deslocam.Geometric pigs usually comprise a body with at least two glasses of elastomeric material and with a certain degree of flexibility, which touch the inner wall of the pipe through which they move.

Ao passar pelo interior da tubulação, caso encontre alguma irregularidade como um amassamento por exemplo, o copo se deforma, aciona um transdutor e, por consequência, gera um registro de uma irregularidade. Exemplo desse tipo de pig, está descrito no documento US 3,755,908 pertencente à VerNooy e no documento US 4,457,073, pertencente à T.D.Williamson Inc.When passing through the interior of the pipe, if it finds any irregularity such as dents, for example, the glass deforms, activates a transducer and, consequently, generates a record of an irregularity. An example of this type of pig is described in document US 3,755,908 belonging to VerNooy and in document US 4,457,073 belonging to T.D.Williamson Inc.

Não se pode dizer que tais pigs não funcionam. Funcionam muito bem, uma vez que são frequentemente utilizados até hoje.It cannot be said that such pigs do not work. They work very well, since they are often used today.

Estes pigs, porém, não são eficientes para casos nos quais a parede interna de tubulações é atacada pelo fenômeno da corrosão. Pela própria natureza destes pigs, apenas incrustações e deformações mecânicas são capazes de deformar os copos dotados com os elementos sensores do pig e provocar registros, como já foi dito.These pigs, however, are not efficient for cases in which the inner wall of pipes is attacked by the corrosion phenomenon. Due to the very nature of these pigs, only incrustations and mechanical deformations are capable of deforming the cups equipped with the pig's sensing elements and provoking registers, as already said.

Deve ser observado que protuberâncias na parede interna de uma tubulação também podem ser causadas pelo fenômeno da corrosão. Porém, o que acontece com frequência, é o surgimento de depressões na parede da tubulação, as quais o tipo de pig acima não é capaz de perceber.It should be noted that protuberances on the inside wall of a pipe can also be caused by the phenomenon of corrosion. However, what happens frequently is the appearance of depressions in the pipe wall, which the type of pig above is not able to perceive.

Os pigs evoluíram para ter a capacidade de perceber e registrar as irregularidades provocadas por corrosão na parede interna da tubulação pelo interior da qual ele se desloca.The pigs have evolved to have the ability to perceive and register the irregularities caused by corrosion in the inner wall of the pipe through which it travels.

Em tubulações de transporte de petróleo e seus derivados, a ocorrência de falhas estruturais por corrosão interna normalmente fica localizada na geratriz inferior da tubulação. Isto acontece devido a presença de água salgada fazendo parte do fluido que é transportado. A água salgada, como é mais pesada que os hidrocarbonetos, migra para a região da geratriz inferior da tubulação e gera quase que uma linha localizada e frequente em falhas provocadas pelo fenômeno da corrosão.In pipelines transporting oil and its derivatives, the occurrence of structural failures due to internal corrosion is usually located in the lower generatrix of the pipeline. This happens due to the presence of salt water forming part of the fluid that is transported. Salt water, as it is heavier than hydrocarbons, migrates to the region of the lower generatrix of the pipe and generates almost a localized and frequent line in failures caused by the corrosion phenomenon.

Um tipo de pig para detecção das falhas citadas acima, é o Pig Magnético de Corrosão, também conhecido internacionalmente como “Magnetic Flux Leakage Pig” ou, simplesmente, “MFL Pig”.A type of pig for detecting the failures mentioned above, is the Magnetic Corrosion Pig, also known internationally as “Magnetic Flux Leakage Pig” or, simply, “MFL Pig”.

Este tipo de pig atua em duas etapas quase que instantâneas. Uma primeira etapa compreende a magnetização da parede da tubulação. Uma segunda etapa, logo a seguir, compreende a medição do campo magnético sobre a superfície magnetizada na primeira etapa. A detecção de uma falha é interpretada pela ocorrência de fugas de campo magnético percebidas pelos sensores de detecção. Uma fuga de campo magnético significa perda de material metálico, que indica uma falha na espessura da tubulação.This type of pig acts in two almost instantaneous stages. A first step involves the magnetization of the pipe wall. A second stage, right after, comprises the measurement of the magnetic field on the magnetized surface in the first stage. The detection of a fault is interpreted by the occurrence of magnetic field leaks perceived by the detection sensors. A leakage of magnetic field means loss of metallic material, which indicates a failure in the thickness of the pipe.

Este tipo de pig apresenta algumas limitações para a determinação precisa do tipo de falha causada pelo fenômeno da corrosão.This type of pig has some limitations for the precise determination of the type of failure caused by the corrosion phenomenon.

A primeira delas reside na precisão da quantificação deste tipo de corrosão. Como as falhas ou defeitos ficam muito próximos entre si, a resposta fica comprometida em termos de graduação do nível da corrosão. O grande número de defeitos gera uma pertubação muito complexa no campo magnético na região da geratriz inferior e o resultado final é impreciso. Por outro lado, não é possível ter certeza se o defeito é uma protuberância ou uma depressão.The first of them lies in the precision of the quantification of this type of corrosion. As the flaws or defects are very close to each other, the response is compromised in terms of grading the level of corrosion. The large number of defects generates a very complex disturbance in the magnetic field in the region of the lower generatrix and the final result is imprecise. On the other hand, it is not possible to be sure whether the defect is a bulge or a depression.

A segunda limitação fica por conta da espessura da parede da tubulação. Para tubulações com espessura de parede acima de 12 mm, a sensibilidade da aparelhagem sensora enfraquece drasticamente. O pig, por ser um equipamento autônomo e que se desloca pela pressão do fluido em uma determinada velocidade de fluxo, não tem capacidade de carregar uma instrumentação com potência suficiente para magnetizar parede com grande espessura.The second limitation is due to the thickness of the pipe wall. For pipes with a wall thickness above 12 mm, the sensitivity of the sensor apparatus weakens dramatically. The pig, being an autonomous equipment and that moves by the pressure of the fluid at a certain flow speed, does not have the capacity to load an instrumentation with sufficient power to magnetize thick wall.

Um caso crítico é o de tubulações com grande espessura de parede e diâmetro médio ou pequeno. O espaço interior deste tipo de tubulação é muito pequeno (diâmetro) e o volume a ser magnetizado é grande (espessura). Um exemplo deste tipo de tubulação é um duto submarino para a exploração de petróleo em águas profundas, no qual a espessura da parede tem que ser grande para resistir as altas pressões do meio ambiente.A critical case is that of pipes with large wall thickness and medium or small diameter. The interior space of this type of pipe is very small (diameter) and the volume to be magnetized is large (thickness). An example of this type of piping is an underwater pipeline for oil exploration in deep waters, in which the wall thickness has to be large to withstand the high pressures of the environment.

Como a tendência, em termos de exploração, aponta para profundidades ainda maiores, maior espessura de parede de tubulação pode ser esperada. Nas condições tecnológicas atuais e com o nível de espessura de parede de tubulação a ser requerida, em breve é de se supor que o Pig MFL irá perder totalmente seu nível de eficiência e, consequentemente, sua utilidade na inspeção de dutos submarinos para águas profundas. Isto, de maneira alguma sugere que ele não continue sendo eficiente para as características de tubulação normais.As the trend, in terms of exploration, points to even greater depths, greater pipe wall thickness can be expected. In the current technological conditions and with the level of pipe wall thickness to be required, it is soon to be assumed that the Pig MFL will totally lose its level of efficiency and, consequently, its usefulness in the inspection of submarine pipelines for deep waters. This in no way suggests that it will not continue to be efficient for normal piping characteristics.

Uma outra ferramenta para inspecionar o interior de tubulações é conhecido como Pig Ultra-sônico. O princípio de funcionamento reside na emissão de ondas de alta frequência contra a parede da tubulação e na captação do eco correspondente à onda emitida, com registro do tempo de ida da onda e volta do eco. O tempo entre a emissão da onda e o retorno do eco, quando fora de uma homogeneidade, é indicativo de falha por corrosão.Another tool for inspecting the interior of pipes is known as the Ultrasonic Pig. The operating principle resides in the emission of high frequency waves against the pipe wall and in the capture of the echo corresponding to the emitted wave, with a record of the time of the wave's return and return. The time between the wave emission and the echo return, when out of homogeneity, is indicative of corrosion failure.

Embora seja um sistema que não apresenta problemas em relação à espessura da tubulação e não apresenta problemas em ser compactado para que possa ser inserido em tubulações de médio a pequeno diâmetro, características que tornam-se vantagens sobre o Pig MFL anteriormente descrito, este tipo de equipamento necessita de alto grau de limpeza da superfície interna da tubulação e a necessidade do fluxo de líquido que é transportado ser homogêneo. Isto quer dizer que a tubulação tem que estar totalmente isenta de depósitos de parafina, carepas e outros detritos diversos.Although it is a system that does not present problems in relation to the thickness of the pipe and does not present problems in being compacted so that it can be inserted in pipes of medium to small diameter, characteristics that become advantages over the Pig MFL previously described, this type of The equipment requires a high degree of cleaning of the internal surface of the pipe and the need for the liquid flow that is transported to be homogeneous. This means that the piping must be totally free of paraffin deposits, scale and other miscellaneous debris.

Com os dois problemas relatados logo acima, a utilização do Pig Ultra-sônico torna-se inviável em tubulações de produção de óleo, onde é comum a presença de parafinas, areias e outros detritos, além do fluido, que com frequência está misturado com gases, água de formação e areias.With the two problems reported above, the use of the Ultrasonic Pig becomes impracticable in oil production pipes, where paraffins, sands and other debris are common, in addition to the fluid, which is often mixed with gases , formation water and sands.

Como se tudo isto não bastasse, o custo envolvido neste equipamento é muito alto.As if all this were not enough, the cost involved in this equipment is very high.

Ainda é sentida a necessidade de um equipamento que possa registrar com precisão a localização, quantificação, e o perfil de uma ocorrência de corrosão no interior de uma tubulação de transporte de fluido.There is still a need for equipment that can accurately record the location, quantification, and profile of an occurrence of corrosion inside a fluid transport pipeline.

SUMMARY OF THE INVENTION

Trata a presente invenção de um equipamento destinado a ser enviado pelo interior de uma tubulação, com meios de percepção e registro de irregularidades provocadas por corrosão na parede interna da referida tubulação, de tal forma que o perfil da irregularidade seja exatamente determinado.This invention deals with equipment intended to be sent inside a pipe, with means of perceiving and registering irregularities caused by corrosion on the internal wall of said pipe, in such a way that the profile of the irregularity is exactly determined.

Compreende elementos elastoméricos que podem ser copos ou discos, os quais encontram-se ligados axialmente às extremidades de um corpo, que pode ser rígido ou flexível.It comprises elastomeric elements that can be cups or disks, which are axially connected to the ends of a body, which can be rigid or flexible.

Ao longo do corpo rígido ou flexível, é unido axialmente um conjunto sensor. No caso do corpo ser rígido, o conjunto sensor é formado por uma pluralidade de anéis adaptados e fixados ao corpo. Cada anel apresenta uma pluralidade de sensores ligados radialmente ao longo de todo o seu perímetro.No caso de um corpo flexível o conjunto sensor é formado por uma pluralidade de sensores fixados diretamente à superfície do corpo flexível.A sensor assembly is axially joined along the rigid or flexible body. In case the body is rigid, the sensor assembly is formed by a plurality of rings adapted and fixed to the body. Each ring has a plurality of sensors radially connected along its entire perimeter. In the case of a flexible body, the sensor assembly is formed by a plurality of sensors fixed directly to the surface of the flexible body.

Cada sensor para detecção e perfilagem da corrosão é do tipo de ângulo de alta precisão. No caso presente, compreende um estilete tensionado de forma que esteja sempre defletido contra a parede da tubulação. No eixo principal de movimento do estilete encontra-se unido um medidor, o qual pode ser ótico, resistivo ou magnético. As depressões e/ou protuberâncias provocadas por corrosão na parede interna da tubulação, movimentam os estiletes, provocando a geração de sinais a partir das medidas dos sensores de ângulo de alta precisão.Each sensor for corrosion detection and profiling is of the high precision angle type. In the present case, it comprises a stylus tensioned in such a way that it is always deflected against the pipe wall. A meter is attached to the main axis of movement of the stylus, which can be optical, resistive or magnetic. The depressions and / or protuberances caused by corrosion on the inner wall of the piping, move the stylets, causing the generation of signals from the measurements of the high precision angle sensors.

Também faz parte do pig da presente invenção, meios para registrar a distância percorrida no interior da tubulação.Also part of the pig of the present invention, means for recording the distance traveled inside the pipe.

Todos os sinais de todos os sensores são transmitidos para um sistema eletrônico microprocessado.All signals from all sensors are transmitted to a microprocessed electronic system.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

As características do pig de perfilagem de alta resolução para quantificação da corrosão interna de tubulações, objeto da presente invenção, serão melhor percebidas a partir da descrição detalhada que se fará a seguir, a mero título de exemplo, associada aos desenhos abaixo referenciados, os quais são parte integrante do presente relatório.
A FIGURA 1 apresenta uma representação em perspectiva do equipamento de acordo com a presente invenção.
A FIGURA 2 mostra uma representação esquemática em corte longitudinal AA’ do equipamento da Figura 1.
A FIGURA 3 mostra uma representação em perspectiva de um anel de sensores de acordo com a presente invenção.
A FIGURA 4 mostra o pig da presente invenção em uma representação esquemática uma visão frontal segundo o corte longitudinal da Figura 2, sem os copos elastoméricos.
A FIGURA 5 mostra uma representação em perspectiva de uma concretização de um sensor.
A FIGURA 6 mostra uma representação em vista lateral do sensor da Figura 5, com a representação em pontilhado da capacidade de movimentação do sensor.
A FIGURA 7 apresenta uma vista em perspectiva de uma segunda possível concretização para a presente invenção.The characteristics of the high resolution profiling pig for quantifying the internal corrosion of pipes, object of the present invention, will be better perceived from the detailed description that will be made below, by way of example, associated with the drawings referenced below, which are an integral part of this report.
FIGURE 1 shows a perspective representation of the equipment according to the present invention.
FIGURE 2 shows a schematic representation in longitudinal section AA 'of the equipment of Figure 1.
FIGURE 3 shows a perspective representation of a sensor ring in accordance with the present invention.
FIGURE 4 shows the pig of the present invention in a schematic representation of a frontal view according to the longitudinal section of Figure 2, without the elastomeric cups.
FIGURE 5 shows a perspective representation of an embodiment of a sensor.
FIGURE 6 shows a side view of the sensor in Figure 5, with a dotted representation of the sensor's ability to move.
FIGURE 7 presents a perspective view of a second possible embodiment for the present invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A descrição detalhada do pig de perfilagem de alta resolução para quantificação da corrosão interna de tubulações, objeto da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base nas figuras acima descritas.The detailed description of the high resolution profiling pig for quantifying the internal corrosion of pipes, object of the present invention, will be made according to the identification of the components that form it, based on the figures described above.

O pig da presente invenção tem a capacidade de perceber, localizar, registrar o comprimento, largura e profundidade ou elevação de uma ocorrência provocada por corrosão na parede interna de uma tubulação de transporte de fluidos, em particular, uma tubulação de transporte de petróleo.The pig of the present invention has the ability to perceive, locate, record the length, width and depth or elevation of an occurrence caused by corrosion on the inner wall of a fluid transport pipe, in particular, an oil transport pipe.

O pig da presente invenção, está representado neste relatório por duas concretizações possíveis: uma primeira concretização pode ser observada nas Figuras 1 e 2 e uma segunda concretização na Figura 7. Ambas as concretizações basicamente compreendem:

- elementos elastoméricos (1) impulsionadores fixados axialmente a um corpo (2);
- um conjunto sensor (3), localizado e fixado ao corpo (2) na região compreendida entre elementos elastoméricos (1);
- pelo menos um hodômetro (4), fixado ao corpo (2) em uma localização que pode ser escolhida entre: após um conjunto sensor (3), antes de qualquer um dos elementos elastoméricos (1) e depois de qualquer um dos elementos elastoméricos (1).
- um módulo eletrônico de processamento (5), o qual serve para receber, processar e armazenar todos os dados emitidos tanto pelo conjunto sensor (3) quanto pelo hodômetro (4).

The pig of the present invention is represented in this report by two possible embodiments: a first embodiment can be seen in Figures 1 and 2 and a second embodiment in Figure 7. Both embodiments basically comprise:

- elastomeric elements (1) boosters fixed axially to a body (2);
- a sensor assembly (3), located and attached to the body (2) in the region between elastomeric elements (1);
- at least one odometer (4), attached to the body (2) in a location that can be chosen from: after a sensor set (3), before any of the elastomeric elements (1) and after any of the elastomeric elements (1).
- an electronic processing module (5), which serves to receive, process and store all the data emitted by both the sensor set (3) and the odometer (4).

Os elementos elastoméricos (1) podem ser escolhidos entre: copos elastoméricos, os quais são montados nas extremidades de um corpo (2) que neste caso é rígido, cilíndrico e ôco, ilustrado nas Figuras 1 e 2, e uma pluralidade de discos elastoméricos que são montados ao longo de um corpo (2) tubular flexível, como uma mangueira, ilustrado na Figura 7.The elastomeric elements (1) can be chosen from: elastomeric cups, which are mounted on the ends of a body (2) which in this case is rigid, cylindrical and hollow, illustrated in Figures 1 and 2, and a plurality of elastomeric discs that they are mounted along a flexible tubular body (2), like a hose, illustrated in Figure 7.

No presente relatório, será tomado como exemplo para explicação mais detalhada, a concretização que contempla elementos elastoméricos (1) do tipo copo, montados nas extremidades de um corpo (2) cilíndrico rígido e ôco. Também será considerado no presente relatório, por mera simplificação, o módulo eletrônico de processamento (5) alojado no interior do corpo (2) do pig.In this report, we will take as an example for a more detailed explanation, the embodiment that includes elastomeric elements (1) of the cup type, mounted on the ends of a rigid and hollow cylindrical body (2). This report will also consider, for the sake of simplicity, the electronic processing module (5) housed inside the pig's body (2).

Tomando como base a Figura 3 em conjunto com a Figura 4, pode-se observar um dos anéis sensores (31) que compõem o conjunto sensor (3). O conjunto sensor (3) é formado por uma pluralidade de anéis sensores (31) os quais são montados e fixados ao corpo (2) um imediatamente a seguir de outro. Cada anel sensor (31) apresenta, unidos em posicionamento radial, uma pluralidade de sensores de ângulo de alta precisão (311).Based on Figure 3 together with Figure 4, one can observe one of the sensor rings (31) that make up the sensor set (3). The sensor assembly (3) is formed by a plurality of sensor rings (31) which are mounted and fixed to the body (2) one immediately after another. Each sensor ring (31) presents, together in radial positioning, a plurality of high precision angle sensors (311).

Entre cada um dos anéis sensores (31), é observado um giro de pequeno ângulo a, de forma que os sensores de ângulo de alta precisão (311) que se encontram fixados em um determinado anel sensor (31), apresentem uma pequena defasagem angular em relação aos estiletes (3111) dos sensores de ângulo de alta precisão (311) do anel sensor (31) imediatamente anterior ou imediatamente posterior. Esta situação encontra-se melhor ilustrada na Figura 4. Os anéis sensores (31) e a defasagem angular α entre os estiletes (3111) de cada sensor de ângulo de alta precisão (311) devem ser em número suficiente para cobrir os 360 graus de uma seção da tubulação na região do conjunto sensor (3).Between each of the sensor rings (31), a small angle rotation a is observed, so that the high precision angle sensors (311) that are fixed in a given sensor ring (31), present a small angular lag in relation to the stylets (3111) of the high precision angle sensors (311) of the sensor ring (31) immediately before or immediately after. This situation is best illustrated in Figure 4. The sensor rings (31) and the angular offset α between the stylets (3111) of each high-precision angle sensor (311) must be sufficient in number to cover the 360 degrees of a section of piping in the region of the sensor assembly (3).

Na prática, o posicionamento dos anéis sensores (31) explicado no parágrafo anterior, é o fator principal para determinação do registro, das características e da quantificação das falhas por corrosão existentes na parede interna da tubulação.In practice, the positioning of the sensor rings (31) explained in the previous paragraph, is the main factor for determining the registration, characteristics and quantification of corrosion failures existing in the internal wall of the pipe.

Na Figura 5, observa-se em perspectiva um sensor de ângulo de alta precisão (311). O medidor de ângulo (3112) pode ser escolhido entre vários tipos que possam fornecer medidas confiáveis e de alta precisão, como por exemplo, ótico, resistivo, magnético, posicionado no eixo de movimento (3113) existente na base (3114) do sensor de ângulo de alta precisão (311) e registra um sinal correspondente à medida de um ângulo.In Figure 5, a high precision angle sensor (311) is seen in perspective. The angle meter (3112) can be chosen from several types that can provide reliable and high-precision measurements, such as optical, resistive, magnetic, positioned on the movement axis (3113) on the base (3114) of the sensor. high-precision angle (311) and records a signal corresponding to the measurement of an angle.

O estilete (3111) é o ponto de contato entre o pig e a parede interna da tubulação. O estilete (3111) encontra-se tensionado sempre contra a parede da tubulação. A fonte desta tensão pode ser proporcionada por uma mola (3115), por exemplo.The stylus (3111) is the point of contact between the pig and the inner wall of the pipe. The stylus (3111) is always tensioned against the pipe wall. The source of this tension can be provided by a spring (3115), for example.

A flexibilidade do movimento do estilete (3111) pode ser tanto na direção do pig para a tubulação, no caso de uma falha do tipo depressão na parede da tubulação, quanto na direção da tubulação contra o pig, caso de uma falha do tipo protuberância, ambas causadas por corrosão na parede da tubulação. Esta situação pode ser melhor entendida, por meio da representação pontilhada das possibilidades de movimentação do estilete (3111), ilustrada na Figura 6.The flexibility of the stylus movement (3111) can be either in the direction of the pig towards the pipe, in the case of a failure of the depression type in the wall of the pipe, or in the direction of the pipe against the pig, in the case of a failure of the bulge type, both caused by corrosion on the pipe wall. This situation can be better understood, through the dotted representation of the possibilities of movement of the stylus (3111), illustrated in Figure 6.

EXAMPLE:

Suponha-se uma situação na qual um pig, segundo a presente invenção, percorre o interior de uma tubulação e está prestes a encontrar uma falha, por exemplo, uma depressão. Ao começar a passar por ela, um medidor de ângulo (3112) de um primeiro sensor de ângulo de alta precisão (311) em um dos anéis sensores (31), acusa uma variação angular devido à entrada do estilete (3111) deste sensor de ângulo de alta precisão (311) no início desta falha. Enquanto o estilete (3111) do primeiro sensor de ângulo de alta precisão (311) se aprofunda na falha, os estiletes (3111) pertencentes a sensores de ângulo de alta precisão (311) angularmente defasados do posicionamento do primeiro sensor (31) e que encontram-se no segundo anel sensor (31), começam a registrar uma defasagem angular correspondente às bordas da falha e assim sucessivamente até que o último registro gerado pelo último sensor de ângulo de alta precisão (311) no último anel sensor (31) indique o final da falha. Enquanto a detecção da falha é realizada pelos sensores de ângulo de alta precisão (311), o hodômetro (4) continuamente registra a extensão de tubulação percorrida pelo pig.Suppose a situation in which a pig, according to the present invention, travels inside a pipe and is about to encounter a fault, for example, a depression. When starting to pass through it, an angle meter (3112) of a first high precision angle sensor (311) in one of the sensor rings (31), shows an angular variation due to the stylus (3111) entry of this sensor high precision angle (311) at the beginning of this fault. While the stylus (3111) of the first high-precision angle sensor (311) delves into the fault, the stylets (3111) belonging to high-precision angle sensors (311) are angularly out of step with the positioning of the first sensor (31) and are located on the second sensor ring (31), start recording an angular lag corresponding to the fault edges and so on until the last record generated by the last high precision angle sensor (311) on the last sensor ring (31) indicates the end of the failure. While the failure detection is performed by the high precision angle sensors (311), the odometer (4) continuously records the length of tubing traveled by the pig.

Como foi possível acompanhar no exemplo acima, o conjunto sensor (3) é capaz de registrar o início de uma falha, a sua progressão lateral, sua extensão, a progressão em termos de profundidade em caso de depressão ou elevação o caso de uma protuberância e, com a interpolação e processamento de todos os dados, traçar o perfil exato não só de cada falha, como contar as falhas contidas na seção da tubulação que conjunto sensor (3) cobre para inspeção em cada instante.As it was possible to follow in the example above, the sensor set (3) is able to register the beginning of a fault, its lateral progression, its extension, the progression in terms of depth in case of depression or elevation in the case of a bulge and , with the interpolation and processing of all data, trace the exact profile not only of each fault, but also count the faults contained in the section of the pipe that the sensor assembly (3) covers for inspection at each instant.

No caso de depósitos de parafina ou outros tipos de depósito aderidos, quando o conhecimento das características do fluido que escoa no interior da tubulação já antecipam a possível ocorrência destes depósitos, a tensão do estilete (3111) do sensor de ângulo de alta precisão (311) pode ser ajustada para uma pressão maior contra a parede interna da tubulação.In the case of paraffin deposits or other types of adhered deposits, when the knowledge of the characteristics of the fluid flowing into the pipeline already anticipates the possible occurrence of these deposits, the stylus tension (3111) of the high precision angle sensor (311 ) can be adjusted to a higher pressure against the inner pipe wall.

Com o ajuste de tensão, o estilete (3111) adquire a capacidade de cortar o depósito como uma faca.With the tension adjustment, the stylus (3111) acquires the ability to cut the tank like a knife.

Por outro lado, se o depósito preenche uma depressão formada pela falha, o efeito de corte vai possibilitar a penetração do estilete (3111) no interior da falha e o registro das características desta falha do tipo depressão.On the other hand, if the deposit fills a depression formed by the fault, the cutting effect will allow the stylet (3111) to penetrate into the fault and record the characteristics of this depression type fault.

O conjunto sensor (3), devido à sua flexibilidade operacional que o conjunto de seus componentes proporciona, apresenta uma grande tolerância no tocante à mudanças de diâmetro que podem ocorrer em uma tubulação de transporte.The sensor set (3), due to its operational flexibility that the set of its components provides, has a great tolerance regarding changes in diameter that can occur in a transport pipeline.

Todos os sinais gerados por cada um dos sensores de ângulo de alta precisão (311) de cada anel sensor (31) do conjunto sensor (3), assim como o sinal proveniente do hodômetro (4), são recebidos, tratados e armazenados por um módulo eletrônico de processamento (5). Este módulo eletrônico de processamento (5) pode estar ou não alojado no interior do corpo (2) do pig.All signals generated by each of the high precision angle sensors (311) of each sensor ring (31) of the sensor set (3), as well as the signal from the odometer (4), are received, processed and stored by a electronic processing module (5). This electronic processing module (5) may or may not be housed inside the pig's body (2).

Na presente concretização e, por uma mera questão de exemplo, o módulo eletrônico de processamento (5) encontra-se alojado no interior do corpo (2) do pig, como já foi dito. Os dados gravados são Posteriormente analisados de maneira que forneça como resultado, o posicionamento, a frequência, e qual o perfil de cada falha ocasionada pelo fenômeno da corrosão na parede interna da tubulação. Por perfil deve ser entendido como a quantificação da extensão, largura e altura ou profundidade da falha.In the present embodiment, and for the sake of example, the electronic processing module (5) is housed inside the pig's body (2), as already mentioned. The recorded data are subsequently analyzed in a way that provides, as a result, the positioning, the frequency, and the profile of each failure caused by the corrosion phenomenon on the internal wall of the pipe. Profile should be understood as the quantification of the extent, width and height or depth of the fault.

A concretização do pig cujo corpo (2) é um tubo flexível com elementos elastoméricos (1) em forma de disco pode ser observado na Figura 7.The embodiment of the pig whose body (2) is a flexible tube with elastomeric elements (1) in a disc shape can be seen in Figure 7.

Neste caso, o conjunto sensor (3) também é formado por uma pluralidade de sensores de ângulo de alta precisão (311), porém fixados diretamente sobre o corpo (2) em uma configuração radial.In this case, the sensor assembly (3) is also formed by a plurality of high precision angle sensors (311), but fixed directly on the body (2) in a radial configuration.

Nesta concretização, devido à tensão que cada sensor de ângulo de alta precisão (311) exerce sobre a parede da tubulação, o conjunto sensor (3), que é formado por uma pluralidade de sensores de ângulo de alta precisão (311), como já foi dito anteriormente, adquire adicionalmente uma função de centralização do equipamento em relação ao eixo longitudinal da tubulação. Caso seja necessário, mais elementos elastoméricos em forma de disco podem ser acrescentados para melhorar a centralização do euipamento como um todo.In this embodiment, due to the tension that each high precision angle sensor (311) exerts on the pipe wall, the sensor assembly (3), which is formed by a plurality of high precision angle sensors (311), as already previously mentioned, it additionally acquires a function of centralizing the equipment in relation to the longitudinal axis of the pipe. If necessary, more disk-shaped elastomeric elements can be added to improve the centralization of the equipment as a whole.

O pig desta concretização apresenta como características, uma grande flexibilidade, capacidade de utilização multi-diâmetro, facilidade de passagem em trechos de curva acentuados, de pequeno diâmetro assim como outros obstáculos geométricos e facilidade de deslocamento em tubulações de menor diâmetro, sem perder a precisão de perfilagem do interior da referida tubulação. Na Figura 7 foram omitidos, por uma questão de clareza apenas, a representação e localização dos hodômetros (4).The pig of this embodiment has as characteristics, great flexibility, ability to use multi-diameter, ease of passage in sharp curves, small diameter as well as other geometric obstacles and ease of movement in smaller diameter pipes, without losing precision profiling of the interior of said pipe. In Figure 7, the representation and location of odometers were omitted, for the sake of clarity (4).

A descrição que se fez até aqui do equipamento destinado a ser enviado pelo interior de uma tubulação, objeto da presente invenção, deve ser considerada apenas como possíveis concretizações, e quaisquer características particulares nelas introduzidas devem ser entendidas apenas como algo que foi descrito para facilitar a compreensão. Dessa forma, não podem de forma alguma serem consideradas como limitantes da invenção, a qual está apenas limitada ao escopo das reivindicações que seguem.The description that has been made so far of the equipment intended to be sent inside a pipe, object of the present invention, should be considered only as possible embodiments, and any particular characteristics introduced in them should be understood only as something that has been described to facilitate the understanding. Thus, they cannot in any way be considered as limiting the invention, which is only limited to the scope of the claims that follow.

Claims

High resolution profiling pig for monitoring the internal corrosion of pipes intended to be sent inside a fluid transport pipe, characterized by the ability to locate and quantify, record the length, width, depth or elevation of failures caused by corrosion, provide as a result the profile of each failure detected in the internal wall of a pipe and, basically, understand:

- elastomeric elements (1) boosters attached to a body (2); a sensor assembly (3), located and attached to the body (2) in the region between the elastomeric elements (1);
- at least one odometer (4), attached to the body (2), in a location that can be chosen between: after the sensor set (3), before any of the elastomeric elements (1) and immediately after one of the elastomeric elements (1);
- an electronic processing module (5), which serves to receive, process and store all the data emitted by both the sensor set (3) and the odometer (4).

High-resolution profiling pig according to claim 1, characterized in that the body (2) is a substantially cylindrical, hollow and rigid element.

High-resolution profiling pig according to claim 1, characterized in that the body (2) is a substantially tubular and flexible element.

High resolution profiling pig according to claims 1 and 2, characterized in that the elastomeric element (1) is of the cup type mounted on the ends of the body (2).

High-resolution profiling pig according to claims 1 and 3, characterized in that a plurality of elastomeric elements (1) of the disc type are spaced along the body (2).

High-resolution profiling pig according to claims 1 and 2, characterized in that the sensor assembly (3) is formed by a plurality of sensor rings (31) mounted one after the other, each sensor ring (31) having a connection the latter and in a radial positioning, a plurality of high precision angle sensors (311), each sensor ring must be mounted with a small angle rotation in relation to the sensor ring (31) immediately preceding, so that the angle sensors high precision (311) of a given sensor ring (31) has a small angular lag in relation to the high precision angle sensors (311) of the sensor ring (31) immediately before or after.

High resolution profiling pig according to claims 1 and 3, characterized in that the sensor assembly (3) is formed by a plurality of high precision angle sensors (311) mounted radially and directly to the body (2) with a small angular lag in relation to the high precision angle sensors (311) immediately before or after.

High resolution profiling pig according to claims 1,2, 3, 6 and 7, characterized in that the high-precision angle sensor (311) comprises an angle meter (3112), positioned on the movement axis (3113) on the base (3114) of the high precision angle sensor (311), register a signal corresponding to the measurement of an angle and, connected to the movement axis (3113), extend a stylus (3111) tensioned against the pipe wall .

High-resolution profiling pig according to claims 1.3 and 8, characterized in that the tension that each high-precision angle sensor (311) exerts on the pipe wall performs a pig centering function in relation to the axis longitudinal length of the pipe.

High resolution profiling pig according to claims 1, 3, 8 and 9, characterized by its great flexibility, multi-diameter utilization capacity, ease of passage through sharp, small diameter curved sections, as well as geometric and ease of movement in smaller diameter pipes with profiling accuracy.