阅读说明：本技术 一种管道智能封堵机器人双向通信系统 (Two-way communication system of intelligent pipeline plugging robot ) 是由 唐洋 孙鹏 敬鑫 黄顺潇 刘祥 刘清友 王国荣 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种管道智能封堵机器人双向通信系统,包括管内信号收发装置(1)、地面管外信号收发装置(2)、远程信号收发装置(3)和工控机(4),其中地面管外信号收发装置(2)以管壁为传输介质与管内信号收发装置(1)实现信息交互,再以电磁波信号实现与远程信号收发装置(3)的交互,最后以数字信号模式实现与工控机(4)间的信息交互,从而控制封堵装置实现管内定位封堵。本发明通过双向通讯系统实现管内外信号的快速稳定双向传输,增大封堵器工作的响应速度与控制的准确性。(The invention discloses a bidirectional communication system of an intelligent pipeline plugging robot, which comprises an in-pipe signal transceiver (1), a ground-outside-pipe signal transceiver (2), a remote signal transceiver (3) and an industrial personal computer (4), wherein the ground-outside-pipe signal transceiver (2) realizes information interaction with the in-pipe signal transceiver (1) by taking a pipe wall as a transmission medium, then realizes interaction with the remote signal transceiver (3) by an electromagnetic wave signal, and finally realizes information interaction with the industrial personal computer (4) in a digital signal mode, so that the plugging device is controlled to realize positioning plugging in a pipe. The invention realizes the rapid and stable bidirectional transmission of signals inside and outside the pipe through the bidirectional communication system, and increases the response speed of the work of the plugging device and the accuracy of control.)

一种管道智能封堵机器人双向通信系统

技术领域

本发明涉及一种通信系统，特别涉及一种管道智能封堵机器人双向通信系统。

背景技术

油气能源目前在世界上的储量巨大，是国家战略性能源储备的必要能源之一，其重要性不言而喻。而油气的输送则是油气开采中必不可少的步骤，面对管道长时间受环境或其它不确定因素导致的失效问题，管道的维修与保养至关重要。在管道的维修作业中，面对管道的局部破损与毁坏，则需对此破坏段进行替换，保证海底油气的正常输送，可以说，管道就是油气能源的生命线。

在管道维修过程中，对于需要更换的受损管道段，首先下放封堵装置到达需要封堵的管内目标位置，目的管段两端各一个，第一个封堵装置经过油管线路到达目的管段的前一端，先实行固定，再待第二个封堵装置到达目的管段的后一端并完成固定后，同时完成封堵步骤。然后切割受损管道段并通过焊接替换新的管道，最后封堵装置解封并通过油气输送作用回收至地面，至此海底运输管道的修复工作圆满结束。

而要实现上述操作则需要一种能实时稳定控制封堵装置的双向通信系统与方法，然而目前能用于实际应用的管道内装置与外界控制台的双向通信系统非常少，大多研究停留在理论阶段，且效果与功能并不理想，如超低频电磁波技术，其虽然可以实现双向通讯，但其装备与系统复杂，价格昂贵，信号传输速度较慢。

为了解决现有输送管道封堵工具在双向通信方面所存在的问题，提高管道的封堵速度，以至于提高管道的修复效率与油气输送效率，减少因油气泄露而造成的经济损失与环境污染，降低作业成本，则需要一种管道智能封堵机器人双向通信系统，以更加简便快捷的方式实现管道封堵过程的稳定可控、命令响应迅速等功能，减少作用点与目标点之间的偏差，同时减少管道的修复工作时间。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有油气输送管道封堵工具在双向通信方面所存在的问题与需求，提供一种管道智能封堵机器人双向通信系统，解决了地面远程控制管内封堵装置中命令响应速度慢、不稳定、方法复杂与设备价格高昂的问题，实现了封堵器在管道中更为精准的定位。

本发明采用如下技术方案：

一种管道智能封堵机器人双向通信系统，系统包括管内信号收发装置、地面管外信号收发装置、远程信号收发装置、工控机，

具体地，管内信号收发装置保持与内管壁接触，且持续发射信号，信号沿着管道管壁到达地面管外信号收发装置，电信号经信号放大转换处理后以电磁波信号模式传输给远程信号收发装置，再将电磁波信号转化为数字信号，最终通过有线传输传给工控机，根据实时传回的数据确定封堵装置的位置，当封堵装置到达指定位置时，通过工控机下达指令，指令经过远程信号收发装置无线传输给地面管外信号收发装置，地面管外信号收发装置再通过管道管壁将指令信号传给管内信号收发装置，经信号放大处理为数字信号后传给封堵装置，至此指令到达封堵装置通过控制系统控制封堵装置工作。

具体地，管内信号收发装置中部为圆柱形结构，内有线缆通道，周围均部为四个圆柱形触手，触手顶部为导电接触片，触手内部在导电接触片下安置有弹簧与伸缩杆，导电接触片与A/D信号转换器间由线缆连通，A/D信号转换器再通过线缆接入封堵装置中。

有益效果：

本发明采用了管道导电传输信号的原理，实现了外界的工控机与金属管道内部封堵装置的信息交互，而且信号传递速度更快、更稳定，传输过程更简便、设备***格更低廉，使封堵装置在管道中定位更精准。

附图说明：

图1为管道智能封堵机器人双向通信系统及信号传输的示意图；

图2为管道智能封堵机器人双向通信系统的工作流程图。

图3为管内信号收发装置的局部内视图。

1-管内信号收发装置、101-管内信号收发装置中部的圆柱形结构、102-管内信号收发装置内部线缆通、103-圆柱形触手、104-导电接触片、105-弹簧、106-伸缩杆、107-A/D信号转换器、108-线缆、2-地面管外信号收发装置、3-远程信号收发装置、4-工控机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-3所示，一种管道智能封堵机器人双向通信系统，系统包括管内信号收发装置1、地面管外信号收发装置2、远程信号收发装置3、工控机4。

进一步地，管内信号收发装置1中部为圆柱形结构101，内有线缆通道102，周围均部为四个圆柱形触手103，触手103顶部为导电接触片104，触手103内部在导电接触片104下安置有弹簧105与伸缩杆106，导电接触片104与A/D信号转换器107间由线缆108连通，A/D信号转换器107再通过线缆108接入封堵装置中。

当封堵装置下入管道中并随油气一起运动后，管内信号收发装置1保持与内管壁接触，且持续发射信号，信号沿着管道管壁到达地面管外信号收发装置2，电信号经信号放大转换处理后以电磁波信号模式传输给远程信号收发装置3，再将电磁波信号转化为数字信号，最终通过有线传输传给工控机4，根据实时传回的数据确定封堵装置的位置，当封堵装置到达指定位置时，通过工控机4下达指令，指令经过远程信号收发装置3无线传输给地面管外信号收发装置2，地面管外信号收发装置2再通过管道管壁将指令信号传给管内信号收发装置1，经信号放大处理为数字信号后传给封堵装置，至此指令到达封堵装置通过控制系统控制封堵装置进一步工作。

以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。