设置有测量传感器链的柔性管

申请号 CN201580016702.1 申请日 2015-03-20 公开(公告)号 CN106164409A 公开(公告)日 2016-11-23
申请人 原子能和能源替代品委员会; 泰克尼普法国公司; 发明人 L·茹阿内特; M·卡尔莫纳; O·德尔克鲁瓦;
摘要 本 发明 涉及在柔性圆柱形管(TB)上的测量 传感器 串的安装。所述串包括通过 连接线 缆彼此电连接的多个伸长传感器壳体。每个壳体在伸长方向上具有分别连接至上游连接线缆和下游连接线缆的两个端部,上游线缆和下游线缆主要遵循两个平行的螺旋形路径(Ha1,Hb1),所述两个平行的螺旋形路径(Ha1,Hb1)在管的轴线方向上通过非零距离D在与壳体的连接点处分开。壳体位于两个线缆之间并且设置成其伸长方向与为管的轴线的螺旋形路径的轴线平行。一个串的传感器位于圆柱形管的单一 母线 上,并且如果存在多个串,则所述传感器位于多个母线(G1,G2,G3)上。传感器壳体和线缆位于管的外周中设置的凹陷和凹槽中。
权利要求

1.一种柔性圆柱形管(TB),在其外周装配有测量系统,所述测量系统包括通过连接线缆彼此电连接的多个传感器壳体的串,其特征在于,壳体(CPT)具有伸长形式,针对每个壳体,在伸长方向上具有分别连接至上游连接线缆(CLa)和下游连接线缆(CLb)的两个端部,上游线缆和下游线缆主要遵循两个平行的螺旋形路径,所述两个平行的螺旋形路径在管的轴线方向上通过非零距离D在与壳体的连接点处分开,壳体位于两个线缆之间并且定向成其伸长方向与螺旋形路径的轴线平行,螺旋形路径的轴线与管的轴线融合,以及传感器位于圆柱形管的相同母线(G)上,传感器壳体位于在管的外周处被挖空的凹陷(LGM)中,以及线缆位于也在管的外周处被挖空的凹槽(30A,30B)中。
2.根据权利要求1所述的管,其中,凹槽形成在大体在两个连续壳体之间的管的完整一圈之上延伸的螺旋形路径部分上。
3.根据权利要求1和2所述的管,其中,凹槽的路径通过在管的轴线方向上接合凹陷的连接路径来完成。
4.根据权利要求1至3所述的管,其特征在于,所述管装配有N个传感器串,N>1,不同串的传感器沿着圆柱形管的不同母线(G1,G2,G3)布置。
5.根据权利要求4所述的管,其中,任意排列i=1至N的串的壳体沿着管的母线位于与其它串的每个的相应壳体相同的高度处。
6.根据权利要求4和5所述的管,其中,排列i的串的壳体的下游连接线缆位于与排列i-
1的串的壳体的上游线缆相同的螺旋形路径的延伸中。
7.根据权利要求6所述的管,其中,不同串的螺旋形路径彼此全部等距,螺旋形路径的螺距等于距离D的N倍,并且壳体串的壳体沿着母线分布的螺距等于距离D的N+1倍。
8.根据权利要求4和5所述的管,其中,螺旋线的螺距等于距离D,壳体沿着母线分布的螺距为距离D的两倍,以及螺旋形路径之间的距离为D/N。
9.一种制造柔性圆柱形管的方法,所述柔性圆柱形管在其外周装配有测量系统,所述测量系统包括通过连接线缆(CLa,CLb)彼此电连接的传感器壳体(CPT)的至少一个串,其中,首先制造覆盖有至少一个第一圆柱形护套(12)的紧密管芯体(10),其中,执行以下操作:
-同时或者单独地加工第一护套以挖空主要遵循螺旋形绘线(Ha,Hb)的部分的凹槽(30A,30B),在通过非零距离D在凹陷的点处分开的螺旋形绘线(Ha,Hb)的两个部分之间,在第一护套中在管的轴线方向加工伸长凹陷(LGM),以接纳伸长形式的壳体,以及能够加工连接凹槽以将沿着螺旋形路径布置的凹槽与凹陷连接,每个凹槽大体上形成管的完整一圈以将位于管的相同母线上的两个连续的凹陷(LGMp,LGMq)连接,
-装配壳体串,其中,每个壳体在伸长方向上通过其端部分别连接至上游线缆和下游线缆,壳体布置于相应的凹陷中,并且上游线缆和下游线缆分别位于与凹陷的相应端部连接的凹槽中。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,第二圆柱形护套(14)然后被安装到位,包围在凹陷和凹槽中的壳体和连接线缆。

说明书全文

设置有测量传感器链的柔性管

技术领域

[0001] 本发明涉及测量系统在柔性管周围的安装,所述测量系统包括多个传感器的串,所述柔性管具有称作为“脐带缆”的柔性管的结构,所述结构为若干部件(电缆、光缆、管等)螺旋状地缠绕或者采用s-z方式缠绕以确保整体的柔性,并且包有护套的管状结构。受到本发明影响的柔性管特别地旨在用于海上石油作业,并且在由美国石油协会出版的标准化文档API RP 17B“用于柔性管的推荐实践(Recommended Practice for Flexible Pipe)”和API RP 17E“下临时管及电缆规范(Specification for Subsea Umbilicals)”中进行了描述。

背景技术

[0002] 一种应用在于,设想旨在用于石油作业和装配有一系列监控传感器的管的生产:这些管被浸没并且能够经受测量系统负责监控的弯曲和应变。传感器可以是应变传感器或者定向传感器,从而使得能够根据管的变形来得知施加在管上的应变,或者直接得知变形本身。在一个示例中,传感器是作为倾斜计工作的加速计:传感器给出关于管的部分的局部定向的信息,所述管的部分固定在已知的位置处。该定向可以以传感器在地球参考架中的姿态的形式来针对每个传感器进行限定。
[0003] 图1呈现了通过连接线缆CL而彼此连接的传感器CPT的串,从而能够将通过每个传感器单独收集的信息传送至串的一个端部。连接线缆为多导体总线,其能够为传感器供应电,并且能够传输具有传送信息项的传感器的标识的信息。传感器是包裹在壳体中的电路。例如,在传感器包括一个或多个加速计的情况下,所述电路可以包括机电元件。传感器旨在以规则间隔固定在管的外周。
[0004] 图2呈现了在直线位置(也就是说,不弯曲)的圆柱形柔性管TB,具有彼此连接且以规则间隔分布在管的外周的若干系列的传感器。
[0005] 对于能够变形而不破坏传感器串的柔性管,重要的是最小化施加在线缆、传感器以及线缆与传感器的附接上的应变。具体地,将理解的是,如果连接线缆在管的轴线方向上固定于管,并且连接线缆具有等于传感器壳体之间的距离L的长度,如图2中所呈现的,则柔性管(图3)的弯曲将施加强拉应变至位于弯曲的凸部上的线缆,这样具有线缆裂口或者线缆与传感器的焊接撕裂的险。在图3中未呈现连接线缆,但是可以看出,在右侧(凸部-外表面)上的传感器之间的距离L”变得大于在左侧(凹部-内表面)上的距离L’以及大体上对应于图2的直管的距离的L。
[0006] 限制这种风险的一种方式在于,通过在两个传感器之间绕管的完整一圈(甚至几圈),而将线缆在管的周围螺旋状地缠绕。因而,位于弯曲的凸部上的线缆的伸长通过位于凹部上的线缆的松弛来补偿(图4:直管;以及图5:弯管);因此,在两个传感器之间的线缆的整体长度不受影响。
[0007] 另一个问题出现于当传感器本身的位置被很好地控制时,不仅在相对于管的非常精确点,还在传感器在该点处的姿态方面。特别是包括承载测量部件的平面印刷电路的加速计传感器就是这样的情况,如果印刷电路的平面不与管的外周严格相切,并且如果在该切平面上印刷电路的侧面不准确地朝向期望的方向,则测量部件的信息将是不正确的。从这一点来看,如果传感器的尺寸与管的直径相比不是微不足道的,则图4和图5的传感器的布置不是令人满意的。

发明内容

[0008] 针对这些原因,根据本发明提出了柔性圆柱形管,在其外周装配有测量系统,所述测量系统包括:通过连接线缆彼此电连接的多个传感器壳体的串;壳体,其具有伸长形式,针对每个壳体,在伸长方向上具有分别与上游连接线缆和下游连接线缆连接的两个端部;上游线缆和下游线缆,其主要遵循两个平行的螺旋形路径,所述两个平行的螺旋形路径在管的轴线方向上通过非零距离D在它们与壳体的连接点处分开;传感器壳体位于两个线缆之间,并且定向成其伸长方向与螺旋形路径的轴线平行,螺旋形路径的轴线与管的轴线融合;传感器位于圆柱形管的相同母线上;传感器壳体位于在管的外周处挖空的凹陷中,以及线缆位于也在管的外周处挖空的凹槽中。
[0009] 表述“主要遵循两个螺旋形路径”应当理解为意味着如下的事实:线缆的大部分长度遵循螺旋形路径,但是它们能够在其端部偏离,以有利于它们与传感器壳体的连接。即使在与壳体的连接点处连接线缆不再遵循这些螺旋路径,距离D也为理论上的螺旋形绘线之间的距离。
[0010] 表述“螺旋形路径”应当理解为意味着通过在管的轴线上前进同时绕着管旋转而在管的外周移动的点所产生的三维曲线。这种曲线优选地为术语的数学意义下的圆柱螺旋线,即其在圆柱形管的表面上绘制,并且对于曲线的任意一点的切线与作为圆柱体的轴线的螺旋线的轴线形成恒定的度。将理解的是,如果螺旋形路径正好为螺旋结构(其最容易工业生产),则当柔性管在直线位置处时,而不是当柔性管经历弯曲(该弯曲将其轴线弯曲)时,考虑这些路径。
[0011] 优选地,每个上游或者下游线缆在两个连续的壳体之间,在管的完整一圈之上延伸。然而,能够提供完整的几圈。在全部的情况下,壳体仍然沿着管(假设直的)的相同母线对齐。
[0012] 在壳体的端部处将两个螺旋形路径分开的距离D通常将大于传感器的壳体的长度,但这不是强制的。实际上,在伸长壳体的端部附近,上游或下游线缆能够遵循连接路径,这使得其从其螺旋形路径至与管的轴线平行的方向,并且在这种情况下,连接路径有时能够允许存在大于D的尺度的壳体。
[0013] 优选地,管包括被外部护套包围的坚固芯体,并且凹陷和凹槽在其外部护套中被挖空(或者添加顶部);壳体和连接线缆能够通过包围第一护套并且包裹壳体和线缆的第二护套来得到保护。
[0014] 优选地,管包括不是一个传感器串,而是若干个传感器串,从而能够将传感器壳体分布在圆柱形管的若干母线之上,而不仅是一个母线之上。例如,三个壳体串能够将壳体以彼此相对120°布置在母线上。如果存在排列i=1至N的N串,N>1,则设置能够有利地将排列i的串的壳体的下游线缆位于与排列i-1的串的壳体的上游线缆相同的螺旋形路径的延伸中。此外,优选地布置这两个壳体和排列i=1至i-1和排列i+1至N的其它每个串的壳体使其全部沿着管的母线位于相同的高度处,也就是说,壳体以等于壳体的长度的高度的相同竖直圆柱形薄片布置在管周围的环中;N串的其它壳体以不同的圆柱形薄片布置在环中。
[0015] 在第一系列的实施方案中,其中,不同串的螺旋形路径全部是等距的,螺旋形路径的螺距,也就是说,螺旋线的完整一圈所经过的轴线距离等于距离D的N倍,并且壳体串沿着母线的壳体的分布的螺距为距离D的N+1倍。壳体的不同串的螺旋形路径之间的距离等于D。
[0016] 在第二系列的实施方案中,螺旋线的螺距等于距离D,并且壳体沿着母线分布的螺距为距离D的两倍。如果存在N个串,则螺旋形路径之间的距离为D/N。与排列i的串相对应的螺旋形路径(但是不是仅占据这些路径的一部分的连接线缆)然后穿过全部的其它串的壳体。
[0017] 本发明还涉及制造柔性圆柱形管的方法,所述柔性圆柱形管在其外周装配有测量系统,所述测量系统包括通过连接线缆彼此电连接的传感器壳体的至少一个串,其中,首先制造覆盖有至少一个第一圆柱形护套的紧密管芯体,其特征在于,执行以下操作:
[0018] -同时或者单独地加工第一护套以挖空主要遵循螺旋形绘线的部分的凹槽,在通过非零距离D在凹陷的点处分开的螺旋形绘线的两个部分之间,在第一护套中在管的轴线方向加工伸长凹陷,以接纳伸长形式的壳体,以及能够加工连接凹槽以将沿着螺旋形路径布置的凹槽与凹陷连接,每个凹槽可通过形成管的完整一圈的连接路径来完成以将位于管的相同母线上的两个连续的凹陷连接,
[0019] -装配壳体串,其中,每个壳体在伸长方向上通过其端部分别连接至上游线缆和下游线缆,壳体布置于相应的凹陷中,并且上游线缆和下游线缆分别位于与凹陷的相应端部连接的凹槽中。
[0020] 优选地,第二圆柱形护套然后被安装到位,包围在凹陷和凹槽中的壳体和连接线缆。附图说明
[0021] 通过阅读参照附图给出的以下具体描述,本发明的其它特征和优点将变得显然,在附图中:
[0022] -图1呈现了通过线缆连接的传感器壳体的串;
[0023] -图2呈现了在直线位置上承载若干测量系统的圆柱形柔性管;
[0024] -图3呈现了在弯曲位置上具有其传感器的柔性管;
[0025] -图4呈现了通过螺旋形缠绕的线缆而连接的若干传感器串的直圆柱形管;
[0026] -图5呈现了在弯曲位置的图4的管;
[0027] -图6呈现了根据本发明的装配在柔性管的外周的传感器壳体的串;
[0028] -图7呈现了示出在管的外周的传感器壳体凹陷和线缆凹槽的柔性管的截面图;
[0029] -图8呈现了在根据本发明的配置中,具有用于壳体的凹陷和用于连接线缆的凹槽的柔性管的表面的图;
[0030] -图9呈现了管的表面的较小比例图,其中,壳体位于凹陷中,线缆位于凹槽中;
[0031] -图10呈现了在连接要求较大的曲率半径的情况下,或者在长于图8中的壳体凹陷的情况下的凹陷和凹槽;
[0032] -图11呈现了用于若干传感器的凹槽和凹陷的图;
[0033] -图12呈现了圆柱形管的展开图;
[0034] -图13呈现了装配有若干传感器串的管的凹陷和凹槽的配置的示例;
[0035] -图14呈现了如下具体配置的图,其中,用于上游线缆的凹槽沿着管的轴线,在位于相同高度的另一个传感器的下游线缆的凹槽的螺旋形路径的延伸中;
[0036] -图15呈现了类似于图14的图,其中连接凹槽类似于图10的连接凹槽;
[0037] -图16呈现了如下不同的配置,其中,传感器沿着管的轴线而更靠近在一起,并且其中,对应于三个不同串的三个螺旋形路径在等于螺旋线螺距的三分之一的间隔来分布。

具体实施方式

[0038] 因此,根据本发明的圆柱形柔性管装配有至少一个测量系统,所述测量系统包括传感器壳体串,其中,壳体具有伸长形式。“伸长形式的壳体”应当理解为最大长度至少为最大宽度两倍的壳体。
[0039] 借助于示例,对于石油提取或者传输管,管的直径大约为20厘米,并且壳体的尺寸大约为100至300毫米,宽度大约15至40毫米,厚度大约1至2厘米。
[0040] 串呈现于图6。壳体通过连接线缆CL彼此连接,连接线缆CL分别固定至位于壳体的伸长方向的相应端部。每个壳体CPT能够被视为分别连接至上游线缆CLa和下游线缆CLb。这里任意地选择上游和下游的概念;例如,其对应于串在柔性管的外周处装配的次序:首先下游线缆,然后壳体,之后上游线缆。将理解的是,壳体的下游线缆同时为下一个壳体的上游线缆。
[0041] 壳体能够包括任意电路,并且更具体地,包括与管或者其内容物连接的用于检测参数的电路。以下将认为,传感器为能够确定柔性管的实际几何结构的传感器。传感器可以为作为倾斜计工作的加速计,也就是说,每个壳体包括用于测量壳体的姿态的电路,所述壳体牢固地固定在管的已知位置处,并且采用相对于管的外周的已知关系。当管经受弯曲时,由传感器串提供的全部数据能够得知管的变形。该数据传输对于浸没或者半浸没的管(例如,在海的海上石油作业船上的连接管或者提取管)尤其有用。
[0042] 图7呈现了圆柱形柔性管的横截面,其示出圆柱形柔性管具有例如,紧密和坚固的圆柱形芯体10,例如,紧密覆盖的金属加固件,被第一外周护套12包围,壳体和线缆将安装在第一外周护套12中,第一护套12本身被保护壳体和线缆的第二护套14包围。该图示出了在护套12中被挖空的凹陷20和在护套中被挖空的凹槽30。凹陷容纳传感器壳体CPT,并且凹槽容纳连接线缆CLa。
[0043] 如将要解释的,凹陷和凹槽分布在柔性管的外周上。当在本专利申请中提及测量系统安装在柔性管的“外周上”时,这意味着即使侧量系统包裹在护套12和14的内部,测量系统也位于管的芯体的外部的侧面上。
[0044] 为了制造根据本发明的管,首先制造芯体10(用于密封紧密的金属加强件和热护套);芯体覆盖有冷安装的第一圆柱形护套12;然后,单独地或者同时地利用程序化的自动机床来加工用于壳体的凹陷和用于线缆的凹槽;接着,安装壳体的串;最后,用冷安装的第二护套14来覆盖管,第二护套14包裹壳体和线缆用于保护他们。
[0045] 图8呈现了在用于传感器壳体的凹陷的点处本发明的原理的配置。呈现了第一外部护套12的表面的图。在该护套中,存在蚀刻的:
[0046] -伸长凹陷20,其旨在接纳传感器壳体;伸长的方向为由粗箭头表示的管的轴线方向;
[0047] -以及两个凹槽30A和30B,凹槽中的每个接到凹陷的相应端部(在伸长方向的端部)。
[0048] 凹槽中的每个主要遵循由虚线Ha和虚线Hb指示的相应螺旋形路径的部分,虚线Ha用于与凹槽30A(将称为上游凹槽)相对应的螺旋形路径,需要Hb用于与凹槽30B(将称为下游凹槽)相对应的螺旋形路径。这些螺旋形路径由非零距离D在传感器的点处间隔开,所述非零距离D是沿着螺旋形路径的轴线(也就是说沿着管的轴线)测量的;在该示例中,距离D大于凹陷的长度,但是将看出,在一些情况下凹陷能够在任一侧上延伸得远于距离D。
[0049] 下游凹槽30B在螺旋形路径上继续,该螺旋形路径绕管完整一圈,然后接到沿着圆柱形管的与图8可见的凹陷20相同的母线的位于下游的另一个凹陷(在图8中未呈现)。类似地,上游凹槽30A能够沿着螺旋形路径绕管完整一圈,并且连接至沿着相同的母线而位于上游的凹陷(未呈现)。
[0050] 因此,两个凹槽主要在两个单独的螺旋形路径上延伸。词语“主要”表示如下的事实:凹槽可能,但是不必须局部偏离由虚线Ha或者Hb表示的螺旋形路径,并且遵循接到在管的轴线方向的凹陷的称作为“连接路径”的路径的部分。在所表示的示例中,连接路径(分别由虚线圆包围)为如下简单的圆弧,所述圆弧的曲率半径为对于连接线缆能够接受的曲率半径,并且所述圆弧的角度值是螺旋线的路径的方向(对于严格的数学螺旋线是恒定的)与管的轴线之间的差。将参照图10来解释另一个连接凹槽配置,以允许具有更大曲率半径的连接。
[0051] 图9以较小比例呈现,装配有壳体CPT的凹陷20和分别装配有上游连接线缆CLa和下游线缆CLb的凹槽30A和30B。
[0052] 将注意的是,凹槽仅在螺旋形路径的一部分之上被挖空,也就是说凹槽在其到达壳体端部之后,不继续超过一圈,这是因为线缆不延长超过凹陷。可替选地,也可以进行如下的设置,例如,如果简化了蚀刻凹槽的工艺,则对于凹槽,通过遵循虚线Ha或者Hb的路径而继续;然而,当凹槽仅在需要接纳线缆的位置处被挖空时,壳体和线缆的安装更简单。
[0053] 图10呈现了长于图12的连接路径的示例,其包括两个圆弧和拐点,使得当线缆不支撑过度弯曲时,凹槽以更大的曲率半径接到凹陷,或者可替选地,能够提供相对于下游螺旋形路径与上游螺旋形路径之间的距离D具有更大长度的壳体凹陷(且因此,壳体)。凹陷的长度能够达到或者甚至超过距离D,如图10示出。然而,当存在多个传感器串时,存在长度限制,因为如果N为串的数目,则螺旋形路径的分布的螺距能够变得(如将要看出的)等于D/N;在这种情况下,偏离螺旋形路径并且横向地增加连接路径的覆盖区的连接路径不必碰到相邻的螺旋形路径。随后将返回若干传感器串的情况。
[0054] 图11以简化的形式呈现管的示图,所述管包括位于管的相同母线G上的单个传感器串。仅呈现了壳体的凹陷和用于线缆的凹槽,但是未呈现壳体和线缆。未呈现避免线缆弯曲的连接路径。从用于第一壳体的凹陷LGMp开始的下游凹槽30B绕管完整一圈,并且到达位于与第一壳体相同的母线G上的第二壳体的凹陷LGMq。
[0055] 螺旋形路径的螺距PH(也就是说在该完整一圈期间,通过凹槽沿着管的轴线行进的距离)能够为依赖于串中的壳体之间的期望间隔的任意螺距。对于螺旋线的螺距的下限是为了至少容纳凹槽宽度和凹槽之间的最小间隔而在两个凹陷之间必须保持的最小距离。当存在例如图10的凹槽连接路径时,该螺旋线的螺距的下限一定增大。
[0056] 传感器沿着管的母线分布的螺距为PR,其等于螺旋线的螺距与螺旋线Ha和Hb之间的距离之和。
[0057] PR=PH+D
[0058] 图12为在图11的管表面平面上的展开图。螺旋线的平面展开图仅为与母线G(且因此与管的轴线方向,该方向通过垂直箭头来表示)形成恒定角度的直线。因此,在图12中能够看到表示在为直线Ha的螺旋形路径的部分之上的凹槽30A的直线。该直线通过其底端部接到凹陷LGMp。另一个直线表示在螺旋形路径Hb上从凹陷LGMq的另一个端部起开始的凹槽30B,所述螺旋形路径Hb在管轴线的方向上与路径Ha间隔开距离D。路径30B被延长,直到其接到凹陷LGMq的底端部为止。
[0059] 根据本发明的管在传感器需要全部分布在管周围而不仅沿着单个母线的情况下,能够装配有若干传感器串。然后设置N个传感器串。N个中的排列i的串的传感器在一个母线上,并且排列i+1的串的传感器在另一个母线上,位于从第一个开始以360°/N的角度距离处。然后,N个壳体全部沿着管位于相同的高度处,并且在管周围形成圆柱形环。例如,三个壳体串能够将壳体以彼此120°布置在母线上。
[0060] 图13呈现了能够实现该规则轴向和径向分布的凹陷和凹槽的第一种布置,其中,测量系统中具有三个传感器串。为了简化该呈现,图13为类似于图12的展开图。其中能够看出凹陷中的三个分别位于管的三个母线G1、G2和G3上。对于第一串在图的底部处的凹陷位于母线G1上;其与上游凹槽30A1连接,上游凹槽30A1旨在用于将进入该凹陷的壳体的上游线缆。该凹槽位于螺旋线Ha1上。该相同的凹陷在另一侧上连接至下游凹槽30B1,从而使得在接到在相同母线G1上的另一个凹陷之前绕管完整一圈;下游凹槽位于螺旋线Hb1上。对应于其它母线G2(螺旋线Ha2和Hb2)和G3的其它串的配置是相同的。
[0061] 在图13的配置中,螺旋线的螺距PH能够为任意的螺距,但是其必须至少对应于如下距离:该距离能够在相同的母线的两个传感器之间容纳N个凹槽和相邻凹槽之间所需的距离二者,以及可能地由于当存在类似于图10中的连接路径时由于连接路径导致的覆盖区。
[0062] 在图13的示例中,对应于不同测量串的螺旋形路径全部是彼此不同的。参照图14将看出,螺旋形路径对于两个传感器串可以是共同的。因而,在图13中凹槽30A1所位于的螺旋形路径Ha1不在螺旋形路径Hb2的延伸中或者另一个路径的延伸中。
[0063] 在图14所呈现的示例中,另一个方面,已经选择了具体配置,其中,螺旋形路径能够融合。这使得能够将凹槽的螺旋形路径沿着管的轴线规则地分布。然后,螺旋线的螺距为距离D的N倍(如果存在N个串),并且壳体沿着轴线分布的螺距为距离D的N+1倍。
[0064] PH=N×D
[0065] PR=(N+1)×D
[0066] 在该具体配置中,属于排列i的传感器串的传感器CPTi的下游连接线缆(因此,下游凹槽30Bi)的螺旋形路径Hbi,正好位于属于排列i-1的测量串的相邻传感器CPTi-1的上游连接线缆(因此,上游凹槽30Ai-1)的螺旋形路径的延伸中。因而,在图14中,具有三个测量串,(在母线G2上)第二串的传感器的下游凹槽位于螺旋线Hb2上,其正好在对应于在母线G1上位于相同水平处的传感器的上游凹槽的螺旋线Ha1的延伸中。同样可适用于螺旋线Hb3和Ha2,并且通过循环排列,适用于Hb1和Ha3。
[0067] 在图13和图14中,未呈现螺旋形路径的部分与壳体凹陷之间的连接路径,并且认为线缆可以以小的曲率半径变弯或者弯曲,如图8中所呈现的。
[0068] 在图15中,相同的通常配置如图14所呈现,具有三个传感器串和全部螺旋线的等距分布,但是连接路径类似于图10的连接路径。
[0069] 图15示出具有与图14相同长度的传感器凹陷,但是可以看出,能够在管的轴线方向上具有更大的凹陷,甚至比螺旋线之间的距离D更长的凹陷。
[0070] 在另一系列的实施方案中,传感器沿着母线分布的螺距能够显著地缩短,并且即使需要图10类型的连接路径,也可以这样。
[0071] 图16呈现了能够使其成为可能的配置。而在图14和图15中,螺旋形路径不在传感器的位置之上通过,在图16中,对应于除了排列i的串之外的串的理论上的螺旋形路径在排列i的串的传感器的点处交叉。那不以任何方式意味着相应的凹槽穿过壳体的凹陷:仅理论上的路径交叉,但是凹槽在不位于凹陷的位置处的路径的部分中被挖空。图16表示具有等同于图15的连接路径的配置,但是当然,能够设置具有简单圆弧连接路径的配置。
[0072] 三个测量串被安装,其中,对于沿着母线G1的第一串,采用凹陷LGMp1、LGMq1等,对于沿着与母线G1成120°的母线G2的第二串,采用凹陷LGMp2、LGMq2等,对于沿着与母线G1和G2成120°的母线G3的第三串,采用凹陷LGMp3、LGMq3等。
[0073] 安装在凹陷LGMp1中的壳体与位于凹槽30A1中的上游线缆连接,凹槽30A1位于由直虚线表示的螺旋形路径Ha1的部分上;安装在凹陷LGMp1中的壳体也与位于凹槽30B1中的下游线缆连接,凹槽30B1位于螺旋形路径Hb1的部分上。然而,该配置的具体特征实际上是下游螺旋形路径Hb1在螺旋形路径Ha1的精确延伸中。在凹陷LGMp1的点处,螺旋形路径Ha1和Hb1之间的距离准确地等于螺旋线Ha1的螺距。
[0074] 因此,存在螺旋线螺距PH=D。壳体凹陷分布的螺距为PR=螺旋线的螺距的2倍。
[0075] PR=2×PH=2×D
[0076] 螺旋形路径Ha1通过穿过凹陷LGMp2的位置再穿过凹陷LGMp3的位置来延伸凹槽30A1,但是不需要凹槽沿着凹陷之间的螺旋线被挖空,因为没有线缆贯穿在这些点。
[0077] 图16的这种配置在于,能够沿着管的轴线容纳最大数目的传感器壳体,因为该配置对于指定凹陷尺寸给出了凹陷分布的最小螺距。
[0078] 对于N个测量串,螺旋线分布的螺距现在等于D/N,而在图14和图15中,其等于距离D。因此必须注意,特别是对于图10的类型的连接路径来说,其使得凹槽彼此更靠近。
[0079] 对于根据本发明的管的工业制造,利用自动蚀刻机械,其通过同时施加蚀刻工具相对于管的相对旋转和平移的移位而挖空管上的螺旋形凹槽。能够在螺旋形路径不需要挖空的部分之上升高蚀刻工具,而不停止管和机器的相对运动。通过停止工具的一般旋转运动,但是保持工具的运动的局部自由度并且保持沿着管的轴线平移运动,来蚀刻凹陷。必须具体地编程连接沟槽。利用工具的较简单的平移和/或旋转运动在,能够在一个途径(利用更复杂的工具或者管运动)中或者在若干途径(沟槽、凹陷)中进行各种蚀刻。单独地制造传感器的串。传感器的串手动地装配或者通过自动机床来装配。然后,利用保护和支持护套(图7中的护套14)来覆盖管。
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