DE102006028942B4

DE102006028942B4 - Pipeline system and method for operating a pipeline system

Info

Publication number: DE102006028942B4
Application number: DE200610028942
Authority: DE
Inventors: Sanjeev Sinha
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2026-06-24
Also published as: DE102006028942A1

Abstract

Pipelinesystem mit mindestens einer Pipeline (1) und mit einem Kontrollsystem zur Steuerung und Überwachung des Pipelinesystems, wobei entlang der mindestens einen Pipeline (1) mehrere seismische Sensoren (4) angeordnet sind, die mit dem Kontrollsystem gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die seismischen Sensoren (4) in seismisch charakteristischen Umgebungszonen (A, B, B') der Pipeline (1) angeordnet sind, wobei die seismisch charakteristischen Umgebungszonen seismisch mit der Pipeline (1) gekoppelt und somit charakteristisch für den Untergrund sind, über oder in dem ein entsprechender Pipelineabschnitt verläuft, wobei die seismischen Sensoren (4) in einem Abstand von höchstens ungefähr fünf Kilometern von der mindestens einen Pipeline (1) angeordnet sind und wobei das Kontrollsystem mindestens eine seismisches Auswerteinheit (6) zur Verarbeitung der Daten der seismischen Sensoren (4) und mindestens ein mit der mindestens einen seismischen Auswerteeinheit (6) gekoppeltes Modul zur Regelung der Durchflussmenge durch die mindestens eine Pipeline (1) aufweist.pipeline system with at least one pipeline (1) and with a control system for Control and monitoring of the pipeline system, being along the at least one pipeline (1) a plurality of seismic sensors (4) are arranged, which with the Control system coupled, characterized in that the seismic sensors (4) in seismically characteristic surrounding zones (A, B, B ') of the pipeline (1) are arranged, wherein the seismic characteristic environmental zones seismic with the pipeline (1) coupled and thus characteristic of the underground, over or in which a corresponding pipeline section runs, wherein the seismic Sensors (4) at a distance of at most about five kilometers of the at least one pipeline (1) are arranged and wherein the control system at least one seismic evaluation unit (6) for processing the data of the seismic sensors (4) and at least a with the at least one seismic evaluation unit (6) coupled Module for controlling the flow rate through the at least one Pipeline (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Pipelinesystem mit mindestens einer Pipeline und mit einem Kontrollsystem zur Steuerung und Überwachung des Pipelinesystems. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines Pipelinesystems.The The invention relates to a pipeline system having at least one pipeline and with a control system for controlling and monitoring the pipeline system. The invention also relates to a method for operating a pipeline system.

Aus dem Artikel "Optimization of Pipeline Operation Using Integrated Information Management", Roland Hensel und Reiner Oelhaf, erschienen in "OIL GAS European Magazine", Urban-Verlag, Hamburg/Wien, 1. Edition Januar, 2004, Seiten 14 bis 19, ist ein Pipelinesystem der eingangs genannten Art bekannt, wobei ein Kontrollsystem unter anderem zur Steuerung und/oder Überwachung von Ventilstationen, von Messeinrichtungen, und/oder von Vorrichtungen zum Betrieb von sogenannten Molchen vorgesehen ist.Out the article "Optimization of Pipeline Operation Using Integrated Information Management ", Roland Hensel and Reiner Oelhaf, published in "OIL GAS European Magazine ", Urban-Verlag, Hamburg / Vienna, 1st Edition January, 2004, pages 14 to 19, is a pipelined system of the type mentioned above, wherein a control system under for control and / or monitoring valve stations, measuring devices, and / or devices intended for the operation of so-called pigs.

Ein bekanntes Pipelinekontrollsystem ( WO 2005/119390 A2 ) weist ein Überwachungssystem auf, bei dem mehrere Überwachungssensoren an ausgewählten Stellen entlang der Pipeline angeordnet sind und in Echtzeit überwacht werden.A well-known pipeline control system ( WO 2005/119390 A2 ) has a monitoring system in which multiple monitoring sensors are located at selected locations along the pipeline and are monitored in real time.

Weiter ist aus der WO 2006/064284 A1 ein Pipelinekontrollsystem bekannt, bei dem optische Fasern in die Umhüllung der Pipeline eingebracht werden und zur Kontrolle des Systems verwendet werden.Next is from the WO 2006/064284 A1 a pipeline control system is known in which optical fibers are introduced into the enclosure of the pipeline and used to control the system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Betriebssicherheit eines Pipelinesystems zu erhöhen.task The present invention is the reliability of a Increase pipelinesystem.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Pipelinesystem der eingangs genannten Art, wobei entlang der mindestens einen Pipeline mehrere mit dem Kontrollsystem gekoppelte seismische Sensoren angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der seismischen Sensoren entlang des Verlaufs der Pipe line können Erdbeben, die zu mit unter erheblichen Beschädigungen an dem Pipelinesystem führen können, sowie mögliche daraus resultierende Auswirkungen auf das Pipelinesystem erfasst und/oder frühzeitig erkannt bzw. vorhergesagt werden.These Task is solved by a pipeline system of the aforementioned type, wherein along the at least one pipeline is several coupled to the control system seismic sensors are arranged. By the arrangement according to the invention of the seismic sensors along the course of the pipe line, earthquakes, which can lead to significant damage to the pipeline system, as well as possible the resulting effects on the pipeline system are recorded and / or early be recognized or predicted.

Die seismischen Sensoren sind in einem Abstand von höchstens ungefähr 5 km von der mindestens einen Pipeline angeordnet.The seismic sensors are at a distance of at most about 5 km from the at least one pipeline arranged.

Das Kontrollsystem weist mindestens eine seismische Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Daten der seismischen Sensoren und mindestens ein mit der mindestens einen seismischen Auswerteeinheit gekoppeltes Modul zur Regelung der Durchflussmenge durch die mindestens eine Pipeline auf. Durch die Regelung der Durchflussmenge der mindestens einen Pipeline in Abhängigkeit der von den seismischen Sensoren ermittelten Daten bzw. in Abhängigkeit von einer vorausgesagten Erdbebenstärke und/oder Erdbebenart können durch ein Erdbeben mittelbar und/oder unmittelbar verursachte Beschädigungen an der Pipeline vermieden werden.The Control system has at least one seismic evaluation unit for processing the data of the seismic sensors and at least a coupled to the at least one seismic evaluation unit Module for controlling the flow rate through the at least one Pipeline up. By regulating the flow rate of at least one Pipeline depending the data determined by the seismic sensors or depending on of a predicted earthquake severity and / or earthquake type can by an earthquake indirectly and / or directly caused damage be avoided at the pipeline.

Mit Vorteil können die seismischen Sensoren in seismisch charakteristischen Umgebungszonen der Pipeline angeordnet sein. Unterschiedliche seismisch charakteristische Umgebungszonen unterscheiden sich voneinander durch ihre geologische Beschaffenheit, insbesondere ihr Verhalten im Bezug auf Erdbeben bzw. im Bezug auf die Ausbreitung von seismischen Schwingungen. Die geologische Beschaffenheit drückt sich beispielsweise in der Bodenart, Bodenkonsistenz und/oder Bodenzusammensetzung aus.With Advantage can the seismic sensors in seismic characteristic surrounding zones of the Pipeline be arranged. Different seismic characteristic Surrounding zones differ from each other in their geological nature, in particular their behavior in relation to earthquakes or in relation to the propagation of seismic vibrations. The geological nature presses For example, in the soil type, soil consistency and / or soil composition out.

Vorzugsweise kann in jeder für die mindestens eine Pipeline seismisch charakteristischen Umgebungszone mindestens ein seismischer Sensor vorgesehen sein. Somit wird eine besonders differenzierte Vorhersage von auf die Pipeline bezogenen Erdbebenrisiken ermöglicht.Preferably can be in everyone for the at least one pipeline seismically characteristic surrounding zone be provided at least one seismic sensor. Thus, a particularly differentiated forecast of pipeline related earthquake risks allows.

Mit Vorteil können die seismischen Sensoren in einem Abstand von höchstens ungefähr 1 km von der mindestens einen Pipeline angeordnet sein.With Advantage can the seismic sensors at a distance of at most about 1 km be arranged from the at least one pipeline.

Mit Vorteil können die seismischen Sensoren in einem Abstand von höchstens ungefähr 200 m von der mindestens einen Pipeline angeordnet sein.With Advantage can the seismic sensors at a distance of at most about 200 m be arranged from the at least one pipeline.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die seismischen Sensoren an der mindestens einen Pipeline angeordnet sein.In Advantageous development of the invention, the seismic sensors be arranged on the at least one pipeline.

Es kann zweckmäßig sein, die seismischen Sensoren in oder verbunden mit mindestens einer Einrichtung anzuordnen, die mit der mindestens einen Pipeline gekoppelt ist.It may be appropriate the seismic sensors in or connected to at least one device which is coupled to the at least one pipeline.

Mit Vorteil kann das Pipelinesystem ein Kommunikationssystem aufweisen, mit welchen die seismischen Sensoren gekoppelt sind.With Advantage, the pipeline system may have a communication system, with which the seismic sensors are coupled.

Mit Vorteil kann das Kommunikationssystem ein oder mehrere Lichtwellenleiter aufweisen, die zumindest teilweise entlang der mindestens einen Pipeline angeordnet sein können. Mit Vorteil kann das Kommunikationssystem mindestens einen entlang der mindestens einen Pipeline angeordneten Leiter zur Datenübertragung aufweisen, der auch zur elektrischen Stromversorgung ausgebildet ist.With Advantage, the communication system one or more optical fibers at least partially along the at least one Pipeline can be arranged. Advantageously, the communication system can be at least one along the at least one pipeline arranged conductor for data transmission have, which is also designed for electrical power supply is.

Mit Vorteil kann das Kontrollsystem mindestens ein SCALA-System aufweisen.With Advantageously, the control system can have at least one SCALA system.

Mit Vorteil kann das Kontrollsystem mit mindestens einem externen Informationssystem gekoppelt sein.Advantageously, the control system with min at least be coupled to an external information system.

Vorzugsweise kann die mindestens eine Pipeline zumindest teilweise durch unbewohntes Gebiet führen.Preferably The at least one pipeline may be at least partially uninhabited Lead area.

Mit Vorteil kann die mindestens eine Pipeline des Pipelinesystems zum Transport von Öl, insbesondere Rohöl, ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das gesamte Pipelinesystem zum Transport von Öl, insbesondere Rohöl, ausgebildet ist.With The advantage of the at least one pipeline of the pipeline system for Transport of oil, especially crude oil, be educated. It is also possible that the entire pipeline system designed to transport oil, especially crude oil is.

Mit Vorteil kann mindestens eine Pipeline des Pipelinesystems zum Transport von flüssigem Gas, vorzugsweise zum Transport von flüssigem Erdgas, ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das gesamte Pipelinesystem zum Transport von flüssigem Gas, vorzugsweise zum Transport von flüssigem Erdgas, ausgebildet ist. Flüssiges Erdgas wird auch im deutschen Sprach raum häufig mit dem englischen Begriff "liquid natural gas" bezeichnet. Oft wird auch die Abkürzung "LNG" verwendet.With Advantage can be at least one pipeline of the pipeline system for transportation of liquid gas, preferably for the transport of liquid natural gas be. It is also possible, that the entire pipeline system for the transport of liquid gas, preferably for the transport of liquid natural gas is. liquid Natural gas is also commonly referred to in the German-speaking world as the English term "liquid natural gas". Often it will also the abbreviation "LNG" used.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Pipelinesystems gemäß der Erfindung oder einer ihrer Weiterbildungen, wobei mit Hilfe der seismischen Sensoren erfasste Daten ausgewertet werden und zur Bestimmung einer betriebssicheren Durchflussmenge durch die mindestens eine Pipeline verwendet werden.The The object underlying the invention is also achieved by a method for operating a pipeline system according to the invention or one of its further developments, whereby with the help of the seismic Sensors recorded data are evaluated and used to determine a reliable flow through the at least one pipeline be used.

Mit Vorteil kann eine Erdbebenstärke ermittelt werden und es kann die Durchflussmenge durch die mindestens eine Pipeline in Abhängigkeit von der Erdbebenstärke eingestellt werden.With Advantage can be an earthquake strength be determined and it can be the flow rate through the at least a pipeline depending from the earthquake magnitude be set.

Mit Vorteil kann die Lage des Epizentrums eines Erdbebens ermittelt und bei der Bestimmung der Durchflussmenge, d. h. insbesondere bei der Bestimmung einer betriebssicheren Durchflussmenge durch die Pipeline berücksichtigt werden.With Advantage can determine the location of the epicenter of an earthquake and in determining the flow rate, d. H. especially at the determination of a reliable flow rate through the Pipeline considered become.

Mit Vorteil erfolgt die Ermittlung von Erdbebenstärke und/oder Lage des Epizentrums vorausschauend.With Advantage is the determination of earthquake strength and / or location of the epicenter foresight.

Mit Vorteil kann die geologische Beschaffenheit der seismisch charakteristischen Umgebungszonen der mindestens einen Pipeline bei der Bestimmung der Durchflussmenge berücksichtigt werden.With Advantage may be the geological nature of the seismic characteristic Surrounding zones of the at least one pipeline in the determination the flow rate taken into account become.

Mit Vorteil kann ein Grenzwert für die Erdbebenstärke festgelegt werden, bei dessen Überschreiten der Druck in der mindestens einen Pipeline in Abhängigkeit von der zu erwartenden Erdbebenstärke reduziert wird.With Advantage may be a limit for the earthquake strength when it is exceeded the pressure in the at least one pipeline depending is reduced by the expected magnitude of the earthquake.

Mit Vorteil kann ein zweiter Grenzwert für die Erdbebenstärke festgelegt werden, wobei bei Überschreiten des zweiten Grenzwertes die mindestens eine Pipeline geschlossen wird.With Advantage can set a second limit for the seismic strength being exceeded, being exceeded the second limit, the at least one pipeline closed becomes.

Nachfolgend werden weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung anhand von Beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:following Be further advantages and details of the invention with reference to Examples explained in conjunction with the drawings. Show it:

1 schematisch und in Form eines Ausschnitts den Verlauf einer Pipeline, 1 schematic and in the form of a section the course of a pipeline,

2 schematisch ein Beispiel für einen möglichen Sollverlauf des Drucks in einer Pipeline in Abhängigkeit von einer vorhergesagten Erdbebenstärke, 2 2 schematically shows an example of a possible nominal course of the pressure in a pipeline as a function of a predicted earthquake intensity,

3 schematisch und beispielhaft ein Kontrollsystem für eine Pipeline sowie seismische Sensoren. 3 schematically and by way of example a control system for a pipeline and seismic sensors.

1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ausschnitt aus dem Verlauf einer Pipeline 1. Die Pipeline 1 ist Teil eines Pipelinesystems mit mindestens einer Pipeline 1. Die Pipeline 1 dient zum Transport von beispielsweise Öl, flüssigem Erdgas und/oder anderen flüssigen oder gasförmigen Rohmaterialien Zwischen-, und/oder Endprodukten. 1 shows by way of example and schematically a section of the course of a pipeline 1 , The pipeline 1 is part of a pipeline system with at least one pipeline 1 , The pipeline 1 serves for the transport of, for example, oil, liquid natural gas and / or other liquid or gaseous raw materials intermediates, and / or end products.

Ein Pipelinesystem weist in der Regel ein oder mehrere Betriebsvorrichtungen 5 zum Betrieb der mindestens einen Pipeline 1 auf. Eine Betriebsvorrichtung 5 kann vorzugsweise ein oder mehrere in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stellvorrichtungen für die Pipeline 1 aufweisen. Stellvorrichtungen können z. B. Pumpen und/oder Ventilvorrichtungen sein. Eine Betriebsvorrichtung 5 kann alternativ oder zusätzlich ein oder mehrere Messvorrichtungen aufweisen. Betriebsvorrichtungen 5 können beispielsweise Kompressorstationen, Ventileinheiten, Transfervorrichtungen, Lagervorrichtungen und/oder Vorrichtungen zum Betrieb sogenannter Molche sein. Eine Betriebsvorrichtung 5 kann auch eine oder mehrere Kontrollvorrichtungen 2 für die Pipeline 1 aufweisen. Derartige Kontrollvorrichtungen 2 sind vorzugsweise in ein Kontrollsystem zur Steuerung und Überwachung des Pipelinesystems eingebunden.A pipeline system typically has one or more operating devices 5 to operate the at least one pipeline 1 on. An operating device 5 may preferably one or more in the drawing not shown adjusting devices for the pipeline 1 exhibit. Actuators can z. As pumps and / or valve devices. An operating device 5 may alternatively or additionally comprise one or more measuring devices. operating devices 5 For example, they may be compressor stations, valve units, transfer devices, storage devices, and / or devices for operating so-called pigs. An operating device 5 can also have one or more control devices 2 for the pipeline 1 exhibit. Such control devices 2 are preferably incorporated in a control system for controlling and monitoring the pipeline system.

Entlang des Verlaufs der Pipeline 1 sind mehrere seismische Sensoren 4 angeordnet die seismisch relevante Daten, insbe sondere Schwingungen aufnehmen und Daten vorzugsweise über eine oder mehrere Kommunikationssysteme 3 an ein Kontrollsystem zur Steuerung und Überwachung des Pipelinesystems geben. Ein oder mehrere Kommunikationssysteme 3 des Pipelinesystems können zur Kopplung von Kontrollvorrichtungen 2, Stellvorrichtungen, Messvorrichtungen und/oder seismischen Sensoren 4 untereinander, miteinander und/oder mit dem Kontrollsystem dienen. Ein Kommunikationssystem 3 für das Pipelinesystem kann ein oder mehrere Lichtwellenleiter aufweisen, die – wie in 1 angedeutet – zumindest teilweise entlang der Pipeline 1 angeordnet sein können. Zumindest teilweise können ein oder mehrere Kommunikationssysteme für das Pipelinesystem drahtlose Komponenten aufweisen und beispielsweise auf Basis von Funk- und/oder Satellitenverbindungen aufgebaut sein. Drahtlose Kommunikationsvorrichtungen können auch als redundante Backup-Systeme zu Kabel und/oder Lichtwellenleiter gebundenen Kommunikationsvorrichtungen vorgesehen sein.Along the course of the pipeline 1 are several seismic sensors 4 arranged the seismically relevant data, in particular special record vibrations and data preferably via one or more communication systems 3 to a control system to control and monitor the pipeline system. One or more communication systems 3 of the pipeline system can be used to couple control devices 2 , Actuators, measuring devices and / or seismic sensors 4 with each other, with each other and / or serve with the control system. A communication system 3 for the pipeline system may comprise one or more optical fibers, which - as in 1 indicated - at least partially along the pipeline 1 can be arranged. At least in part, one or more communication systems for the pipeline system may include wireless components and be based, for example, on radio and / or satellite links. Wireless communication devices may also be provided as redundant backup systems to cable and / or fiber optic bound communication devices.

Es kann zweckmäßig sein, Leitungen vorzusehen die sowohl zur Stromversorgung als auch zur Datenübertragung dienen. Diese Leitungen – ausgebildet zur so genannten Powerline-Kommunikation – können zur Anbindung von seismischen Sensoren 4, Kontrollvorrichtungen 2 und/oder Betriebsvorrichtungen 5 und/oder Teilen von Betriebsvorrichtungen 5 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich zu einer kabelgebundenen Stromversorgung können autarke Stromversorgungen wie beispielsweise Solaranlagen, Windkraftanlagen oder Batterien zum Einsatz kommen.It may be expedient to provide lines which serve both for power supply and for data transmission. These cables - designed for so-called powerline communication - can be used to connect seismic sensors 4 , Control devices 2 and / or operating devices 5 and / or parts of operating devices 5 be provided. Alternatively or in addition to a wired power supply self-sufficient power supplies such as solar panels, wind turbines or batteries can be used.

Eine Pipeline 1 verläuft in der Regel durch mehrere seismisch charakteristische Umgebungszonen A, B, B'. Seismisch charakteristische Zonen kennzeichnen sich durch ihre geologische Beschaffenheit und ihre Reaktion auf seismische Schwingungen. Kennzeichnend für seismisch charakteristische Zonen sind beispielsweise Bodenbeschaffenheit, Bodenzusammensetzung und/oder Struktur des Bodens. Die seismisch charakteristischE Umgebungszonen A, B, B' sind seismisch mit der Pipeline 1 gekoppelt und somit charakteristisch für den Untergrund über oder in dem ein entsprechender Pipelineabschnitt verläuft. Seismische Daten aus den seismisch charakteristischen Umgebungszonen der Pipeline 1 werden mit Hilfe von seismischen Sensoren 4 erfasst bzw. ermittelt und ermöglichen besonders präzise Vorhersagen möglicher Erdbebenauswirkungen. Dennoch kann es vorteilhaft sein, seismische Sensoren 4 zusätzlich auch in weiter entfernten und nicht unmittelbar für die Pipeline selbst bzw. für deren Untergrund seismisch charakteristischen bzw. seismisch nicht unmittelbar mit der Pipeline 1 gekoppelten Zonen C anzuordnen.A pipeline 1 usually runs through several seismically characteristic surrounding zones A, B, B '. Seismic characteristic zones are characterized by their geological nature and their reaction to seismic vibrations. Characteristic of seismic characteristic zones are, for example, soil texture, soil composition and / or structure of the soil. The seismic characteristic surrounding zones A, B, B 'are seismic with the pipeline 1 coupled and thus characteristic of the ground above or in which a corresponding pipeline section runs. Seismic data from the seismic characteristic surrounding zones of the pipeline 1 be using seismic sensors 4 record or determine and enable particularly precise predictions of possible earthquake effects. Nevertheless, it may be beneficial to seismic sensors 4 in addition, even in more distant and not directly for the pipeline itself or for their subsurface seismic characteristic or seismic not directly with the pipeline 1 to arrange coupled zones C.

2 zeigt beispielhaft und schematisch den Verlauf eines Maßes für den Druck P in einer Pipeline 1 (siehe 1) über einem Maß s für eine aktuell vorliegende und/oder eine zu erwartende Erdbebenstärke bzw. für ein erdbebenbedingtes Beschädigungspotential im Hinblick auf die Pipeline 1. Der gezeigte Verlauf des Maßes für den Druck P der Pipeline 1 im Verhältnis zum Maß s für die Erdbebenstärke bzw. für das Beschädigungspotential ist lediglich beispielhaft und ohne Maßstab angedeutet. 2 shows by way of example and schematically the course of a measure of the pressure P in a pipeline 1 (please refer 1 ) over a measure s for a current and / or expected earthquake severity or for an earthquake-induced damage potential with regard to the pipeline 1 , The shown course of the measure of the pressure P of the pipeline 1 in relation to the dimension s for the seismic strength or for the damage potential is indicated merely by way of example and without scale.

Ein hoher Durchfluss insbesondere von flüssigem oder gasförmigem Material in der Pipeline 1 (siehe 1) kann hohe Druckgefälle und/oder zumindest abschnittsweise einen verhältnismäßig hohen Druck in der Pipeline 1 verursachen. Damit verbunden sind hohe Spannungen in den Pipelinewänden. Treten durch äußere Faktoren zusätzliche Spannungen auf, erhöht sich das Risiko für eine Beschädigung der Pipeline 1 signifikant. Derartige äußere Faktoren können insbesondere bedingt sein durch Erdbeben und die damit verbundenen Erschütterungen und/oder durch weitere Auswirkungen eines Erdbebens. So kann z. B. auch ein Erdrutsch zu Beschädigungen der Pipeline 1 führen.A high flow especially of liquid or gaseous material in the pipeline 1 (please refer 1 ) high pressure drop and / or at least partially a relatively high pressure in the pipeline 1 cause. This is associated with high voltages in the pipeline walls. If additional stresses occur due to external factors, the risk of damaging the pipeline increases 1 significant. Such external factors may be due in particular to earthquakes and the associated vibrations and / or further effects of an earthquake. So z. As well as a landslide to damage the pipeline 1 to lead.

Auf Grundlage der mit Hilfe der seismischen Sensoren 4 (siehe 1) erfassten Daten, insbesondere durch deren Auswertung kann eine aktuell vorliegende Erdbebenstärke ermittelt werden. Es ist auch eine vorausschauende Ermittlung der Erdbe benstärke möglich. Bei vorausschauender Ermittlung der Erdbebenstärke, d. h. bei Ermittlung einer zu erwartenden Erdbebenstärke werden vorzugsweise modellbasierte Ermittlungsverfahren eingesetzt. Die Einstellung bzw. Regelung des Drucks P in der Pipeline 1 erfolgt unter zur Hilfenahme, d. h. durch Auswertung, der mit Hilfe der seismischen Sensoren 4 erfassten Daten. Dabei wird vorzugsweise auf Grundlage einer aktuellen oder zu erwartenden Erdbebenstärke, die vorzugsweise in Echtzeit ermittelt wird, eine betriebssichere Durchflussmenge durch die Pipeline 1 bzw. ein betriebssicherer Druck P in der Pipeline 1 bestimmt. Es kann zweckmäßig sein, den Druck P bzw. die Durchflussmenge für einzelne Pipelines 1 eines Pipelinesystems bzw. auch für einzelne Pipelineabschnitte zu bestimmen. Pipelineabschnitte können in Abhängigkeit von Betriebsvorrichtungen 5 (siehe 1), z. B. Pumpenstationen, Ventilvorrichtungen usw., und/oder in Abhängigkeit von seismisch charakteristischen Zonen definiert werden.Based on the seismic sensors 4 (please refer 1 ), in particular by their evaluation, a currently existing seismic intensity can be determined. It is also possible to predict the strength of the earthquake. In the case of anticipatory determination of the magnitude of the earthquake, ie, if an expected magnitude of the earthquake is to be determined, model-based investigation methods are preferably used. The adjustment of the pressure P in the pipeline 1 takes place under help, ie by evaluation, using the seismic sensors 4 collected data. In this case, preferably on the basis of a current or expected earthquake intensity, which is preferably determined in real time, a reliable flow rate through the pipeline 1 or a reliable pressure P in the pipeline 1 certainly. It may be appropriate to the pressure P or the flow rate for individual pipelines 1 a pipelinesystem or for individual pipeline sections to determine. Pipeline sections may vary depending on operating devices 5 (please refer 1 ), z. As pump stations, valve devices, etc., and / or be defined in dependence on seismic characteristic zones.

Das Maß s für die Erdbebenstärke wird vorzugsweise in Abhängigkeit von mit Hilfe der seismischen Sensoren 4 gemessenen Schwingungen, Informationen über die Bodenbeschaffenheit, Zustandsdaten der Pipeline 1, der seismischen Leitfähigkeit des Bodens und/oder weiteren Umgebungsinformationen bestimmt. Weitere Umgebungsinformationen können z. B. sein: Exposition der Pipeline, d. h. z. B. Nähe zur erdrutschgefährdeten Hängen, und/oder Lagerung der Pipeline, d. h. z. B. Tiefe des Verlaufs im Erdreich bzw. bei überirdischen Verlauf Art der Lagerung.The magnitude s of the seismic intensity is preferably determined as a function of the seismic sensors 4 measured vibrations, soil condition information, pipeline condition data 1 , which determines ground seismic conductivity and / or other environmental information. Other environment information can be z. Exposure of the pipeline, ie proximity to the landslide-prone slopes, and / or storage of the pipeline, ie depth of the course in the ground or over-ground course Type of storage.

Zur Bestimmung eines betriebssicheren Drucks P in der Pipeline 1 bzw. zur Bestimmung einer betriebssicheren Durchflussmenge kann ein erster Grenzwert S₁ für die Erdbebenstärke festgelegt werden, wobei bei Überschreiten dieses ersten Grenzwertes s₁ die Durchflussmenge bzw. der Druck P abgesenkt werden. Es kann ein zweiter Grenzwert s₂ festgelegt werden, wobei bei Überschreiten des zweiten Grenzwertes s₂ die Pipeline 1 vollständig geschlossen wird. Vorzugsweise wird der Durchfluss durch die Pipeline 1 bei Erdbebenstärken zwischen den Grenzwerten s₁ und s₂ verringert, vorzugsweise jedoch nicht vollständig gestoppt. Es kann besonders zweckmäßig sein, die Pipeline 1 erst bei Erdbebenstärken über dem Grenzwert s₂ zu schließen. Die Grenzwerte s₁ und/oder s₂ können statisch und/oder dynamisch festgelegt werden.To determine a reliable pressure P in the pipeline 1 or for determining a reliable flow rate, a first limit value S ₁ for the seismic intensity can be set, wherein when this first limit value s _{1 is} exceeded, the flow rate or the pressure P decreases be lowered. It can be set a second threshold s ₂ , wherein when exceeding the second threshold s _2, the pipeline 1 is completely closed. Preferably, the flow through the pipeline 1 reduced at earthquake strengths between the limits s ₁ and s ₂ , but preferably not completely stopped. It may be particularly appropriate to the pipeline 1 to be closed above the threshold value s ₂ only for earthquake strengths. The limit values s ₁ and / or s ₂ can be determined statically and / or dynamically.

3 zeigt in schematischer Darstellung ein Kommunikationssystem 3 für ein Pipelinesystem, welches mit mehreren seismischen Sensoren 4 gekoppelt ist. Das Kommunikationssystem 3 ist weiterhin mit einer seismischen Auswerteeinheit 6 gekoppelt, welche vorzugsweise Teil eines Kontrollsystems für das Pipelinesystem ist. Das Kontrollsystem weist vorzugsweise ein SCADA-System 7 auf, welches mit dem Kommunikationssystem 3 und vorzugsweise auch mit der seismischen Auswerteeinheit 6 gekoppelt ist. Das Kommunikationssystem 3 ist vorzugsweise mit Betriebsvorrichtungen 5 für die Pipeline 1 gekoppelt. Es ist möglich, dass das Kommunikationssystem 3 zumindest stellen- oder abschnittsweise mit der Pipeline 1 und/oder mit in der Zeichnung nicht näher dargestellten Vorrichtungen, die mit der Pipeline verbunden sind, gekoppelt ist. 3 shows a schematic representation of a communication system 3 for a pipeline system, which uses several seismic sensors 4 is coupled. The communication system 3 is still with a seismic evaluation unit 6 coupled, which is preferably part of a control system for the pipeline system. The control system preferably has a SCADA system 7 on which with the communication system 3 and preferably also with the seismic evaluation unit 6 is coupled. The communication system 3 is preferably with operating devices 5 for the pipeline 1 coupled. It is possible that the communication system 3 at least in sections or sections with the pipeline 1 and / or coupled with devices, not shown in the drawing, which are connected to the pipeline.

Mit Hilfe der seismischen Sensoren 4 können Vibrationen, insbesondere Bodenerschütterungen registriert werden, die von seismischen Wellen, insbesondere von Erdbeben verursacht werden können. Ein seismischer Sensor besteht im Prinzip vorzugsweise aus einer trägen Masse, die gegenüber der Bodenbewegung in Ruhe bleibt. Diese Relativbewegung wird über eine Induktionsspannung mittels eines elektromechanischen Systems, z. B. eine Spule in einem statischen Magnetfeld, gemessen.With the help of seismic sensors 4 For example, vibrations, in particular ground vibrations, which can be caused by seismic waves, in particular earthquakes, can be registered. In principle, a seismic sensor preferably consists of an inert mass which remains at rest with respect to the ground movement. This relative movement is via an induction voltage by means of an electromechanical system, for. B. a coil in a static magnetic field, measured.

Die Daten der seismischen Sensoren werden an eine oder mehrere seismische Auswerteeinheiten 6 gegeben. Indem die seismische Sensoren 4 sensibel eingestellt werden, ist es mit Hilfe der seismischen Auswerteeinheit 6 möglich, Erdbeben sehr präzise zu erfassen und gegebenenfalls schon verhältnismäßig früh vorherzusagen. Durch die Anordnung der seismischen Sensoren 4 entlang des Verlaufs der mindestens einen Pipeline 1 können Auswirkungen eines Erdbebens auf einzelne Piplinesegmente äußerst präzise vorhergesagt werden. Ein seismischer Sensor 4 liefert Daten wie beispielsweise Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Auslenkung. Mit Hilfe der seismischen Auswerteeinheit 6 können insbesondere ermittelt werden: Stärke und/oder Magnitude eines Erdbebens, Ort der Entstehung, Frequenzspektrum, zeitliche, räumliche und/oder energetische Verteilung, Beschädigungspotential eines Erdbebens im Hinblick auf die Pipeline 1 (siehe 1). Die Auswertung der Daten erfolgt vorzugsweise in Echtzeit.The data of the seismic sensors are sent to one or more seismic evaluation units 6 given. By the seismic sensors 4 To be adjusted sensitively, it is with the help of the seismic evaluation unit 6 It is possible to record earthquakes very precisely and, if necessary, predict them relatively early. By the arrangement of the seismic sensors 4 along the course of the at least one pipeline 1 The effects of an earthquake on individual pipeline segments can be predicted very precisely. A seismic sensor 4 provides data such as acceleration, speed and / or displacement. With the help of the seismic evaluation unit 6 In particular, it is possible to determine the magnitude and / or magnitude of an earthquake, the location of its origin, the frequency spectrum, temporal, spatial and / or energetic distribution, and the potential for damaging an earthquake with regard to the pipeline 1 (please refer 1 ). The evaluation of the data preferably takes place in real time.

Das SCADA-System, ein so genanntes "Supervisory Control and Data Acquisition"-System dient zum Überwachen und Steuern des gesamten Pipelinessystems, wobei die Steuerung und/oder tberwachung vor Ort mit Hilfe von sogenannten "Remote Terminal Units" (kurz RTU), d. h. abgesetzte bzw. entfernte Endgeräte, und/oder mit Hilfe von speicherprogrammierbaren Steuerungen erfolgt.The SCADA system, a so-called "Supervisory Control and Data Acquisition system serves for monitoring and controlling the entire pipelining system, wherein the controller and / or on-site monitoring with the help of so-called "Remote Terminal Units" (RTU), d. H. remote or remote terminals, and / or with the aid of programmable logic controllers.

Es können ein oder mehrere Schnittstellen zwischen dem Kontrollsystem und einem oder mehreren externe Informationssystemen 8 vorgesehen sein, um einen Austausch von vorzugsweise seismischen Daten zu ermöglichen. Derart können insbesondere gebietsferne Daten zur Erdbebenvorhersage besonders vorteilhaft mit einbezogen werden.There may be one or more interfaces between the control system and one or more external information systems 8th be provided to allow an exchange of preferably seismic data. In this way, especially off-grid data for earthquake prediction can be included particularly advantageously.

Einige für die Erfindung grundlegende Gedanken lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft ein Pipelinesystem mit mindestens einer Pipeline 1 und mit einem Kontrollsystem zur Steuerung und Überwachung des Pipelinesystems, wobei entlang der mindestens einen Pipeline 1 mehrere seismische Sensoren 4 angeordnet sind, die mit dem Kontrollsystem gekoppelt sind. Beim Betrieb des Pipelinesystems werden mit Hilfe der seismischen Sensoren 4 erfassten Daten ausgewertet und zur Bestimmung einer betriebssicheren Durchflussmenge bzw. eines betriebssicheren Drucks P in der Pipeline 1 verwendet. Durch die erfindungsgemäße Installation seismischer Geber entlang der Pipeline und durch die Integration ihrer Messdaten in das Kommunikations- und Kontrollsystem der Pipeline 1 können Beschädigungen der Pipeline 1 vermieden oder reduziert werden. Das Risiko für Mensch, Umwelt und Investitionen wird somit deutlich verringert. Mit Hilfe der durch Einsatz der seismischen Sensoren 4 verfügbaren Echtzeitdaten wird ein Regelkreis versorgt, der im Gefährdungsfall die Pumpenleistung angemessen reduziert, wodurch die Gefahr von Beschädigungen der Pipeline vermindert wird.Some basic ideas for the invention can be summarized as follows:
The invention relates to a pipeline system with at least one pipeline 1 and having a control system for controlling and monitoring the pipeline system, being along the at least one pipeline 1 several seismic sensors 4 are arranged, which are coupled to the control system. When operating the pipeline system are using the seismic sensors 4 evaluated data to determine a reliable flow rate or a reliable pressure P in the pipeline 1 used. By installing seismic sensors along the pipeline according to the invention and integrating their measurement data into the pipeline communication and control system 1 can damage the pipeline 1 be avoided or reduced. The risk to people, the environment and investment is thus significantly reduced. With the help of the use of seismic sensors 4 real-time data is supplied to a control circuit which, in the event of a hazard, adequately reduces pump performance, thereby reducing the risk of damaging the pipeline.

Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Pipelinesystem bzw. Verfahren in nicht oder nur dünn besiedelten Gebieten, insbesondere bei längeren Pipelines 1, eingesetzt werden. Existierend oder in der Entwicklung befindliche seismische Frühwarnsysteme sind für die Anforderungen des Bevölkerungsschutzes konzipiert und nicht geeignet, den sicheren Betrieb einer Pipeline 1 hinreichend zuverlässig sicherzustellen. Darüber hinaus stellen solche Frühwarnsysteme Daten nicht in ausreichender Präzision und nicht in hinreichender geografischer Abdeckung zur Verfügung.The pipeline system or process according to the invention can be particularly advantageous in areas which are not or only sparsely populated, in particular in the case of longer pipelines 1 , are used. Existing or emerging seismic early warning systems are designed to meet the requirements of civil protection and are not suited to the safe operation of a pipeline 1 ensure sufficiently reliable. In addition, such early-warning systems do not provide data with sufficient precision and geographical coverage.

Claims

Pipeline system with at least one pipeline ( 1 ) and with a control system for the control and monitoring of the pipeline system, whereby along the at least one pipeline ( 1 ) several seismic sensors ( 4 ), which are coupled to the control system, characterized in that the seismic sensors ( 4 ) in seismically characteristic surrounding zones (A, B, B ') of the pipeline ( 1 ), wherein the seismic characteristic surrounding zones seismically with the pipeline ( 1 ) and are thus characteristic of the ground, over or in which a corresponding pipeline section runs, wherein the seismic sensors ( 4 ) at a distance of not more than approximately five kilometers from the at least one pipeline ( 1 ) and wherein the control system has at least one seismic evaluation unit ( 6 ) for processing the data of the seismic sensors ( 4 ) and at least one with the at least one seismic evaluation unit ( 6 ) coupled module for controlling the flow rate through the at least one pipeline ( 1 ) having.

A pipeline system according to claim 1, wherein in each of the at least one pipeline ( 1 ) seismic characteristic surrounding zones (A, B, B ') at least one seismic sensor ( 4 ) is provided.

Pipeline system according to claim 1, wherein the seismic sensors ( 4 ) at a distance of not more than approximately one kilometer from the at least one pipeline ( 1 ) are arranged.

Pipeline system according to claim 1, wherein the seismic sensors ( 4 ) at a distance of not more than approximately two hundred meters from the at least one pipeline ( 1 ) are arranged.

Pipeline system according to one of the preceding claims, wherein the seismic sensors ( 4 ) in or connected to at least one of the at least one pipeline ( 1 ) coupled device are arranged.

Pipeline system according to one of the preceding claims, comprising a communication system ( 3 ), whereby the seismic sensors ( 4 ) with the communication system ( 3 ) are coupled.

Pipeline system according to claim 6, wherein the communication system ( 3 ) has one or more optical waveguides at least partially along the at least one pipeline ( 1 ) are arranged.

Pipeline system according to claim 6, wherein the communication system ( 3 ) at least one along the at least one pipeline ( 1 ) arranged conductor for data transmission, which is also designed for power supply.

Pipeline system according to one of the preceding claims, wherein the control system comprises at least one SCADA system ( 7 ) having.

Pipeline system according to one of the preceding claims, wherein the control system with at least one external information system is coupled.

Pipeline system according to one of the preceding claims, wherein the at least one pipeline ( 1 ) leads at least partially through uninhabited area.

Pipeline system according to one of the preceding claims with at least one pipeline ( 1 ) for the transport of oil.

Pipeline system according to one of the preceding claims with at least one pipeline ( 1 ) for the transport of liquid natural gas.

Method for operating a pipeline system according to one of the preceding claims, wherein with the aid of the seismic sensors ( 4 ) and for determining a reliable flow rate through the at least one pipeline ( 1 ) be used.

Method according to claim 14, wherein an earthquake intensity is determined, and the flow rate through the at least one pipeline ( 1 ) is set as a function of the determined seismic strength.

Method according to claim 15, wherein additionally the Location of the epicenter of an earthquake is determined and at the Determining the flow rate is taken into account.

A method according to claim 15 or 16, wherein the determination is forward-looking.

Method according to one of the claims 14 to 17 in which the geological nature of the characteristic surrounding zones (A, B, B ') of the at least one pipeline ( 1 ) is taken into account.

Method according to one of the claims 14 to 18 , wherein at least one limit value (s ₁ ) for the seismic strength is set, at which the pressure in the at least one pipeline ( 1 ) is reduced as a function of the seismic intensity.

Method according to claim 19, wherein at least one second limit value (s ₂ ) for the seismic strength is determined, wherein when the second limit value (s ₂ ) is exceeded the at least one pipeline ( 1 ) is closed.