EA026485B1 - Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением - Google Patents

Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением Download PDF

Info

Publication number
EA026485B1
EA026485B1 EA201590977A EA201590977A EA026485B1 EA 026485 B1 EA026485 B1 EA 026485B1 EA 201590977 A EA201590977 A EA 201590977A EA 201590977 A EA201590977 A EA 201590977A EA 026485 B1 EA026485 B1 EA 026485B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipeline
tube
projectile
tube projectile
fluid
Prior art date
Application number
EA201590977A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201590977A1 (ru
Inventor
Джузеппе Джунта
Джанкарло Бернаскони
Original Assignee
Эни С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эни С.П.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of EA201590977A1 publication Critical patent/EA201590977A1/ru
Publication of EA026485B1 publication Critical patent/EA026485B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/48—Indicating the position of the pig or mole in the pipe or conduit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/14—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011—Velocity or travel time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/001—Acoustic presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

Предложены способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда (10) внутри трубопровода (12) для транспортировки текучих сред под давлением, таких как, например, протяженных трубопроводов нефти и газа, имеющих стратегическое международное значение. Способ предусматривает оснащение трубопровода (12) датчиками (14) давления, находящимися в контакте с текучей средой и расположенными по меньшей мере на одном из двух терминалов (А, В) трубопровода (12), а также передачу и обработку сигналов посредством блока (16) управления. Работа системы заключается в идентификации и определении местоположения непрерывно и в реальном времени внутритрубного снаряда (10), который движется прерывисто внутри трубопровода (12), например, в ходе операций по очистке, контролю, измерению и неразрушающему контролю.

Description

(57) Предложены способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда (10) внутри трубопровода (12) для транспортировки текучих сред под давлением, таких как, например, протяженных трубопроводов нефти и газа, имеющих стратегическое международное значение. Способ предусматривает оснащение трубопровода (12) датчиками (14) давления, находящимися в контакте с текучей средой и расположенными по меньшей мере на одном из двух терминалов (А, В) трубопровода (12), а также передачу и обработку сигналов посредством блока (16) управления. Работа системы заключается в идентификации и определении местоположения непрерывно и в реальном времени внутритрубного снаряда (10), который движется прерывисто внутри трубопровода (12), например, в ходе операций по очистке, контролю, измерению и неразрушающему контролю.
Изобретение относится к способу и системе для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов для транспортировки текучих сред под высоким давлением, например, магистральных трубопроводов нефти и газа стратегического международного значения.
Для контроля, инспекции и/или очистки трубопроводов для транспортировки текучих сред на существующем уровне техники применяют устройства, часто называемые внутритрубными снарядами. Такие устройства, как правило, включают в себя скребковые устройства для инспекции трубопроводов (инспекционные снаряды), которые вводят в трубопровод и перемещают в нем в плотном контакте со стенками трубопровода. Внутритрубные снаряды могут проталкиваться жидкостью или газом, которые специально закачивают в трубопровод, или, чаще, они могут проталкиваться текучей средой, которая транспортируется трубопроводом при штатном режиме его работы.
Одни из подобных устройств применяются для удаления отложений внутри трубопроводов, другие имеют в своем составе контрольно-измерительное оборудование, осуществляющие сканирование внутренней поверхности и толщины труб, третьи собирают объекты и/или пыль, распределенные внутри трубопровода. Во всех таких случаях критически важно знать местоположение внутритрубного снаряда, а также знать, не застрял ли он внутри трубопровода.
На существующем уровне техники уже имеются различные системы определения местоположения и/или отслеживания внутритрубных снарядов внутри стандартных трубопроводов. Например, существующие системы контролируют давление и объем текучих сред выше по потоку и ниже по потоку относительно внутритрубного снаряда с целью оценки его положения внутри трубопровода.
Другие системы обеспечивают более точное определение местоположения посредством измерения вибраций, сформированных внутритрубным снарядом во время движения, а также посредством установки активных источников электромагнитных или звуковых волн непосредственно на внутритрубный снаряд, К примеру, в документе ЕР 0122704 А2 описана система для обнаружения внутритрубного снаряда внутри трубы, в которой применяют геофоны, установленные вблизи трубы. Геофоны позволяют обнаруживать вибрации, вызванные внутритрубным снарядом при его прохождении через отклонения во внутреннем сечении трубы (сварные швы, клапаны и т.п.).
В документах ЕР 1042691 А2 и И8 5461354 А описаны системы, в которых применяют сеть магнитных датчиков, размещенных вдоль трубопровода, в целях обнаружения прохождения внутритрубного снаряда, который, в свою очередь, имеет внутри себя устройства, способные осуществлять связь с этими датчиками.
В документе УО 2009/067769 А1 описана сеть звуковых датчиков, размещенных вдоль трубопровода, а также соответствующее устройство для формирования коротких звуковых импульсов, размещенное во внутритрубном снаряде.
В документе УО 2010/020781 А1 описано применение оптического волокна, размещенного вдоль трубы. Оптическое волокно выступает в роли системы распределенных акустических измерений (ИА§; ЭМпЬШсй Лсоикйс §еи51и§) для обнаружения вибраций, вызванных прохождением внутритрубного снаряда.
Наконец, существуют и другие способы, которые применяют для обнаружения местоположения внутритрубного снаряда, застрявшего в трубопроводе, например, формирование соответствующих кратковременных гидравлических импульсов и измерение времен возвращения эхо-сигналов, сформированных застрявшим внутритрубным снарядом.
Однако в общем случае большинство известных систем для обнаружения местоположения и/или отслеживания внутритрубного снаряда внутри трубопровода функционируют посредством измерения и обработки сигналов, собираемых множеством датчиков, размещенных вдоль трубопровода. Подобные известные системы обладают рядом недостатков.
Один недостаток связан с тем фактом, что описанные выше системы для обнаружения местоположения и/или отслеживания требуют установки множества станций измерения вдоль трубопровода для получения высокой точности обнаружения местоположения внутритрубного снаряда. Однако обеспечение подобных станций измерения может быть дорогостоящим и сложным, особенно в подземных или глубоководных морских трубопроводах.
Другой недостаток связан с тем фактом, что в большинстве систем для обнаружения местоположения и/или отслеживания известных типов применяют пассивные измерения, например, вибраций, сформированных внутритрубным снарядом во время его движения. Очевидно, что такие системы для обнаружения местоположения и/или отслеживания не работают, если внутритрубный снаряд оказывается застрявшим в соответствующей трубе трубопровода.
Наконец, в некоторых системах для обнаружения местоположения и/или отслеживания известных типов необходимы активные источники в корпусе внутритрубного снаряда. Другими словами, необходимо применение специальных внутритрубных снарядов, внутри которых установлено походящее контрольно-измерительное оборудование, что, соответственно, повышает их стоимость и конструктивную сложность.
Следовательно, целью настоящего изобретения является предложение способа и устройства для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов для транс- 1 026485 портировки текучих сред под давлением, которые способны устранить описанные выше недостатки существующего уровня техники крайне простым, экономичным и в значительной степени практичным образом.
А именно, одной из целей настоящего изобретения является создание способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов, не требующих установки сложных и дорогостоящих станций измерения вдоль трубопровода.
Другой целью настоящего изобретения является создание способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов, не требующих применения специальных внутритрубных снарядов, оснащенных средствами связи с возможными станциями измерения, размещенными вне трубопровода.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов, которые способны эффективно обнаруживать местоположение внутритрубного снаряда, как при его движении, так и в его неподвижном состоянии.
Эти цели, в соответствии с настоящим изобретением достигаются за счет создания способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов для транспортировки текучих сред под давлением, как изложено в независимых пунктах формулы изобретения.
Дополнительные признаки изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения, которые являются неотъемлемой частью настоящего описания.
В общем случае способ и система в соответствии с настоящим изобретением относятся к ситуациям, в которых внутритрубный снаряд продвигается в трубопроводе прерывисто, с чередующимися фазами продвижения и остановки в течение нескольких минут, при этом в них применяется комбинация принципов, используемых на существующем уровне техники. Звуковые датчики, расположенные по меньшей мере на одном конце трубопровода, измеряют звуковые сигналы, сформированные внутритрубным снарядом во время его движения, как это реализовано на существующем уровне техники.
В момент остановки внутритрубный снаряд формирует кратковременный гидравлический импульс, который можно рассматривать как гидравлический удар, который отражается от обоих конечных терминалов трубопровода. Следовательно, на двух конечных терминалах трубопровода формируются стоячие волны, периоды которых пропорциональны расстоянию от внутритрубного снаряда до точки измерения. Соответственно, специальный блок управления, дистанционно и функционально связанный со звуковыми датчиками, используют для измерения кратковременных гидравлических импульсов, сформированных остановкой внутритрубного снаряда, с целью получения его местоположения внутри трубы.
Отличительные особенности и преимущества способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов для транспортировки текучих сред под давлением в соответствии с настоящим изобретением станут более понятными из приведенного ниже подробного описания, которое приведено для иллюстрации, а не для ограничения, и которое ссылается на приложенные чертежи.
На фиг. 1 изображен схематичный вид, иллюстрирующий применение способа и системы для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда в обычном подводном трубопроводе для транспортировки газа, с запуском внутритрубного снаряда из терминала запуска А (перекачивающей станции) и приемом внутритрубного снаряда в терминале приема В.
На фиг. 2а схематически проиллюстрированы три различных графических представления спектральных пиков резонансных гармоник трех различных сигналов звукового давления, измеренных ближайшим к внутритрубному снаряду терминалом приема В.
На фиг. 2Ь показана спектрограмма трех различных сигналов звукового давления согласно фиг. 2а.
Со ссылкой на чертежи в настоящем описании проиллюстрированы способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда в соответствии с настоящим изобретением. Внутритрубный снаряд, который в целом обозначен ссылочным номером 10, конфигурируется для движения внутри обычного трубопровода 12 посредством давления текучей среды, транспортируемой трубопроводом 12. Текучая среда может включать, например, природный газ.
Способ и система в соответствии с настоящим изобретением позволяют эффективно обнаруживать местоположение внутритрубного снаряда 10 при его движении внутри трубопровода 12 с чередующимися фазами продвижения и остановки. Такие чередующиеся фазы продвижения и остановки возникают, например, в периоды очистки трубопровода 12, когда текучая среда транспортируется под низким давлением и/или когда дифференциальное давление между двумя сторонами, передней стороной 10А и задней стороной 10В, внутритрубного снаряда 10 недостаточно высоко.
При практической реализации способа и системы в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированным на фиг. 2а и 2Ь и описанным более подробно ниже, было измерено давление, равное около 8 бар на задней, толкающей стороне 10В и равное около 5 бар на передней, принимающей стороне 10А внутритрубного снаряда, т.е. дифференциальное давление составляет около 3 бар. Как правило, движение внутритрубного снаряда 10 с чередующимися фазами продвижения и остановки возникает,
- 2 026485 когда абсолютное давление текучей среды меньше 10 бар и дифференциальное давление между двумя сторонами внутритрубного снаряда 10, передней стороной 10А и задней стороной 10В, находится в диапазоне между 1 бар и 3 бар. Абсолютное и дифференциальное значения давления, которые определяют прерывистое продвижение внутритрубного снаряда 10, также зависят от степени коррозионного разрушения или неоднородности внутри трубопровода 12, а также от типа примененного внутритрубного снаряда 10.
В общем случае, когда сила, толкающая внутритрубный снаряд 10, превосходит силу трения покоя на внешних стенках трубопровода 12, внутритрубный снаряд начинает свое движение, перерастающее в штатных условиях работы в непрерывное движение текучей среды. Когда давление текучей среды в трубопроводе 12 слишком низкое, и/или если прокачка текучей среды является недостаточной, давление на задней, толкающей стороне 10В падает, и внутритрубный снаряд 10 снова останавливается после определенного периода времени, вызывая резкое разрежение на передней стороне 10А и столь же резкое сжатие на задней, толкающей стороне 10В, которое аналогично гидравлическому удару. Эти два кратковременных гидравлических импульса, благодаря изменениям давления, возникающим на передней стороне 10А и задней стороне 10В внутритрубного снаряда 10, распространяются в противоположных направлениях внутри трубопровода 12 аналогично звуковым волнам, изолированным в трубопроводе 12, Система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда 10, соответственно, предусматривает установку одного или более датчиков 14, например, гидрофонов или виброакустических датчиков, в специальных станциях измерения, размещенных по меньшей мере на одном конце трубопровода
12. Противоположные впускной и выпускной концы трубопровода 12 обозначены, соответственно, как терминал запуска А (перекачивающая станция) и терминал приема В (принимающая станция) внутритрубного снаряда.
Виброакустические датчики 14 обнаруживают звуковые волны, соответствующие описанным выше кратковременным гидравлическим импульсам. Виброакустические датчики 14 функционально связаны посредством соответствующей системы связи проводного или беспроводного типа, с блоком 16 управления, который осуществляет измерение времен прихода сигналов, поступающих от звуковых волн.
На основе анализа пришедших звуковых сигналов, записанных в двух терминалах, А и В, трубопровода 12, при известной скорости распространения кратковременных гидравлических импульсов, которая может быть найдена с использованием математических моделей распространения звука, где учитываются физические и геометрические характеристики системы, состоящей из трубопровода 12, транспортируемой текучей среды и внешней среды, окружающей трубопровод 12, можно вычислить местоположение внутритрубного снаряда 10 вдоль трубопровода 12. Под внешней средой понимается среда (почва или вода), окружающая трубопровод 12. Параметры распространения звука внутри трубопровода 12 в значительной степени зависят от внешней среды, если осуществляется транспортировка жидкости. В случае транспортировки газа внешняя среда оказывает значительно менее выраженное влияние.
Два терминала, А и В, трубопровода 12, благодаря наличию устройств регулировки потока текучей среды внутри трубопровода 12, выступают в роли физических препятствий для распространения звуковых волн. Звуковые волны, сформированные в результате остановки и повторного начала движения внутритрубного снаряда, соответственно, оказываются, замкнуты в частях трубопровода 12 между внутритрубным снарядом и устройствами регулировки потока текучей среды, размещенными на концах трубопровода 12.
Реверберации звуковых волн, формируемые внутри двух секций трубопровода 12, расположенных, соответственно, выше по потоку и ниже по потоку относительно внутритрубного снаряда 10, образуют стоячие волны. Периоды реверберации, или, эквивалентно, резонансные частоты этих стоячих волн, которые в общем случае отличаются по обеим сторонам внутритрубного снаряда, зависят от длины свободной секции и от скорости распространения звуковой волны в трубопроводе 12.
С установлением стоячих волн в трубопроводе 12, вызванных остановкой внутритрубного снаряда 10, появляется возможность вычислить расстояние от внутритрубного снаряда 10 до точки записи посредством измерения акустических резонансных частот и/или периодов реверберации этих стоячих волн, причем с одной стороны трубопровода 12. При этом благодаря тому факту, что стоячие волны возникают в результате резкой остановки внутритрубного снаряда 10, и благодаря тому факту, что система обнаружения постоянно активна, или другими словами, готова, способ, предложенный в настоящем изобретении, позволяет обнаруживать местоположение внутритрубного снаряда 10 внутри трубопровода 12, даже если внутритрубный снаряд 10 застрял и не может снова начать движение. Блок 16 управления способен апостериори записывать и анализировать фонограмму последнего звукового сигнала, сформированного внутритрубным снарядом 10 перед его окончательной остановкой.
Более подробно, способ обнаружения местоположения внутритрубного снаряда 10 внутри трубопровода 12 реализуют описанным ниже образом. Виброакустические датчики 14, установленные по меньшей мере на одном терминале, А или В, трубопровода 12, непрерывно измеряют звуковые сигналы (волны давления в текучей среде), сформированные прерывистым движением внутритрубного снаряда в течение фаз продвижения и сцепления со сварными швами между смежными секциями трубы.
Как правило, обычный трубопровод для транспортировки газа состоит из отдельных секций, дли- 3 026485 ной 10-12 м, которые приварены друг к другу. Фазы продвижения внутритрубного снаряда 10 в трубопроводе 12 распознают, даже на расстоянии десятков километров, как пики давления с амплитудой большей, чем фоновый шум, созданный транспортировкой текучей среды, при этом упомянутые пики давления созданы прохождением внутритрубного снаряда через сварные швы каждые 10-12 м.
В течение периодов времени остановки внутритрубного снаряда 10, трубопровод 12 для транспортировки текучих сред, аналогичен, в отношении распространения звуковых сигналов, секции закрытой трубы и/или акустическому волноводу с высоким рассогласованием на обоих его концах. Звуковой сигнал в эти периоды времени анализируют и обрабатывают посредством блока 16 управления для идентификации семейства гармоник (резонансных частот), связанных с присутствием стоячих волн. Основная гармоника каждой из стоячих волн, при известной скорости распространения звука в текучей среде внутри трубопровода 12, однозначно связана с длиной анализируемой секции трубопровода 12, и, следовательно, с расстоянием/местоположением внутритрубного снаряда относительно станции измерения.
Расстояние обнаружения или, другими словами, максимальное расстояние между станцией измерения и внутритрубным снарядом 10, позволяющее корректно определить местоположение внутритрубного снаряда 10 посредством виброакустических датчиков 14, зависит:
от затухания звукового сигнала, распространяющегося внутри трубопровода 12; от динамической чувствительности виброакустических измерительных датчиков 14; от полосы пропускания акустического измерительного оборудования.
Типовое акустическое измерительное оборудование способно обеспечить диапазон частот между 0,01 и 10 Гц, и чаще, между 0,1 Гц и 10 Гц. При использовании акустического измерительного оборудования потребительского класса в трубопроводах с внутренним диаметром около 20 дюймов (типичного для транспортировки текучих сред на дальние расстояния) расстояние обнаружения внутритрубного снаряда 10 может достигать значения около 30 км от станции измерения. С ростом как диаметра трубопровода 12, так и давления транспортируемой в нем текучей среды, также увеличивается и расстояние дистанционного обнаружения внутритрубного снаряда 10.
Далее в настоящем описании рассматривается пример реализации настоящего изобретения, в котором способ и систему в соответствии с настоящим изобретением применяют в шельфовом трубопроводе для транспортировки газа, находящемся в штатной эксплуатации. А именно, сигналы звукового давления были собраны в терминале приема В внутритрубного снаряда 10 в течение фазы очистки трубопровода 12, когда транспортировка текучей среды выполнялась под низким давлением (давление около 8 бар в трубопроводе 12 и около 2 бар дифференциальное давление между двумя сторонами, передней стороной 10А и задней стороной 10В, внутритрубного снаряда 10).
В таких условиях внутритрубный снаряд 10 движется в трубопроводе 12 прерывисто, с остановками по нескольку минут и движением в течение десятков секунд. Сигнал звукового давления, записанный посредством гидрофонов и измеренный на терминале приема В внутритрубного снаряда 10, как и ожидалось, демонстрирует следующие структуры гармоник (фиг. 2а и 2Ь):
широкие высокие спектральные пики, связанные с моментами повторного начала движения внутритрубного снаряда 10 в подводном трубопроводе 12;
последовательность резонансных гармоник с фундаментальной частотой, которая растет с приближением внутритрубного снаряда 10 к терминалу приема В трубопровода 12;
расстояние полезного акустического обнаружения составляет около 3-5 км от терминала приема В трубопровода 12.
Итак, было показано, что способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов для транспортировки текучих сред под давлением в соответствии с настоящим изобретением позволяет достичь изложенных выше целей. Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопроводов, предложенные в настоящем изобретении, могут в любом случае иметь множество модификаций и изменений, причем все из них попадают в объем изобретения. Объем правовой защиты настоящего изобретения, соответственно, определен приложенной формулой изобретения.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда (10) внутри трубопровода (12), сконфигурированного для транспортировки текучей среды под давлением, при этом внутритрубный снаряд (10) продвигается в трубопроводе (12) посредством прерывистого движения с чередующимися фазами продвижения и остановки, включает непрерывное обнаружение посредством станции измерения, расположенной по меньшей мере на одном из терминалов (А, В) трубопровода (12), звуковых волн, сформированных внутри трубопровода (12) изменениями давления в текучей среде, которые возникают на передней стороне (10А) и/или задней стороне (10В) внутритрубного снаряда (10) во время чередующихся фаз его продвижения и остановки;
    анализ и обработку посредством блока (16) управления стоячих волн, вызванных реверберациями внутри трубопровода (12) звуковых волн, сформированных в периоды времени остановки внутритрубно- 4 026485 го снаряда (10);
    идентификацию семейства резонансных гармоник, связанных с присутствием стоячих волн, периода реверберации и/или резонансной частоты каждой из стоячих волн при известной скорости распространения звука в текучей среде внутри трубопровода (12), которые однозначно связаны с длиной анализируемой секции трубопровода (12) и, следовательно, позволяют определить расстояние/местоположение внутритрубного снаряда (10) относительно станции измерения.
  2. 2. Способ по п.1, в котором шаг обнаружения звуковых волн, сформированных внутри трубопровода (12), выполняют посредством двух станций измерения, расположенных, соответственно, на первом конечном терминале (А) и втором конечном терминале (В) трубопровода (12).
  3. 3. Способ по п.2, в котором блок (16) управления выполняет измерение времен поступления сигналов, происходящих от звуковых волн, обнаруженных посредством упомянутых двух станций измерения.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором скорость распространения звука в текучей среде внутри трубопровода (12) получают посредством математических моделей распространения звука, в которых учитываются физические и геометрические характеристики системы, состоящей из трубопровода (12), транспортируемой текучей среды и окружающей среды вокруг упомянутого трубопровода (12).
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором блок (16) управления способен записывать и анализировать апостериори фонограмму последнего сигнала, происходящего от звуковых волн, сформированных внутритрубным снарядом (10), благодаря чему обеспечивается контроль местоположения упомянутого внутритрубного снаряда (10) внутри трубопровода (12), даже если упомянутый внутритрубный снаряд (10) застрял и не может снова начать движение.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором текучую среду транспортируют в трубопроводе (12) с абсолютным давлением в диапазоне от около 3 бар до около 10 бар.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором дифференциальное давление между двумя сторонами, передней стороной (10А) и задней стороной (10В) внутритрубного снаряда (10) находится в диапазоне от около 1 до около 3 бар.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором текучая среда включает природный газ.
  9. 9. Система для осуществления способа дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда (10) внутри трубопровода (12) по п.1, содержащая по меньшей мере одну станцию измерения, расположенную по меньшей мере на одном из терминалов (А, В) трубопровода (12), при этом упомянутая станция измерения включает один или более датчиков (14), способных непрерывно обнаруживать звуковые волны, сформированные внутри трубопровода (12) изменениями давления в текучей среде, которые возникают на передней стороне (10А) и задней стороне (10В) внутритрубного снаряда (10) во время его чередующихся фаз продвижения и остановки;
    блок (16) управления, функционально связанный с упомянутыми одним или более датчиками (14), при этом упомянутый блок (16) управления способен анализировать и обрабатывать стоячие волны, вызванные реверберациями внутри трубопровода (12) звуковых волн, сформированных в периоды времени остановки внутритрубного снаряда (10), также упомянутый блок (16) управления способен идентифицировать семейство резонансных гармоник, связанное с присутствием стоячих волн, причем период реверберации и/или резонансная частота каждой из стоячих волн при известной скорости распространения звука в текучей среде внутри трубопровода (12) однозначно связаны с длиной анализируемой секции трубопровода (12) и, следовательно, позволяют определить расстояние/местоположение внутритрубного снаряда (10) относительно станции измерения.
  10. 10. Система по п.9, содержащая две станции измерения, расположенные, соответственно, на первом конечном терминале (А) и на втором конечном терминале (В) трубопровода (12).
  11. 11. Система по п.9 или 10, отличающаяся тем, что упомянутые один или более датчиков (14) включают гидрофоны или виброакустические датчики.
  12. 12. Система по п.11, отличающаяся тем, что упомянутые гидрофоны или виброакустические датчики способны обеспечить диапазон частот от 0,01 до 10 Гц.
  13. 13. Система по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что упомянутый блок (16) управления функционально связан с упомянутым одним или более датчиками (14) посредством проводной системы связи.
  14. 14. Система по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что упомянутый блок (16) управления функционально связан с упомянутым одним или более датчиками (14) посредством системы связи беспроводного типа.
EA201590977A 2012-12-20 2013-12-12 Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением EA026485B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT002196A ITMI20122196A1 (it) 2012-12-20 2012-12-20 Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione
PCT/EP2013/076413 WO2014095581A1 (en) 2012-12-20 2013-12-12 Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201590977A1 EA201590977A1 (ru) 2015-12-30
EA026485B1 true EA026485B1 (ru) 2017-04-28

Family

ID=47683880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201590977A EA026485B1 (ru) 2012-12-20 2013-12-12 Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9897243B2 (ru)
EP (1) EP2935969B1 (ru)
DK (1) DK2935969T3 (ru)
EA (1) EA026485B1 (ru)
IT (1) ITMI20122196A1 (ru)
WO (1) WO2014095581A1 (ru)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA028210B1 (ru) * 2014-05-14 2017-10-31 Эни С.П.А. Способ и система для непрерывного дистанционного контроля положения и скорости продвижения скребкового устройства внутри трубопровода
US10024768B1 (en) 2016-06-17 2018-07-17 Markwest Energy Partners, L.P. System, method, and apparatus for determining air emissions during pig receiver depressurization
GB201611326D0 (en) * 2016-06-29 2016-08-10 Optasense Holdings Ltd Distributed fibre optic sensing for rail monitoring
WO2018022063A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Halliburton Energy Services, Inc. Real-time plug tracking with fiber optics
US10001240B1 (en) 2016-11-02 2018-06-19 Markwest Energy Partners, L.P. Pig ramp, system and method
US10196243B1 (en) 2017-02-28 2019-02-05 Markwest Energy Partners, L.P. Heavy compressor valve lifting tool and associated methods
CN107064995B (zh) * 2017-04-18 2019-02-22 江苏莘翔机电有限公司 一种基于dsp的声学地下管道定位方法
US11181208B2 (en) * 2018-05-24 2021-11-23 Tdw Delaware, Inc. Non-invasive pipeline pig signal using vibration sensors
CN110618197A (zh) * 2019-02-01 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法
WO2020162964A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-13 Halliburton Energy Services, Inc. Remotely locating a blockage in a pipeline for transporting hydrocarbon fluids
AU2019477996A1 (en) * 2019-12-13 2022-02-24 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system to determine variations in a fluidic channel
US11607654B2 (en) 2019-12-30 2023-03-21 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids
US11247184B2 (en) 2019-12-30 2022-02-15 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for spillback control of in-line mixing of hydrocarbon liquids
US10990114B1 (en) 2019-12-30 2021-04-27 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for inline mixing of hydrocarbon liquids
CN111650075A (zh) * 2020-07-06 2020-09-11 中国石油化工股份有限公司 一种管道清洗洁净度全管道检测方法及其装置
WO2022060391A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Halliburton Energy Services, Inc. Non-intrusive tracking of objects in pipelines and wellbores
US11578836B2 (en) 2021-03-16 2023-02-14 Marathon Petroleum Company Lp Scalable greenhouse gas capture systems and methods
US11655940B2 (en) 2021-03-16 2023-05-23 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for transporting fuel and carbon dioxide in a dual fluid vessel
CN113551102B (zh) * 2021-07-16 2022-11-11 国家石油天然气管网集团有限公司 一种用于管道内清管器实时跟踪定位的方法
US11447877B1 (en) 2021-08-26 2022-09-20 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for monitoring cathodic protection of structures
US11686070B1 (en) 2022-05-04 2023-06-27 Marathon Petroleum Company Lp Systems, methods, and controllers to enhance heavy equipment warning

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067769A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Asel-Tech Technologia E Automação Ltda. System for locating pigs in single phase and multiphase fluid transport pipelines
WO2009155708A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Pure Technologies Ltd. Apparatus and method to locate an object in a pipeline
WO2010020781A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Qinetiq Limited Tracking objects in conduits
WO2011039589A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. System and method for the continuous detection of impacts on pipelines for the transportation of fluids, particularly suitable for underwater pipelines

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916699A (en) * 1972-11-24 1975-11-04 Resource Sciences Corp Method and system for vibration testing of objects
GB8307985D0 (en) 1983-03-23 1983-04-27 British Gas Corp Pipeline pig tracking
US5417112A (en) * 1993-01-11 1995-05-23 Tdw Delaware, Inc. Apparatus for indicating the passage of a pig moving within an underground pipeline
US5549000A (en) * 1994-06-27 1996-08-27 Texaco, Inc. Passive acoustic detection of pipeline pigs
US5461354A (en) 1994-07-14 1995-10-24 Tdw Delaware, Inc. Magnetic sphere for use in a pipeline
US6243657B1 (en) 1997-12-23 2001-06-05 Pii North America, Inc. Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline
ITTO20010035A1 (it) * 2001-01-19 2002-07-19 Comau Systems Spa Procedimento e sistema per misurare la distanza di un corpo mobile dauna parte fissa.
US7886604B2 (en) * 2007-01-26 2011-02-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and electromagnetic ultrasonic transducer to be used therefor
US7852091B2 (en) * 2007-09-28 2010-12-14 Los Alamos National Security, Llc Microwave determination of location and speed of an object inside a pipe
GB2462096A (en) * 2008-07-23 2010-01-27 Schlumberger Holdings Monitoring of a pipeline pig using external acoustic sensors
US7973602B2 (en) 2009-05-06 2011-07-05 Mindspeed Technologies, Inc. Variable gain amplifier
US20130214771A1 (en) * 2012-01-25 2013-08-22 Radiation Monitoring Devices, Inc. Systems and methods for inspecting structures including pipes and reinforced concrete

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067769A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Asel-Tech Technologia E Automação Ltda. System for locating pigs in single phase and multiphase fluid transport pipelines
WO2009155708A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Pure Technologies Ltd. Apparatus and method to locate an object in a pipeline
WO2010020781A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Qinetiq Limited Tracking objects in conduits
WO2011039589A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. System and method for the continuous detection of impacts on pipelines for the transportation of fluids, particularly suitable for underwater pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
EA201590977A1 (ru) 2015-12-30
DK2935969T3 (en) 2017-05-22
US9897243B2 (en) 2018-02-20
WO2014095581A1 (en) 2014-06-26
EP2935969A1 (en) 2015-10-28
EP2935969B1 (en) 2017-02-22
ITMI20122196A1 (it) 2014-06-21
US20150323119A1 (en) 2015-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA026485B1 (ru) Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением
US10132823B2 (en) Method and system for the continuous remote tracking of a pig device and detection of anomalies inside a pressurized pipeline
CN102197287B (zh) 跟踪管道中的对象移动的设备和方法
US6561032B1 (en) Non-destructive measurement of pipe wall thickness
AU2016374474B2 (en) System for monitoring and/or surveying conduits
CN104747912B (zh) 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法
EA028919B1 (ru) Способ и система для непрерывного дистанционного контроля целостности трубопроводов под давлением и свойств транспортируемых текучих сред
Li et al. Leak detection and location for gas pipelines using acoustic emission sensors
WO2008075066A2 (en) Leak detection device in fluid filled pipelines
RU2565112C2 (ru) Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода
Golshan et al. Pipeline monitoring system by using wireless sensor network
Kania et al. Validation of EMAT technology for gas pipeline crack inspection
Shama et al. Review of leakage detection methods for subsea pipeline
Vidal et al. Acoustic reflectometry for blockages detection in pipeline
Bernasconi et al. Advanced real time and long term monitoring of transportation pipelines
Giunta et al. Vibroacoustic monitoring of pigging operations in subsea gas transportation pipelines
Loureiro Silva et al. Acoustic reflectometry for blockage detection in pipeline
JPH11270800A (ja) 配管診断方法、配管診断装置及び配管付き設備
Adnan et al. Leak detection in MDPE gas pipeline using dual-tree complex wavelet transform
Kourousis et al. Acoustic emission leak detection of buried oil pipelines, river and road crossings
RU2620023C1 (ru) Способ определения места течи в трубопроводе и устройство для его осуществления
Ravi et al. Pipeline monitoring using vibroacoustic sensing–a review
AU2020104206A4 (en) Leak detection and location system
Wang et al. Detecting blockages and valve status in natural gas pipelines
Lapshin et al. Features of the search for leaks in pipelines of heat networks using the acoustic-emission method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ