ITMI20122197A1 - Metodo e sistema di monitoraggio continuo da remoto dell'integrita' di condotte in pressione e delle proprieta' dei fluidi trasportati - Google Patents
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Description
METODO E SISTEMA DI MONITORAGGIO CONTINUO DA REMOTO DELL’INTEGRITA’ DI CONDOTTE IN PRESSIONE E DELLE PROPRIETA’ DEI FLUIDI TRASPORTATI
La presente invenzione riguarda un metodo e un sistema di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di condotte in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati, quali gas naturale, greggio, acqua, prodotti petroliferi,etc., impiegabile preferibilmente con gasdotti e oleodotti di lunga distanza.
In particolare il metodo, secondo la presente invenzione, prevede l’installazione di un sistema di monitoraggio equipaggiato con stazioni di misura dei segnali vibroacustici, poste fino a decine di chilometri una dall’altra, e con un’unità di controllo atta ad elaborare i segnali ricevuti dalle stazioni per l’identificazione e la localizzazione in continuo e da remoto di eventi anomali del flusso (perdite, prelievi, depositi, deformazioni geometriche, variazioni nel fluido, ecc.), interferenze di terzi con la condotta (impatti, intrusioni, manovre sulle valvole, ecc.) e variazioni delle proprietà del fluido trasportato (densità , viscosità , velocità del suono, attenuazione, ecc.).
Ogni fenomeno vibroacustico/fluidodinamico, ad esempio impatto, intrusione, perdita, prelievo, manovra sugli impianti di regolazione del flusso, che raggiunge o che si attua lungo una condotta in pressione con trasporto di fluidi, genera onde elastiche sulla parete della condotta ed onde acustiche nel fluido trasportato. Queste onde si propagano lungo la condotta anche a grandi distanze, secondo leggi che dipendono dalla forma del segnale (banda di frequenza, ampiezza), dalle proprietà termodinamiche del fluido, dalle proprietà elastiche e caratteristiche geometriche della condotta e dal mezzo esterno alla stessa.
Inoltre, ogni variazione delle stesse caratteristiche geometriche, proprietà elastiche della condotta e del mezzo esterno e proprietà termodinamiche del fluido genera un variazione nella funzione di trasferimento che descrive la propagazione delle onde vibroacustiche lungo la condotta.
Diversi brevetti sfruttano il monitoraggio acustico di tubazioni, ad esempio i brevetti WO2011127546, US5416724, US6668619, utilizzano questa metodologia per la rilevazione di perdite in condotte, mentre il brevetto US7607351 lo utilizza per la rilevazione di impatti, ed il documento US6138512 lo utilizza per la rilevazione di sorgenti acustiche generiche.
Queste tecniche misurano in almeno due punti, ad entrambi i lati della sorgente, le onde acustiche che si propagano nelle due direzioni, ed utilizzano procedure di correlazione, pattern matching, retro propagazione, o analisi con reti neurali, per identificare e localizzare l’evento anomalo.
In particolare il brevetto WO2011127546 integra misure di segnali acustici e di bilancio di massa, tarando opportunamente le equazioni di fluidodinamica con misure di temperatura, portata, pressione e densità lungo la condotta.
Inoltre il documento WO2009129959, propone la localizzazione di emissioni acustiche in condotte, mediante misure multicanale in un unico punto, sfruttando la differenza di velocità delle onde vibrazionali che si propagano lungo la parete della condotta e quelle acustiche nel fluido interno alla condotta.
Per quanto riguarda la stima delle proprietà del fluido, i brevetti US5285675 e US7503227 propongono l’utilizzo di almeno due sensori distanziati lungo la coordinata longitudinale della condotta per ricavare la velocità di propagazione delle onde acustiche e, attraverso opportune relazioni costitutive integrate anche con misure di temperatura, risalire ad altri parametri del fluido o della miscela.
Le tecniche di monitoraggio vibroacustico di condotte note nello stato dell’arte misurano ed elaborano i segnali raccolti da più sensori disposti lungo la condotta.
In particolare, le variazioni dei parametri di propagazione che descrivono la funzione di trasferimento (velocità del suono e attenuazione) delle onde acustiche, dovute per esempio a variazioni di flusso, pressione, temperatura, tipo di prodotto, geometria della condotta, non vengono sempre stimate e compensate in continuo, causando incertezze nell’identificazione e nella localizzazione degli eventi anomali.
Inoltre, nelle tecniche note, le difficoltà operative nei collegamenti conducono alla scelta di trasmettere all’unità di elaborazione centrale solo un sottoinsieme dei dati registrati dalle stazioni remote, ad esempio picchi di ampiezza, o sottobande più energetiche, impedendo di fatto di eseguire elaborazioni multicanale sul dato completo.
Le suddette tecniche note, non considerano i segnali acustici passivi dovuti ad operazioni di esercizio della condotta che si generano in prossimità degli impianti di compressione/pompaggio e/o organi di regolazione del flusso nella condotta. Questi fenomeni degradano il rapporto tra il segnale rilevato dovuto ad eventi anomali ed il segnale dovuto al rumore rilevato dall’esercizio della condotta.
Infine, le tecniche note, non integrano completamente le variabili geometriche della condotta (sezioni, lunghezze, deformazioni), le proprietà del fluido trasportato (densità , temperatura, tipo, viscosità , ecc.), ed le proprietà elastiche del mezzo esterno alla tubazione 5<Barzanò & Zanardo>
(terreno, aria, acqua) nel modello fluidodinamico della condotta.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e, in particolare, quello di fornire un metodo ed un sistema per il monitoraggio continuo da remoto dell’integrità e delle proprietà dei fluidi che non interferisca con le operazioni di esercizio della condotta.
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di ricavare i parametri di propagazione delle onde vibroacustiche nei vari tratti di condotta.
Rappresenta ulteriore scopo della presente invenzione identificare e localizzare in continuo da remoto le sorgenti attive lungo una condotta dovute ad eventi anomali Si(f), tra cui anomalie del flusso (perdite, prelievi, depositi, deformazioni geometriche, variazioni nel fluido, ecc.), interferenze di terzi (impatti, intrusioni, manovre sulle valvole, ecc.) e le variazioni delle proprietà del fluido trasportato (densità , viscosità , velocità del suono, attenuazione, ecc.).
Non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di individuare eventuali variazioni geometriche nella condotta, quali ostruzioni o deformazioni, e/o variazioni delle proprietà termodinamiche del fluido.
Questi e altri scopi secondo la presente invenzione sono raggiunti realizzando un metodo e sistema di monitoraggio
CL/136398 continuo da remoto dell’integrità di una condotta in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati come esposto nella rivendicazione 1 e nella rivendicazione 14. Ulteriori caratteristiche del metodo e sistema di monitoraggio continuo dell’integrità di una condotta in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Vantaggiosamente il metodo secondo la presente invenzione consente di definire un modello matematico rappresentante la condotta e conseguentemente avere uno strumento di analisi e monitoraggio dell’integrità e delle proprietà dei fluidi trasportati nella stessa.
Il metodo prevede anche di avvalersi di simulatori numerici della risposta vibroacustica di modelli equivalenti di condotta per simulare il comportamento della condotta verso determinati eventi vibroacustici sconosciuti a priori, fornendo la possibilità di interpretarli ed individuarli.
Il confronto dei dati reali con quelli ottenuti dal modello matematico atto a simulare la condotta in esercizio consente di evidenziare discrepanze che sono rappresentative di eventuali eventi anomali.
Il metodo può prevedere l’ulteriore fase di utilizzo di tecniche di addestramento, basate su reti neurali e/o algoritmi genetici, per selezionare la migliore funzione di trasferimento capace di rappresentare detto tratto di condotta.
L’evoluzione temporale delle funzioni di trasferimento viene analizzata per invertire le caratteristiche geometriche della condotta e/o le proprietà del fluido trasportato.
Inoltre, i singoli segnali registrati dalle stazioni possono essere elaborati con criteri a soglia e con tecniche di riconoscimento basate sul confronto delle forme d’onda allo scopo di identificare, localizzare e classificare eventi anomali impulsivi.
Vantaggiosamente questa fase consente di identificare e localizzare in tempo reale eventi che non risultano comuni, quali impatti, intrusioni, perdite o prelievi.
Ulteriormente, i segnali vibroacustici generati da una sorgente passiva (T), ad esempio, impianti di compressione/pompaggio e/o di regolazione di flusso, possono essere discriminati in funzione del ritardo del segnale registrato presso due stazioni di misura consecutive posizionate in prossimità della sorgente passiva.
Vantaggiosamente questa fase consente di eliminare il rumore generato dalle sorgenti passive (T) dal segnale registrato dalle stazioni di misura, aumentando il rapporto segnale/rumore.
In particolare, le stazioni di misura possono essere posizionate lungo la condotta ad una distanza reciproca preferibilmente superiore a mezza lunghezza d’onda della minima frequenza generata dalla suddetta sorgente passiva. Detta specifica distanza consente di massimizzare l’effetto di discriminazione e localizzazione delle sorgenti attive rispetto a quelle passive.
Preferibilmente dette stazioni di misura sono posizionate dallo stesso lato rispetto detta sorgente passiva (T).
Ogni fenomeno vibroacustico che raggiunge o che si genera lungo una condotta per il trasporto di fluidi, produce sia onde elastiche sulla parete della condotta che onde acustiche nel fluido trasportato. Queste onde si propagano lungo la condotta anche a grande distanza e si sommano alle variazioni di flusso del fluido dovuto all’esercizio. In particolare, secondo la presente invenzione con il termine segnale vibroacustico si intendono sia i segnali di dette onde acustiche che onde elastiche.
La propagazione acustica nel fluido à ̈ descritta principalmente dal coefficiente di attenuazione e dalla velocità di propagazione delle onde. A loro volta questi parametri sono funzione della frequenza, delle proprietà termodinamiche del fluido, delle caratteristiche geometriche e proprietà elastiche della tubazione e del mezzo esterno alla stessa. Attenuazione e velocità di propagazione possono variare anche durante le condizioni standard di esercizio di una condotta, a causa per esempio di una variazione della composizione del fluido, della formazione di un deposito o di una deformazione geometrica della condotta.
La teoria fisico-matematica prevede che la propagazione vibroacustica in una condotta sia governata dalle sue caratteristiche geometriche, dalle proprietà elastiche e termodinamiche del sistema fluido/condotta/mezzo esterno, e che ogni variazione di queste produca onde riflesse e trasmesse che a loro volta si propagano dal punto di origine della variazione o anomalia.
In generale possono essere considerate esempi di sorgenti attive di segnali vibroacustici:
- impatti, intrusioni, prelievi, perdite;
- variazione del flusso o turbolenze,
- il transito di un pig (pipeline inspection gauge) all’interno della condotta.
Mentre, tra le variazioni delle caratteristiche geometriche/fisiche della condotta e del fluido trasportato, si possono annoverare:
- variazioni di diametro;
- variazioni di materiale;
- deformazioni locali della condotta;
- occlusioni parziali;
- chiusure parziali di valvole;
- tipologia di fluido;
- variazioni di temperatura e pressione.
I segnali vibroacustici che si propagano lungo la condotta trasportano informazioni sulla sorgente che li ha generati e sul canale di trasmissione attraverso il quale si propagano. L’installazione di sensori vibroacustici, ad esempio trasduttori di pressione, di velocità e di accelerazione, lungo la condotta permette la registrazione di questi segnali, anche a grandi distanze dal loro punto di origine.
In particolare possono essere utilizzati sensori vibroacustici tipo idrofoni e/o geofoni e/o accelerometri. I segnali misurati da dette stazioni di misura possono essere poi sincronizzati da unità di elaborazione (locale e centrale), per esempio mediante l’utilizzo di dispositivi Global Positioning System (GPS) e atte ad eseguire un’elaborazione multicanale di detti segnali.
La registrazione di segnali vibroacustici (RTTM: Real Time Transient Measurements) lungo la condotta, in uno o più punti, e la loro elaborazione nell’unità centrale, permette di calcolare in continuo sia i parametri che descrivono le funzioni di trasferimento dei tratti di condotta tra stazioni di misura consecutive, sia di identificare variazioni anomale dei segnali e delle stesse funzioni di trasferimento, associabili mediante opportune tecniche di inversione e riconoscimento ad eventi anomali che possono pregiudicare l’integrità e il corretto funzionamento della condotta.
Il metodo secondo la presente invenzione sfrutta in modo vantaggioso e integrato le assunzioni teoriche sui fenomeni vibroacustici e le caratteristiche fisiche della condotta, per ricavare informazioni sugli eventi che, in continuo, coinvolgono la condotta.
Il presente metodo si basa sul fatto che:
- ogni fenomeno vibroacustico che raggiunge o si genera lungo una condotta per il trasporto di fluidi origina segnali acustici nel fluido trasportato;
- i segnali vibroacustici originati da eventi impattivi a bassa frequenza (inferiore a 500Hz), come per esempio l’intrusione di terzi o il transito di un pig che colpisce le saldature della condotta e/o le operazioni di riparazione di una condotta, si propagano nel fluido trasportato anche per diverse decine di km di distanza; - i segnali acustici originati a bassa frequenza (inferiore a 10Hz) si propagano nel fluido anche per centinaia di km, come per esempio i prelievi o le perdite di fasi liquide e gassose ad alta pressione (50-200 bar), oppure le manovre sul flusso lungo la condotta;
- le operazioni standard di esercizio sulla condotta nelle stazioni terminali, ed in particolare le variazioni di flusso e pressione generate dagli impianti di compressione/pompaggio e/o di regolazione di flusso, sono una sorgente continua di segnali acustici di tipo passivo; - i punti di turbolenza lungo la condotta sono sorgenti attive secondarie di un segnale acustico che risulta regolato dalle fluttuazioni del flusso del fluido trasportato;
- i punti di variazione delle proprietà elastiche e caratteristiche geometriche della condotta e del fluido producono riverberazioni in entrambe le direzioni di propagazione.
Le caratteristiche e i vantaggi del metodo di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di condotte e delle proprietà dei fluidi trasportati secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati, in cui:
- la figura 1 mostra una vista schematica del sistema di monitoraggio continuo da remoto;
- la figura 2 mostra una vista schematica della condotta in cui sono installate alcune stazioni di misura ed in cui si propaga un generico segnale acustico e altri segnali relativi ad eventi anomali;
- la figura 3 mostra il diagramma di flusso di elaborazione del modello equivalente rappresentativo del sistema fluido/condotta/mezzo esterno secondo la presente invenzione;
- la figura 4 mostra una vista schematica della condotta in cui sono installate alcune stazioni di misura ed in cui si propaga un generico segnale relativo ad un evento anomalo ed altri segnali di rumore relativi a sorgenti passive (T). La figura 4 illustra inoltre i relativi diagrammi di pressione, originali e filtrati, rilevati presso due stazioni di misura posizionate lungo la condotta;
- la figura 5 mostra un diagramma relativo alla procedura di localizzazione da remoto di un evento anomalo registrato da due differenti stazioni di misura;
- la figura 6 mostra un diagramma rappresentate alcune misure sperimentali di velocità del suono e pressione, nonché le relative curve ricavate con il modello equivalente ottenuto secondo il presente metodo;
- la figura 7 mostra un diagramma rappresentante alcune misure sperimentali di attenuazione dei segnali acustici, nonché le relative curve ricavate con il modello equivalente ottenuto secondo il presente metodo.
Con riferimento alla figura 1, viene mostrato un sistema di monitoraggio continuo da remoto, genericamente indicato con 100, comprendente una pluralità di stazioni di misura 103, ognuna comprendente un gruppo di sensori vibroacustici 101 posti a contatto con la condotta 104 e col fluido trasportato, posizionate lungo una condotta 104 connesse ad un’unità centrale 102 di elaborazione.
Ogni stazione di misura 103 comprende inoltre un’unità locale di elaborazione multicanale atta ad acquisire, preelaborare e salvare localmente le misure rilevate.
In particolare le stazioni di misura 103 sono disposte lungo la condotta 104 e misurano in continuo le onde elastiche che si propagano lungo le pareti della condotta e le onde acustiche, ossia variazioni di pressione che si propagano nel fluido e che risultano generate da un evento anomalo 105, ad esempio un impatto o una perdita e/o il passaggio di un pig all’interno della condotta 104.
Ogni stazione di misura 103 comprende un dispositivo Global Positioning System (GPS) per la sincronizzazione in tempo reale con le altre stazioni di misura 103, un sistema di condizionamento dei sensori, una unità di alimentazione elettrica e un blocco di trasmissione dei dati, di tipo radio, microonde, fibra ottica, telefonica GPRS o G3, con l’unità centrale 102 di elaborazione.
Il metodo di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di una condotta 104 in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati, quali gas naturale, greggio, acqua, prodotti petroliferi,etc., impiegabile preferibilmente con gasdotti e oleodotti di lunga distanza, comprende le seguenti fasi:
- installare lungo la condotta una pluralità di stazioni di misura 103 collegate a sensori vibroacustici 101 atti a misurare, in simultanea ed in continuo, segnali elastici in propagazione nelle pareti della condotta e segnali acustici in propagazione in detto fluido trasportato
- sincronizzare con un riferimento temporale assoluto detti segnali misurati x(t) da dette differenti stazioni di misura 103;
- trasmettere in continuo detti segnali misurati x(t) e sincronizzati ad un’unità centrale 102 atta ad elaborarli in maniera multicanale;
- calcolare mediante detta unità centrale 102 una pluralità di funzioni di trasferimento H(f) atte a definire la propagazione vibroacustica in tratti di condotta 104 compresi tra stazioni di misura 103 consecutive utilizzando come segnali di analisi detti segnali misurati e sincronizzati x(t) e le relative trasformate di Fourier X(f);
- aggiornare in continuo dette funzioni di trasferimento H(f) utilizzando segnali acustici ed elastici generati da sorgenti passive (T) presenti nella condotta 104, preferibilmente scelte fra pompe, compressori e/o organi di regolazione del flusso;
- filtrare i segnali acustici ed elastici rilevati dalle differenti stazioni di misura (103) con sottrazione del contributo relativo alle sorgenti passive (T), consentendo di incrementare il rapporto segnale/rumore e di individuare con maggiore chiarezza gli eventi anomali Si(f).
- realizzare un modello equivalente descrittivo del sistema comprensivo di fluido trasportato, condotta e mezzo esterno che circonda la condotta stessa, utilizzando dette funzioni di trasferimento H(f) concatenate tra loro.
Per misurare i segnali elastici e i segnali acustici possono essere impiegati multi sensori (101), preferibilmente idrofoni e/o geofoni e/o accelerometri. Preferibilmente i segnali vibroacustici misurati da dette stazioni di misura 103 sono sincronizzati in continuo (ad esempio mediante un dispositivo GPS) e inviano i segnali misurati all’unità centrale 102, atta ad eseguire un elaborazione multicanale di detti segnali e calcolare la funzione di trasferimento dei singoli tratti di condotta 104.
Una volta realizzato un modello matematico equivalente della condotta 104 Ã ̈ possibile validare lo stesso mediante ulteriori fasi del metodo.
In particolare, il modello equivalente così definito può essere corretto ed aggiornato mediante il processamento continuo delle misure vibroacustiche rilevate dalle varie stazioni di misura 103.
Per individuare il modello equivalente più rappresentativo della condotta 104 possono essere utilizzate tecniche di addestramento basate su reti neurali e/o algoritmi genetici che si calibrano secondo regole predefinite.
Per rendere più rapida l’elaborazione del modello equivalente possono essere impostate a priori alcune variabili note del sistema fluido/condotta/mezzo esterno, quali ad esempio l’ampiezza e la frequenza dei segnali vibroacustici, o le costanti di propagazione delle onde acustiche nella condotta 104, ossia attenuazione, dispersione e velocità del suono. Invertendo le caratteristiche geometriche della condotta e/o le proprietà del fluido trasportato mediante detta funzione di trasferimento à ̈ possibile identificare le variazioni rispetto alle misure vibroacustiche rilevate dalle stazioni di misura 103.
Eventuali variazioni significative dei valori reali misurati dalle stazioni di misura 103 rispetto ai valori calcolati mediante il modello equivalente, ed in particolare variazioni superiori ad una soglia definita in funzione del livello di rumore generato dalle sorgenti passive, sono elaborate con tecniche di riconoscimento, per esempio basate sul confronto con forme d’onda di riferimento e/o criteri a soglia, per localizzare e classificare l’evento anomalo.
Ad esempio una variazione dell’ampiezza del segnale acustico nel fluido trasportato nella condotta 104 può indicare un fenomeno di perdita, mentre una variazione della attenuazione delle onde acustiche nella condotta 104 può indicare ad esempio una deformazione fisica o un deposito nella condotta 104.
In particolare, l’analisi delle variazioni parametriche e dunque delle anomalie viene effettuata sia rispetto all’ampiezza sia alla frequenza dei segnali vibroacustici, che rispetto alle costanti di propagazione delle onde vibroacustiche nella condotta 104, ossia attenuazione e velocità del suono.
Per rendere il modello più sensibile alle anomalie esterne si posizionano due stazioni di misura 103 ad un’opportuna distanza tra loro ed in prossimità di almeno una sorgente passiva (T) , ad esempio una pompa, un compressore e/o un organo di regolazione, per misurare il rumore di fondo generato dalla stessa sorgente passiva.
Il ritardo rilevato presso le due stazioni di misura 103, relativo ai vari segnali generati dalla sorgente passiva (T), consente di determinare la direzione di propagazione del segnale vibroacustico generato dalla stessa sorgente passiva.
Conoscendo la direzione del segnale della sorgente passiva (T) Ã ̈ possibile comprendere quali sono i segnali vibroacustici che si propagano in direzione opposta.
Questo effetto si verifica soprattutto quando le due stazioni di misura 103 sono posizionate in prossimità della sorgente passiva (T), ad una distanza reciproca preferibilmente superiore a mezza lunghezza d’onda della minima frequenza generata dalla suddetta sorgente passiva e in un punto sufficientemente protetto da eventuali fenomeni vibroacustici intermedi tra le due stazioni 103. In questo modo à ̈ possibile filtrare il segnale vibroacustico rilevato dalle differenti stazioni di misura 103 sottraendo da questo il contributo relativo alle sorgenti passive (T). Ciò consente di incrementare il rapporto segnale/rumore e di individuare con maggiore chiarezza gli eventi anomali.
È inoltre possibile effettuare manovre ad hoc sul flusso e/o generare segnali acustici tracciabili con sorgenti attive dedicate, quali turbine, sirene, o impatti controllati, per verificare e/o aggiornare la risposta del modello equivalente definito.
Con riferimento alla struttura del sistema di monitoraggio continuo 100 dell’integrità della condotta 104, ogni stazione di misura 103 può eseguire le seguenti operazioni:
- filtraggio e salvataggio locale dei dati acquisiti dai sensori vibroacustici 101;
- sincronizzazione dei dati acquisiti dai sensori vibroacustici 101, con quelli raccolti dalle altre stazioni di misura 103;
- trasmissione dei dati vibroacustici all’unità centrale di elaborazione 102;
- analisi statistica dei dati per una preidentificazione degli eventi anomali;
- diagnostica funzionale della stazione.
L’unità centrale di elaborazione 102 ha capacità di calcolo e di salvataggio dei dati ricevuti ed esegue le seguenti operazioni:
- raccolta dei dati vibroacustici elaborati dalle stazioni di misura 103;
- analisi in continuo dei segnali acustici generati dagli impianti di compressione/pompaggio e/o di regolazione di flusso, e acquisiti da coppie di stazioni di misura 103 collocate ad opportuna distanza in prossimità di questi impianti, operando discriminazione dei segnali in funzione della direzione di propagazione, basata sull’analisi dei tempi di ritardo alle due stazioni di misura 103;
- calcolo ed aggiornamento in continuo delle funzioni di trasferimento vibroacustica H(f) tra coppie di stazioni di misura 103, utilizzando come segnale di analisi i segnali acustici generati dagli impianti di compressione/pompaggio e/o di regolazione del flusso; - calcolo in continuo dei parametri di propagazione vibroacustica nella condotta 104 tra le stazioni di misura 101, quali attenuazione e velocità del suono; - sottrazione in continuo dei segnali acustici generati dagli impianti di compressione/pompaggio e/o regolazione di flusso, dai segnali acquisiti dalle coppie di stazioni di misura 103 poste in vicinanza delle sorgenti passive (T), opportunamente corretti per le funzioni di trasferimento H(f) calcolate tra i tratti di condotta posti tra la sorgente passiva (T) in esame e la stazione di misura 103;
- analisi ed identificazione delle anomalie 105 di breve periodo, ossia nell’ordine del secondo/minuto, nelle misura vibroacustiche delle stazioni di misura 101, a valle della rimozione dei segnali prodotti dalle sorgenti passive (T);
- localizzazione geografica del punto sorgente delle anomalie 105 lungo la condotta 102 e invio di un messaggio codificato di allarme;
- calcolo ed inversione di lungo periodo, ossia nell’ordine di ore/giorni, delle caratteristiche geometriche della condotta 104 e/o delle proprietà del fluido trasportato allo scopo di identificare cambiamenti lenti del sistema fluido/condotta/mezzo esterno, per esempio associate a variazione locale della sezione interna della tubazione (deformazione meccanica, bugne, occlusione parziale, depositi, ecc);
- diagnostica funzionale dell’unità centrale.
L’identificazione delle anomalie 105 può essere effettuata con criteri a soglia e/o con tecniche di confronto con forme d’onda note.
Per l’identificazione in continuo di un’anomalia 105 viene calcolato il modello equivalente di propagazione dei segnali vibroacustici nella condotta 104 e determinato calibrando i parametri di propagazione acustica, ad esempio velocità del suono, coefficiente di attenuazione, ecc., ricavati sperimentalmente dalle misure delle sorgenti passive (T).
Per localizzare il punto sorgente di un’anomalia 105 lungo la condotta 104, viene utilizzata la funzione di retropropagazione dei segnali vibroacustici dell’evento anomalo verso tutti i tratti di condotta compresi tra le diverse stazioni di misura 103 consecutive.
L’unità centrale di elaborazione 102 comprende un opportuno software ed un’interfaccia grafica per la configurazione e calibrazione dei parametri di elaborazione, visualizzazione dei risultati di localizzazione dell’evento anomalo 105 con avvio dell’allarme, configurazione remota delle stazioni di misura 103, gestione delle procedure di allarme e diagnostica funzionale.
Il presente metodo calcola sperimentalmente la funzione di trasferimento acustica H(f) tra coppie di stazioni di misura 103, comprendendo, oltre ai termini di propagazione acustica, anche le eventuali riverberazioni interne al tratto di condotta in esame, dovute ad esempio a variazioni del diametro della condotta.
Con riferimento alla Figura 2, S0(f) indica la trasformata di Fourier del segnale s0(t) generato dal generico impianto di compressione/pompaggio T0che si propaga nella condotta 104.
La condotta 104 può essere schematizzata come un canale di trasmissione rappresentativo della condotta stessa.
Detto canale di trasmissione rappresenta la schematizzazione matematica del sistema fluido trasportato, condotta e mezzo esterno che circonda la tubazione.
HAB(f) rappresenta la risposta acustica all’impulso (tempo variante) del canale acustico tra i punti A e B.
Il sistema di monitoraggio calcola in continuo le risposte acustiche di tutti i tratti di condotta definiti tra coppie di stazioni di misura A-B e B-C, utilizzando la teoria del filtraggio adattativo, ad esempio mediante un algoritmo di Widrow-Hoff.
Considerando i segnali acustici campionati dalle stazioni di misura, ed indicando con n l’n-esimo campione, l’algoritmo di Widrow-Hoff stima ad ogni istante un filtro di ordine N, ĥAB(n), che descrive la risposta variante del canale trasmissivo tra i punti A e B, nel seguente modo:
x ( )=[ ( ), ( −1),...., ( − 1 )] TAn xAn xAn xAn N
e(n)=xB(n)−h<ˆT>
AB(n) xA( n )
h<ˆ>AB(n+1)=h<ˆ>AB(n)+ γe(n) xA( n )
con n=1,2,3,…. ;
γ= passo di aggiornamento;
con filtro iniziale h<ˆ>AB(0) =[0,0,0,...0 ].
In funzione della stazionarietà del segnale s0(t) si ottiene il tempo di stabilizzazione del filtro, tipicamente qualche decina di secondi, ed il tempo di aggiornamento del filtro, tipicamente dell’ordine dei minuti/ore.
La procedura viene continuamente eseguita per tutti i tratti di condotta, così da ottenere le risposte all’impulso dei singoli tratti, indicati in Figura 2 con hT0A(t), hAB(t), hBC(t), e/o in modo equivalente le funzioni di trasferimento HT0A(f), HAB(f), HBC(f), trasformate di Fourier delle risposte all’impulso.
Le stazioni di misura A e B sono collocate ad una distanza predeterminata, in prossimità dell’impianto di compressione/pompaggio T0,allo scopo di consentire la discriminazione del verso della propagazione dei segnali, tra quelli che si propagano verso destra e quelli che si propagano verso sinistra.
In particolare, la suddetta discriminazione risulta efficiente se la distanza tra le stazioni di misura A e B à ̈ maggiore della metà della lunghezza d’onda dei segnali da analizzare.
La trasformata di Fourier dei segnali acustici generati nell’impianto T0à ̈ indicata con S0(f), mentre la funzione di trasferimento per la propagazione di segnali acustici tra A e B à ̈ indicata con HAB(f). Quest’ultima funzione viene calcolata ed aggiornata in continuo dai segnali acustici XA(f) e XB(f) mediante la stima adattativa del canale trasmissivo sopra menzionata.
Si(f) indica la trasformata di Fourier relativa ad un iesimo evento anomalo 105 generato lungo la condotta 104. HiA(f) e HiB(f) rappresentano la funzione di trasferimento per i segnali acustici tra il punto sorgente dell’i-esimo evento anomalo e le stazioni di misura A e B rispettivamente.
Ipotizzando che eventuali altre sorgenti di segnali acustici si trovino a destra della stazione di misura B di Figura 2. Si ha che:
<XA(f)=S0(f)+>∑<HiA(f) Si(f)=S 0(f) HBA(f)>∑<HiB(f) S i( f )>
<XB(f)=S 0(f)HAB(f)+>∑<HiB(f) S i( f )>
HAB(f) =HBA( f )
Risulta possibile ottenere il segnale acustico S0(f) generato dall’impianto T0:
X
S0(f)= A<(>f<)>−XB<(>f<)>H AB<(>f<)>
1 −H 2
AB(f)
I segnali XA(f) e XB(f), registrati nelle varie stazioni di misura A e B, possono essere corretti in continuo sottraendo il contributo dovuto alla sorgente passiva dell’impianto T0, utilizzando il segnale S0(f) opportunamente corretto nel termine di propagazione acustica:
X<ˆ>A(f )= XA(f ) −S0(f )HS 0 B( f )
X<ˆ>B(f )= XB(f ) −S0(f )HS 0 A(f )HAB( f )
Dove l’apice ^ identifica il segnale alla stazione di misura dopo l’analisi di rimozione del segnale passivo. La presente invenzione propone una procedura di inversione congiunta dei parametri geometrici ed elastici della condotta, fluidodinamici del fluido trasportato, ed elastici del mezzo esterno che circonda la tubazione, sfruttando le seguenti informazioni:
- misure sperimentali delle funzioni di trasferimento acustiche H(f) dei tratti di condotta, comprendenti le curve di attenuazione e velocità di propagazione delle onde vibroacustiche, aggiornate in continuo;
- misure sperimentali dei segnali vibroacustici con analisi in continuo;
- modelli fisico matematici della propagazione vibroacustica in condotte riempite di fluidi in pressione.
Con riferimento alla Figura 3, viene illustrato il diagramma di flusso di elaborazione del modello equivalente rappresentativo del sistema fluido/condotta/mezzo esterno.
Il modello reale della condotta in esercizio, descritto dalle caratteristiche geometriche, proprietà elastiche e termodinamiche del sistema fluido/condotta/mezzo esterno, risulta incognito ed à ̈ rappresentato dal blocco 401. I dati misurati (blocco 402) sono le misure vibroacustiche raccolte nelle stazioni di misura posizionate lungo la condotta, che servono per determinare sperimentalmente le funzioni di trasferimento relative ai diversi tratti della condotta stessa. Viene dunque definito un modello matematico iniziale di riferimento (blocco 403) raccogliendo tutte le informazioni disponibili a priori, quali, ad esempio, il tipo di fluido trasportato, temperature e pressioni del fluido, i materiali costruttivi e i parametri geometrici della condotta.
Detto modello disponibile a priori viene inizialmente assunto come modello corrente (blocco 404).
Detto modello matematico viene successivamente usato per simulare un insieme di misure vibroacustiche nelle posizioni delle stazioni di misura reali (blocco 405), denominate sintetiche.
Le misure reali vengono dunque confrontate con quelle sintetiche (blocco 406), ed il modello corrente viene aggiornato sulla base delle differenze registrate (blocco 407). Quando la differenza tra le misure reali e quelle sintetiche scende sotto ad una soglia prefissata o il numero di iterazioni supera un certo valore predeterminato, il modello corrente diventa il modello reale calcolato (blocco 408).
A titolo esemplificativo, la procedura di inversione può essere realizzata con un approccio probabilistico, assegnando ai parametri del modello corrente delle densità di probabilità che ne descrivono il livello di incertezza, ed ottenendo la corrispondente densità di probabilità a posteriori del modello stimato come evidenziato nel documento di Tarantola A. dal titolo “Inverse Problem Theory†del 2005.
In questo modo vengono vincolati i parametri sui quali si hanno maggiori informazioni.
Vantaggiosamente il suddetto metodo utilizza l’inversione congiunta di tutti i parametri del sistema fluido/condotta/mezzo esterno.
In Figura 4 Ã ̈ schematizzato il sistema generale di monitoraggio per il rilevamento da remoto di un evento anomalo 500.
Le stazioni di misura sono collocate in T1, T2, A e B.
T1e T2sono sorgenti passive di rumore acustico, per esempio pompe/compressore e/o organi di regolazione del flusso e prevedono rispettive stazioni di misura.
Il metodo di monitoraggio secondo la presente invenzione comprende le seguenti fasi:
- elaborazione ed aggiornamento in continuo delle funzioni di trasferimento di propagazione hT1A(t), hAB(t), hBT2(t) acustica nei tratti di condotta compresi tra stazioni di misura adiacenti, utilizzando i rumori acustici delle sorgenti di rumore T1, T2come segnali di analisi;
- stima del rumore acustico n1(t) mediante le misurazioni effettuate dalla coppia di stazioni di misura T1ed A;
- stima del rumore acustico n2(t) mediante le misurazioni effettuate dalla coppia di stazioni di misura T2e B;
- rimozione dei rumori acustici n1(t)e n2(t) dai segnali acustici xA(t), xB(t) misurati dalle stazioni A e B, relativi all’evento anomalo s(t);
- retro propagazione, nel tratto di condotta compreso tra le stazioni A e B, del segnale xA(t) misurato in A verso B, e del segnale xB(t) misurato in B verso A; - cross-correlazione di detti segnali retro propagati, nel tratto di condotta compreso tra le stazioni A e B e rappresentazione grafica dell’inviluppo;
- rilevazione dell’evento anomalo 500 con criterio a soglia della posizione geografica e temporale.
In figura 4 sono rappresenti inoltre due grafici 501A, 501B esemplificativi dei segnali rilevati dalle stazioni A e B; segnali acustici registrati e segnali filtrati.
In particolare, il grafico 501A rappresenta la variazione di pressione misurata nella stazione A, prima 502A e dopo 503A la rimozione dei rumori acustici generati dai terminali T1e T2.
A titolo esemplificativo, nel grafico 501A sono visibili due eventi anomali 504A, 505A, corrispondenti all’apertura e alla chiusura di una valvola con prelievo del fluido. Allo stesso modo, il grafico 501B evidenzia lo stesso evento anomalo, ma registrato dalla stazione di misura B. Vantaggiosamente il metodo secondo la presente invenzione consente una stima sperimentale in continuo delle funzioni di trasferimento acustiche dei vari tratti di una condotta.
Inoltre, l’elaborazione multicanale secondo il presente metodo consente la rimozione dei rumori acustici.
Infine, la retro propagazione dei segnali con l’inversione della funzione di trasferimento, consente di compensare gli effetti di attenuazione e dispersione della velocità di propagazione acustica.
In figura 5 sono rappresentati i due segnali retro propagati 601 dalle stazioni A e B ed il punto 602 in cui, mediante cross-correlazione, si à ̈ verificato l’evento anomalo 500.
Esempio 1
In un oleodotto in cui sono trasportati tre tipi di petrolio, le misure vibroacustiche vengono utilizzate per stimare la velocità di propagazione delle onde acustiche V0in m/s.
Utilizzando la relazione di Batzle M. e Wang Z., nota dal documento “Seismic properties of pore fluids†del 1992, à ̈ possibile invertire la pressione e/o la densità del fluido e/o il tipo di petrolio.
In figura 7 sono rappresentati i risultati ottenuti col modello 702 ed i relativi dati reali misurati 701.
In particolare, il modello per la velocità del suono risulta:
V =15450â‹…(77.1+ API)<−0.5>0−3.7â‹…T 4.64â‹…P+0.0115â‹…(0.36â‹…API<0.5>−1 )â‹…T â‹… P T: temperatura [°C],
P: pressione [MPa],
API: grado API
Si può evidenziare una bassa discrepanza tra i dati misurati 701 e i valori calcolati 702 col presente metodo. Esempio 2
Sono stati impiegati modelli teorici noti per ricavare la viscosità µ dell’olio in funzione della temperatura T e del grado API. Successivamente dalla viscosità µ dell’olio à ̈ stata calcolata l’attenuazione α della propagazione acustica nel fluido, con le seguenti equazioni:
- primo modello noto dal documento “Improved correlations for predicting the viscosity of light crudes†del 1992 di Labedi R.:
lnµ = a1+a2ln API a3ln T
- secondo modello noto dal documento “Generalized pressure–volume–temperature correlations†del 1980 di Glaso O.:
lnµ =a1+a2lnT a3ln(ln API) a4lnTln(ln API )
- terzo modello noto dal documento “Estimating the viscosity of crude oil system†del 1975 di Beggs H.D. e Robinson J.R.:
ln(ln(µ+1)=a1+a2API a3ln T
Mentre per il calcolo dell’attenuazione α à ̈ stato utilizzato il modello noto dal documento “Fundamentals of physical acoustics†del 2000 di Blackstock D. T.:
1 ωµ
α =
a 2 Ï V<2>
dove:
a: raggio interno della tubazione;
ω: frequenza angolare;
µ: viscosità ;
V: velocità del suono;
Ï : densità dell’olio.
La figura 8 illustra le misure sperimentali di attenuazione e velocità del suono raccolte su un tratto di un oleodotto avente pressione media interna di 63 bar e temperatura di T=15 °C, durante il trasporto di diversi oli con densità compresa tra 750 kg/m3 ed 850 kg/m3. La curva sperimentale 801 mostra un’attenuazione maggiore rispetto alle curve teoriche 802 ottenute con i tre suddetti metodi.
Nel processo di inversione, detta curva sperimentale 801 viene associata ad una riduzione del diametro interno della condotta, causato probabilmente da un’occlusione parziale dovuta a depositi di paraffine o asfalteni.
Il metodo di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di una condotta in pressione e delle proprietà del fluido della presente invenzione così concepito à ̈ suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo. L’ambito di tutela dell’invenzione à ̈ pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di una condotta (104) in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati, impiegabile con gasdotti e oleodotti di lunga distanza, comprendente le seguenti fasi: - installare lungo la condotta una pluralità di stazioni di misura (103) collegate a sensori vibroacustici (101) atti a misurare, in simultanea ed in continuo, segnali elastici in propagazione nelle pareti della condotta e segnali acustici in propagazione in detto fluido trasportato - sincronizzare con un riferimento temporale assoluto detti segnali misurati x(t) da dette differenti stazioni di misura (103); - trasmettere in continuo detti segnali misurati x(t) e sincronizzati ad un’unità centrale (102) atta ad elaborarli in maniera multicanale; - calcolare mediante detta unità centrale (102) una pluralità di funzioni di trasferimento H(f) atte a definire la propagazione vibroacustica in tratti di condotta (104) compresi tra stazioni di misura (103) consecutive utilizzando come segnali di analisi detti segnali misurati e sincronizzati x(t) e le relative trasformate di Fourier X(f); caratterizzato dal fatto di: - aggiornare in continuo dette funzioni di trasferimento H(f) utilizzando segnali acustici ed elastici generati da sorgenti passive (T) presenti lungo la condotta (104; - filtrare i segnali acustici ed elastici rilevati dalle differenti stazioni di misura (103) con sottrazione del contributo relativo alle sorgenti passive (T); - realizzare un modello equivalente descrittivo del sistema comprensivo di fluido trasportato, condotta e mezzo esterno che circonda la condotta stessa, utilizzando dette funzioni di trasferimento H(f) concatenate tra loro.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l’ulteriore fase di confrontare tra loro dette funzioni di trasferimento H(f) ad intervalli di tempo maggiori di 1 ora per identificare cambiamenti delle caratteristiche geometriche della condotta (104) e/o delle proprietà acustiche del fluido in essa trasportato, quali dispersione della velocità del suono e attenuazione.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase di trasmettere in continuo detti segnali misurati x(t) dalle stazioni di misura (103) ad un’unità centrale (102) e sincronizzati con un riferimento temporale assoluto avviene mediante l’impiego di sistemi di posizionamento globale GPS.
- 4. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente l’ulteriore fase di calcolare la trasformata di Fourier S0(f) di un segnale s0(t) generato da una sorgente passiva (T0) posizionata ad un’estremità di un tratto di condotta (104) in funzione del ritardo di segnale misurato presso dette stazioni di misura (103) installate lungo la condotta (104).
- 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui la trasformata di Fourier di detto segnale S0(f) generato da detta sorgente passiva (T0) à ̈ ottenuta con la formula: S ( f )X = A<(>f<)>− XB<(>f<)>H AB<(>f<)> 0 1 −H 2 AB(f) dove XA(f), XB(f) sono le trasformate di Fourier dei rispettivi segnali misurati da due stazioni di misura (A, B) posizionate dallo stesso lato rispetto alla sorgente passiva (T0) e ad una distanza reciproca superiore a mezza lunghezza d’onda della minima frequenza generata dalla suddetta sorgente passiva (T0), e HAB(f) à ̈ la funzione di trasferimento definita per il tratto di condotta (AB) compreso tra dette due stazioni di misura (A,B).
- 6. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto segnale s0(t) à ̈ propagato verso ognuna di dette stazioni di misura (103) mediante detta funzione di trasferimento H(f), e sottratto i segnali relativi a sorgenti di tipo non passivo (T) da detti segnali misurati x(t) per incrementare la sensitività nella rivelazione di eventi anomali Si(f).
- 7. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente l’ulteriore fase di utilizzare simulatori numerici di propagazione vibroacustica nella condotta (104) e le procedure di inversione per stimare i parametri del sistema fluido/condotta/mezzo esterno che influiscono sulle funzioni di trasferimento H(f).
- 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, comprendente una fase di addestramento atta a generare eventi anomali Si(f) noti e programmati su detta condotta (104) o detto fluido per costruire un sistema di interpretazione e riconoscimento di detti segnali anomali.
- 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente le ulteriori fasi di: - confrontare le variazioni di ampiezza e frequenza di detti segnali misurati x(t) ad intervalli di tempo programmati, rispetto ad un valore di controllo predefinito allo scopo di identificare eventuali eventi anomali Si(f); - retro-propagare detti segnali misurati x(t) che superano detto valore di controllo verso le stazioni di misura (103) presenti agli estremi di detto tratto di condotta (104) mediante dette funzioni di trasferimento H(f); - applicare una funzione di cross-correlazione a detti segnali retro-propagati verso ogni tratto di condotta (104) per localizzare lungo la stessa detto evento anomalo Si(f).
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta fase di confronto, atta a identificare eventuali eventi anomali Si(f), impiega tecniche di riconoscimento basate sul confronto delle forme d’onda e/o criteri a soglia misurate con forme d’onda generate durante detta fase di addestramento.
- 11. Metodo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detta fase di identificazione e localizzazione di eventuali eventi anomali Si(f) comprende le ulteriori fasi di comunicazione di un allarme e attivazione di procedure di intervento/diagnostica sulla condotta (104) allo scopo di mitigare l’impatto ambientale.
- 12. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui per misurare i segnali elastici e i segnali acustici sono impiegati multi sensori (101), del tipo idrofoni e/o geofoni e/o accelerometri.
- 13. Metodo come da rivendicazione 1 in cui le sorgenti passive generanti segnali acustici ed elastici sono scelte fra pompe, compressori e/o organi di regolazione del flusso.
- 14. Sistema di monitoraggio continuo da remoto dell’integrità di una condotta (104) in pressione e delle proprietà dei fluidi trasportati comprendente una pluralità di stazioni di misura (103) e una unità centrale di elaborazione (102), ognuna di dette stazioni di misura (103), posizionate lungo la condotta (104) e connesse all’unità centrale (102) di elaborazione, comprendente: - un gruppo di sensori vibroacustici (101) posti a contatto con la condotta (104) e col fluido 5 trasportato,; - un’unità locale di elaborazione multicanale atta ad acquisire, pre-elaborare e salvare localmente le misure rilevate; - un dispositivo Global Positioning System (GPS) per la 10 sincronizzazione in tempo reale con le altre stazioni di misura; - un sistema di condizionamento dei sensori; - una unità di alimentazione elettrica; - un blocco di trasmissione dei dati, di tipo radio, 15 microonde, fibra ottica, telefonica GPRS o G3, con l’unità centrale (102) di elaborazione.
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| IT002197A ITMI20122197A1 (it) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Metodo e sistema di monitoraggio continuo da remoto dell'integrita' di condotte in pressione e delle proprieta' dei fluidi trasportati |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673367C2 (ru) | 2014-04-18 | 2018-11-26 | Эни С.П.А. | Способ и система для непрерывного дистанционного контроля деформаций в находящемся под давлением трубопроводе |
| 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 |
| JP6384382B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2018-09-05 | 日本精機株式会社 | 液面位置検出装置 |
| US11060668B2 (en) * | 2015-07-16 | 2021-07-13 | Adelaide Research & Innovation Pty Ltd | Multiple transducer method and system for pipeline analysis |
| GB2558493A (en) * | 2015-11-04 | 2018-07-11 | Nec Corp | Pipe condition detection device, pipe condition detection method, computer-readable recording medium, and pipe condition detection system |
| WO2017145900A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 日本電気株式会社 | 配管診断装置、配管診断方法、判別問題最適化装置、判別問題最適化方法、基準分布生成装置、基準分布生成方法、及び記憶媒体 |
| GB2550854B (en) | 2016-05-25 | 2019-06-26 | Ge Aviat Systems Ltd | Aircraft time synchronization system |
| WO2018195368A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Schlumberger Technology Corporation | Detecting and correcting for discrepancy events in fluid pipelines |
| US10565752B2 (en) | 2017-04-21 | 2020-02-18 | Mueller International, Llc | Graphical mapping of pipe node location selection |
| US10209225B2 (en) | 2017-04-21 | 2019-02-19 | Mueller International, Llc | Sound propagation comparison with automated frequency selection for pipe condition assessment |
| US10690630B2 (en) * | 2017-04-21 | 2020-06-23 | Mueller International, Llc | Generation and utilization of pipe-specific sound attenuation |
| US10539480B2 (en) | 2017-10-27 | 2020-01-21 | Mueller International, Llc | Frequency sub-band leak detection |
| EP3710804B1 (en) | 2017-11-15 | 2022-08-03 | Eni S.p.A. | System and method of remote monitoring of the integrity of pressurised pipes by means of vibroacoustic sources |
| CN108154173B (zh) * | 2017-12-21 | 2021-08-24 | 陕西科技大学 | 一种原油储罐油水界面测量装置及方法 |
| US11181208B2 (en) | 2018-05-24 | 2021-11-23 | Tdw Delaware, Inc. | Non-invasive pipeline pig signal using vibration sensors |
| WO2020050192A1 (ja) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | 日本電気株式会社 | 流体漏洩診断装置、流体漏洩診断システム、流体漏洩診断方法、及び、流体漏洩診断プログラムが格納された記録媒体 |
| BR112021009735A2 (pt) * | 2018-11-21 | 2021-08-31 | Crux Operations Control Management Limited | Sistema e método para operação autônoma de sistemas de pipeline e de instalações de midstream |
| US20200348203A1 (en) * | 2019-05-01 | 2020-11-05 | Northeast Gas Association | Live gas multi-sensing data monitoring system |
| US11519812B2 (en) | 2019-09-12 | 2022-12-06 | Flow International Corporation | Acoustic emissions monitoring of high pressure systems |
| DE102019215653A1 (de) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | BSH Hausgeräte GmbH | Meßsystem zur Überwachung eines Leitungssystems und Verfahren zu dessen Betrieb |
| US10768146B1 (en) | 2019-10-21 | 2020-09-08 | Mueller International, Llc | Predicting severity of buildup within pipes using evaluation of residual attenuation |
| IT201900022239A1 (it) * | 2019-11-26 | 2021-05-26 | Mauro Odori | Metodo per la valutazione dello stato di utilizzo di un giunto di compensazione |
| CN113531399B (zh) * | 2020-04-16 | 2023-05-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| US11726064B2 (en) | 2020-07-22 | 2023-08-15 | Mueller International Llc | Acoustic pipe condition assessment using coherent averaging |
| CN112460325A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种阀门声波监控系统及方法 |
| CN112797321B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-01 | 哈尔滨市建源市政工程规划设计有限责任公司 | 一种新型的管道连通性检查方法 |
| US11609348B2 (en) | 2020-12-29 | 2023-03-21 | Mueller International, Llc | High-resolution acoustic pipe condition assessment using in-bracket pipe excitation |
| CN113236979A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-08-10 | 中国建筑第七工程局有限公司 | 超高层混凝土泵管堵塞实时反馈系统 |
| EP4341601A1 (en) * | 2021-05-19 | 2024-03-27 | ISIF S.r.l. | Method for the evaluation of the state of use of a compensation joint |
| CN113586969B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-11-25 | 杭州电子科技大学 | 一种基于准瞬态压力信号的爆管侦测方法 |
| CN113984195B (zh) * | 2021-11-05 | 2024-02-02 | 上海能源建设集团有限公司 | 市政路下管道周界第三方活动声振监测与报警系统 |
| IT202100029993A1 (it) * | 2021-11-26 | 2023-05-26 | Eni Spa | Processo e sistema integrato di monitoraggio continuo di una condotta con fluido in pressione. |
| EP4321850A1 (en) * | 2022-08-13 | 2024-02-14 | Tata Consultancy Services Limited | Method and system for unobstrusive automatic leak event detection in real-time conduit by template selection |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3726585A1 (de) * | 1987-08-10 | 1989-02-23 | Seba Mess Ortungstech | Verfahren zum orten von leckgeraeuschen und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens |
| DE19528287A1 (de) * | 1995-08-02 | 1997-02-06 | Gerhard Ritter | Verfahren zur Erkennung eines Lecks in einem Trinkwasser-Versorgungsnetz und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| WO2011021039A1 (en) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | Severn Trent Water Limited | Leak detector |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3881353A (en) * | 1974-04-29 | 1975-05-06 | Dickey John Corp | Ultrasonic sensor |
| US4067015A (en) * | 1975-07-11 | 1978-01-03 | The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration | System and method for tracking a signal source |
| US4201092A (en) * | 1977-09-06 | 1980-05-06 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method of detecting and monitoring a leak caused by a through wall crack in a high pressure fluid system |
| US4956999A (en) * | 1988-11-30 | 1990-09-18 | Gp Taurio, Inc. | Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads |
| US4901575A (en) * | 1988-11-30 | 1990-02-20 | Gp Taurio, Inc. | Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads |
| US5038614A (en) * | 1989-08-10 | 1991-08-13 | Atlantic Richfield Company | Acoustic vibration detection of fluid leakage from conduits |
| US7009912B1 (en) * | 1989-10-30 | 2006-03-07 | Northrop Grumman Corporation | Method and system for detection of broadband energy |
| US5058419A (en) * | 1990-04-10 | 1991-10-22 | Earl H. Ruble | Method and apparatus for determining the location of a sound source |
| US5251186A (en) * | 1992-10-06 | 1993-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Preprocessor and adaptive beamformer for linear-frequency modulation active signals |
| GB9622201D0 (en) * | 1996-10-25 | 1996-12-18 | Mecon Limited | Underground leak location |
| US6082193A (en) * | 1997-04-11 | 2000-07-04 | Pure Technologies Ltd. | Pipeline monitoring array |
| US5987990A (en) * | 1997-05-13 | 1999-11-23 | Pipeline Technologies, Inc. | System of autonomous sensors for pipeline inspection |
| US6453247B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-09-17 | National Research Council Of Canada | PC multimedia-based leak detection system for water transmission and distribution pipes |
| GB2364126B (en) * | 2000-06-26 | 2004-06-02 | Palmer Environmental Ltd | A leak detection apparatus and method |
| US7421932B1 (en) * | 2005-05-19 | 2008-09-09 | Power Tool Institute | Power cutting tool comprising a radar sensing system |
| BRPI0705710B1 (pt) * | 2007-06-12 | 2019-07-02 | Asel-Tech Tecnologia E Automação Ltda. | Sistema para detecção de vazamentos em dutos de transporte de fluidos monofásicos e multifásicos |
| US7607351B2 (en) * | 2007-06-26 | 2009-10-27 | General Electric Company | Acoustic impact detection and monitoring system |
| US8553490B2 (en) * | 2007-11-09 | 2013-10-08 | Pgs Geophysical As | Array grouping of seismic sensors in a marine streamer for optimum noise attenuation |
| US8850893B2 (en) * | 2007-12-05 | 2014-10-07 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Device for measuring pressure, variation in acoustic pressure, a magnetic field, acceleration, vibration, or the composition of a gas |
| US7872942B2 (en) * | 2008-10-14 | 2011-01-18 | Pgs Geophysical As | Method for imaging a sea-surface reflector from towed dual-sensor streamer data |
| US7957221B2 (en) * | 2008-11-14 | 2011-06-07 | Pgs Geophysical As | Method for optimum combination of pressure and particle motion sensors for a 3-D spread of dual-sensor marine seismic streamers |
| US7929373B2 (en) * | 2008-11-19 | 2011-04-19 | Pgs Geophysical As | Method of wavefield extrapolation for single-station, dual-sensor towed streamer signals |
| KR101107085B1 (ko) | 2009-09-22 | 2012-01-20 | 주식회사 센서웨이 | 누수 탐지 장치 및 방법 |
| US8346492B2 (en) * | 2009-10-21 | 2013-01-01 | Acoustic Systems, Inc. | Integrated acoustic leak detection system using intrusive and non-intrusive sensors |
| DK177172B1 (en) * | 2010-11-05 | 2012-04-16 | Nkt Cables Group As | An integrity monitoring system and a method of monitoring integrity of a stationary structure |
| GB2491804B (en) * | 2011-05-11 | 2018-01-17 | Syrinix Ltd | Pipeline fault detection system and monitor unit |
| MY175444A (en) * | 2012-10-26 | 2020-06-26 | Mueller Int Llc | Detecting leaks in a fluid distribution system |
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3726585A1 (de) * | 1987-08-10 | 1989-02-23 | Seba Mess Ortungstech | Verfahren zum orten von leckgeraeuschen und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens |
| DE19528287A1 (de) * | 1995-08-02 | 1997-02-06 | Gerhard Ritter | Verfahren zur Erkennung eines Lecks in einem Trinkwasser-Versorgungsnetz und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| WO2011021039A1 (en) * | 2009-08-19 | 2011-02-24 | Severn Trent Water Limited | Leak detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| Behari et al. | Chronic leak detection for single and multiphase flow: A critical review on onshore and offshore subsea and arctic conditions | |
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