JP2000513822A - 管漏れ検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 漏れ検出用の牽引された管路ピグが、試験圧力を受入れるための密封チャンバーを設ける関連したシール(23-26)を備えた本体(13)を含む。流体は中央チューブ(28)を通って管の中を流れ続けることができる。センサー(30-32)によって前もって検出しておいた管接合部での漏れ検査の間、平衡バルブ(35)を、典型的には、閉じるのが良い。コンピューター(20)が漏れ率及びその他のパラメーターを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 管漏れ検出器 本発明は、流体管路(例えば天然ガス)用の管漏れ検出に関する。 管路を漏れについて試験する要望、好ましくは、下流の供給又は使用を中断さ せるのを回避するために、流体がダクトの中を実際に流れている間に前記漏れに ついて試験することができるようにする要望がある。 本発明は、管接合部で起こるかもしれない漏れを試験するための機構を提供す ることに関する。 本発明によれば、管路のボアの中を移動するための手段と、試験圧力を管路に 付与するための手段と、生じた圧力の変化率を測定するための手段と、管路内の 所定位置の漏れ程度を前記変化率の測定値から決定するための手段とを有する管 路漏れ検出器を提供する。 さらに、本発明によれば、装置を所望位置まで管路の中を移動させ、試験圧力 を管路に付与し、生じた圧力の変化率を測定し、前記位置の漏れ程度を前記変化 率の測定値から決定することからなる、管路の漏れを検出する方法を提供する。 本発明を、今、添付図面を参照して、例示として説明する。 図１は漏れ検出ピグ(pig)の実施形態を示す。 図２は既在の管路内の漏れ検出ピグの概略図を示す。 図３は試験形態と関連したグラフを示す。 図１の漏れ試験ピグの列１０を、２つの部分が当接する接合部１２を有する既 在の管路内に示す。ピグの列１０は、１Ｄ曲り部(曲り部における管の軸線まで の半径が管の直径と同じである曲り部)の通過を可能にする(例えば可撓性プラス チック材料の)可撓性中央本体部分を有する漏れピグ１３を含み、該漏れピグ１ ３は、バルブ及びセンサーモジュール２７、試験ガスを調整するための調整器モ ジュール２０、電子制御モジュール１４、及び、臍の緒(umbilical)末端及び電 源調整モジュール１５に接続され、臍の緒末端及び電源調整モジュール１５は後 続の臍の緒ケーブル１９を経てベースステーション２２に接続される。 ベースステーションはコンピューター２９(例えばラップトップ型パーソナル コンピューター)に接続される。制御モジュール２０は、試験目的用のガスを臍 の緒１９を介して受入れるガス調整器バルブ１８を含む。臍の緒はまた、ピグ並 びに制御線及びデータ線(デジタル)に電源を供給する。ピグはウインチ４０に取 付けられた牽引線１７によって管路１１の中を牽引コーン１６を介して牽引され る。臍の緒１９は、移動距離を指示するエンコーダーホイール２１上に送られ、 この情報はベースステーション２２を経てコンピューター２９に送られる。ピグ は、コンピューター制御によって、ガスの本管１１の中を１送りずつ(ステップ バイステップで)自動的に巻き上げられて、各ステップごとに圧力減衰試験を行 う。管路の完全な検査を確保するために、装置を、各ステップにおいていくらか の重なりをなすように構成しても良い。 携帯式発電機４１が、ピグ、コンピューター２９及びベースステーション２２ 用の電力を供給する。ガス容器４２(例えば天然ガス)が圧力試験用の試験ガスを 、ドラム４３の上を通る臍の緒１９を介してピグに供給する。 ピグは４つの円周シール２３乃至２６を含み、シール２３と２６の間の領域に 環状試験容積を作る。試験容積は、シール２４と２５とによって境界づけられた ２つの環状シール容積の間にある。中空の中央チューブ部分２８の存在によって 、ガス供給を、使用のための管に通過させる。シール２４と２５との間の可撓性 本体部分により、挿入及び移動中、比較的きつい曲がりに順応させる。又、制御 及び調整要件を多数の分離モジュールに供給することにより、挿入及び移動中、 比較的きつい曲がりに順応して、８インチ(20.32cm)管の試験を可能にする。 ピグは、ピグが管路の中を移動するときに管接合部の場所を検出するために、 ピグの周りに円周方向に間隔を隔てた３つのセンサー２０乃至３２を含む。これ らのセンサーは、各々、磁気センサー(例えばホール効果)と関連した小さい磁気 源を有しても良い。 前記モジュールは、データリンクをケーブル１９を介してコンピュータ２０に 与え又コンピューターから得るマイクロプロセッサーを含み、オンボード電子回 路はセンサー情報を受信し、並びにピグの動作を制御する。バッテリーが電源又 は代替電源を構成する。 漏れ試験操作を行うために平衡バルブ３５が設けられ、該バルブ３５は、開い ているとき、電子制御によって試験容積の圧力とシール容積の圧力とを釣り合わ せる。減衰試験中の圧力降下を決定する精密差圧センサー装置３４が設けられる 。差圧センサー３４を、図示の目的で、ピグ１３の上に示したけれども、実際、 差圧センサー装置３４は、典型的には、適当なモジュール２７の中にあり、以下 に説明する内側容積及び外側容積で感知を成し遂げるために小管によってピグ１ ３に連結される。 漏れ試験と関連した機構を概略図２に図示する。概略図は、管路１１内のピグ １３と、接合部１２に存在する漏れ(漏れは図示の目的で誇張されている)を示し ている。シール２４及び２５は、(平衡バルブ３５が閉じているとき、)円筒形ピ グ部分３６の外壁及び管壁と共に第１チャンバー３７を形成する。シール２３及 び２６は円筒形ピグ部分３６の内壁及び内側円筒形ピグ部分３８の壁と共に第２ チャンバー３９を形成する。試験ガスは接合部漏れ部を通って漏れる(Ｑ漏れ)。 又、チャンバーは管との完全な密封を形成しないので、チャンバー間に試験ガス の漏れ(ｑシール)がある。しかしながら、これは計算で処理される。 試験容積はチャンバー３７内にあり、シール容積はチヤンバー３９内にあり、 バルブ３５が開いているとき、両チャンバーの圧力は釣り合う。完全ガスについ である。 試験圧力を使用すれば、漏れを検出することができ、実際には、漏れ程度も測 定 することができる。 平衡バルブを閉じ且つ高分解能圧力変換器３４を使用して試験圧力を監視する ことによって圧力減衰試験を行う。実際には、主バルブの閉鎖時、主バルブは下 流に乱流を引き起こすことがある。より安定した基準を生じさせるために、小容 積基準チャンバーが主バルブのシーケンス中、安定した基準値を保つために、そ れ自身の調整弁を直列に備える。 試験容積からの漏れによる圧力減衰は、内側シール２４、２５を通り過ぎるシ ール容積から試験容積への漏れによって小さくなる。しかしながら、平衡バルブ ３５が閉じられた瞬間には、内側シールの前後の圧力差は零であり、したがって 、内側シールを通り過ぎる漏れはない。試験データの逆戻りの外挿法を使用する と、平衡バルブが閉じられた瞬間の初期の圧力降下率ｄｐ／ｄｔを決定すること が可能であり、試験容積が知られているので、漏れＱを計算することができる。 たとえ、シール２３、２６から管路内への漏れ、並びにシール２４、２５によ るチャンバー３７と３９との間の漏れがあったとしても、漏れは、接合部の漏れ に関連している漏れ曲線の傾きであることを決定した。 それ故に、図３から、チャンバー間のシールについての種々の漏れパターン( ｑシール)に対する所定の接合部の漏れ(Ｑ漏れ)についての異なったグラフを示 す。かくして、グラフ(ｅ)は最も効果的なシールを示し、グラフ(ａ)は最も効果 正比例する。平衡バルブが閉じられた瞬間、内側シールの漏れは零である。 比較的小さいチャンバー３７を使用することによって、小さい試験容積はＱ漏 れについての大きな降下率を与え、その結果、小さな漏れを検出する。 それ故に、ピグは、コンピューター制御によって１ステップずつ巻き上げられ る。各ステップごとに、巻き上げは、試験を行わせるためにいったん停止する。 漏れは、例えば、ホットスポット又は接合部で起こる。漏れが接合部にある場合 には、(図１の)検出器３０乃至３２の存在が漏れ源を特定する。 もし大部分の漏れが管に沿って任意の場所で検出されるならば、これにより、 試験容積及びシール容積内の圧力を平衡させることができないことによって検出 されるように、パーソナルコンピュータで警報又はその他の指示を生じさせるこ とができる。 典型的には、漏れ測定値は低圧力本管内で０．００２８ＳＣＭＨ(０．１ＳＣ ＦＨ)乃至１.０ＳＣＭＨ(３５ＳＣＦＨ)である。 漏れの測定値の結果は１０％の精度内にあるか、あるいは、それよりも良い。内側シール一体試験 内側シールが割れ又はくずの上に乗ってピグが止った場合、平衡バルブが閉じ られているときの内側シールを通り過ぎる漏れは、試験容積圧力及びシール容積 圧力を等しくさせたままにするようなものである。これは、もし更なる試験が起 こらなければ、試験容積からの漏れを隠すであろう。しかしながら、内側シール が正しく機能していれば、平衡バルブが閉じられている試験容積圧力の(例えば 予め設定された調整圧力を変化させることによる)強制的な増加により、内側シ ールの前後の差圧を増大させるであろう。この効果を監視することによって、シ ールの一体性を管に沿う各試験ステップごとに検査することができる。変形例と して、圧力降下を達成するために試験容積を別のバルブを経て実際の管路圧力に 開通させることも、シールの一体性を検査するための機構として役立つ。引き込み箇所 引き込みが管路からとられているならば、接合部の漏れと引き込み管の筒所に おける消費による圧力降下とを識別することが必要である。引き込み管分岐部は 、例えば供給管内に存在する磁気源によって検出される。 もし引き込みの所有側における使用がなければ、引き込みからの漏れを測定で きる。この場合には、引き込みの所有側の端の追加のゆっくりした漏れを、引き 込み容積の定量化のために使用する。もし引き込みの漏れの測定を要求しないな らば、ピグの設備の中を通る流れはガス供給の連続性を確保する。この場合には 、ピグが引き込みの上に停止している間の漏れ測定は、所有側からの要求によっ て妨げられ、且つ放棄される。 コンピューターは、現場の詳細を入力するためのユーザーインターフェース、 本管に沿う漏れ対距離の連続する(running)グラフ表示、及び試験シーケンス及 びウインチ制御装置を駆動するソフトウエアを提供する。 後からの検査データ分析により、ユーザーが設定したいき値を越える漏れの位 置及び大きさを示す検査結果を接合部及び引き込みの位置と共に現場のグラフ又 はレポートの様式で表すことが可能である。 検査時間は、典型的には、本管１００メートル当たり２０乃至３０分である。 故に、ピグは、典型的には下流のガス供給又は使用の中断なしに使用中の(live) ガス本管に使用されるために設計される。ピグは接合部及び引き込み位置検出体 を有し、本管及び引き込みからの漏れの位置及び大きさを決定する。 ピグは、使用していない(dead)、或いは、使用中の(live)分配管からのガス漏 れを捜し当て且つ正確に測定するので、漏れピグはすばらしい。漏れ源は欠陥の ある接合部又は管の欠陥部になる。 従って、ピグは、 １.検査目的と有益な漏れデータの収集の両方のために漏れを正確に計量するこ とができ、 ２.管の修理の際、任意の管の一体性を試験することができ、 ３.ガス検知孔をあける外部からの修理が妨げられる場合に、漏れを捜し当てる ことができる。 装置が次の増分したステップ位置に前方に再び移動する前に、装置が管の任意 特定な位置で一時的に静止しながら平衡バルブを使用して検査を行うことに関し て、装置を説明した。 しかしながら、変形例の構成では、バルブの代わりに平衡孔を使用しても良く 、装置は管路の中を連続的に移動して管路の試験を行っても良い。 この自由流の検出は、輸送管路装置の小量の漏れ(例えば、１００scmh程度)を 、局所的な圧力降下測定と管ボアの配管調査の両方を採用することによって試験 するのに特に適している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年７月１６日（１９９９．７．１６） 【補正内容】 請求の範囲 １．管路の中を移動するための手段と、 管路に試験圧力を付与するための手段と、 初期の圧力降下率を決定するために、試験データの逆戻りの外挿法を使用す ることによって、生じた圧力の変化率を測定するための手段と、 管路内の所定位置の漏れ程度を前記変化率の測定値から決定するための手段 と、を有する管路漏れ検出器。 ２．試験圧力の付与に続く圧力の瞬間変化率(dp/dt)を計算するための手段を含 む、請求項１に記載の検出器。 ３．検出器内の第１チャンバーに付与された圧力と第１チャンバーに隣接した第 ２チャンバーに付与された圧力との間の差圧を決定するための差圧感知手段を 含む、請求項２に記載の検出器。 ４．第１チャンバーと第２チャンバーとの間に、漏れの測定に先だって圧力の平 衡を行わせる孔手段を含む、請求項３に記載の検出器。 ５．前記孔手段は、該孔が開いているとき、制御するためのバルブを含む、請求 項４に記載の検出器。 ６．管路に沿う移動を増分させるための手段と、移動箇所の漏れについて試験す るための手段と、を含む請求項１乃至５に記載の検出器。 ７．前記増分させる手段は、前記試験を重なるステップで行わせるように構成さ れる、請求項６に記載の検出器。 ８．管路の接合部とその残部とを識別するための手段を含む、請求項１乃至７に 記載の検出器。 ９．前記識別手段は磁気感知形態を含む、請求項８に記載の検出器。 10．試験圧力を遠隔の供給源から供給するための臍の緒手段を含む、請求項１乃 至９に記載の検出器。 11．前記臍の緒手段は電気ケーブルを含む、請求項１０に記載の検出器。 12．前記管路の中を移動するための手段は可撓性材料の細長い本体部分を含む、 請求項１乃至１１に記載の検出器。 13．前記試験圧力を付与するための手段は、管路壁と検出器との間に形成された 第１チャンバーと、第１チャンバーと同心の第２チャンバーとを含み、流体試 験圧力を、管路内を流れる流体と別の流体供給源から前記チャンバーに付与す る手段が設けられる、請求項１又は２に記載の検出器。 14．圧力平衡を達成させるために、第１チヤンバーと第２チャンバーの間に孔を 設けるための手段を含む、請求項１３に記載の検出器。 15．前記孔手段は、試験シーケンスの一部分として閉じるように構成される、請 求項１３に記載の検出器。 16．管路の長さのうちの漏れ位置を捜し当てるのを補助するために、検出器によ る管路内の移動距離を決定するための手段を含む、請求項１乃至１５に記載の 検出器。 17．本管内の管分岐部を検出するための手段を含む、請求項１乃至１６に記載の 検出器。 18．管路の漏れを検出する方法であって、 装置を管路の中を所望箇所まで移動させる段階と、 試験圧力を管路に付与する段階と、 初期の圧力降下率を決定するために、試験データの逆戻りの外挿法を使用す ることによって、生じた圧力の変化率を測定する段階と、 前記所望箇所の漏れ程度を前記圧力の変化率から決定する段階と、 からなる前記方法。 19．前記試験圧力の付与に続く圧力の瞬間変化率を計算する段階を含む、請求項 １８に記載の方法。 20．第１チャンバーに付与された圧力と漏れ検出のための試験チャンバーを形成 する第２チャンバーに付与された圧力との間の差圧を測定し、前記圧力の変化 率を前記差圧から決定する段階を含む、請求項１９に記載の方法。 21．前記圧力の変化率を測定する段階に先だって、第１チャンバーの圧力と第２ チャンバーの圧力とを等しくする段階を含む、請求項２０に記載の方法。 22．装置が管路の中を移動するとき、管路内の接合部を検出する段階を含む、請 求項１８乃至２１に記載の方法。 23．管分岐部と管接合部とを識別する段階を含む、請求項１８乃至２２に記載の 方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．管路のボアの中を移動するための手段と、 管路に試験圧力を付与するための手段と、 生じた圧力変化率を測定するための手段と、 管路内の所定箇所での漏れ程度を前記変化率の測定値から決定するための手 段と、 を有する管路漏れ検出器。 ２．管路に沿う移動を増分させるための手段と、前記所定箇所での漏れについて 試験するための手段と、を含む請求項１に記載の検出器。 ３．前記増分させる手段は、前記試験を重なるステップで行わせるように構成さ れる、請求項２に記載の検出器。 ４．管路の接合部とその残部とを識別するための手段を含む、請求項１乃至３に 記載の検出器。 ５．試験圧力を遠隔の供給源から供給するための臍の緒手段を含む、請求項１乃 至４に記載の検出器。 ６．前記管路の中を移動するための手段は、可撓性材料の細長い本体部分を含む 、請求項１乃至５に記載の検出器。 ７．前記試験圧力を付与する手段は、管路壁と検出器との間に形成された第１チ ャンバーと、該第１チャンバーと同心の第２チャンバーと、を含む、請求項１ 乃至６に記載の検出器。 ８．圧力平衡を達成させるために、第１チャンバーと第２チャンバーの間に孔を 設けるための手段を含む、請求項７に記載の検出器。 ９．前記孔手段は、試験シーケンスの一部分として閉じるように構成される、請 求項８に記載の検出器。 10．管路の長さのうちの漏れ位置を捜し当てるのを補助するために、前記検出器 が管路の中を移動した距離を決定するための手段を含む、請求項１乃至９に記 載の検出器。 11．主管路内の管分岐部を検出するための手段を含む、請求項１乃至１０に記載 の検出器。 12．管路内の漏れを検出する方法であって、 装置を管路の中を所望箇所まで移動させ、 管路に試験圧力を付与し、生じた圧力の変化率を測定し、前記圧力の変化率 から前記箇所の漏れ程度を決定する、ことからなる前記方法。 13．前記装置が管路の中を移動するとき、管路内の接合部を検出する段階を含む 、請求項１２に記載の方法。 14．管分岐部と管接合部とを識別する段階を含む、請求項１２又は１３に記載の 方法。 15．管路のボアの中を移動するための手段と、漏れを指示する圧力損失について 試験するための手段と、漏れ程度を決定するための手段と、を含む管路の漏れ 検出器。 16．同心の第１チャンバーと第２のチャンバーの間にオリフィスを有する、請求 項１５に記載の検出器。 17．管路の曲りに順応させるために、前記チャンバーは可撓性材料で形成された 本体部分内に位置する、請求項１６に記載の検出器。 18．試験圧力を供給するために、遠隔の流体供給源への接続を設けるための手段 を含む、請求項１５乃至１７に記載の検出器。 19．添付図面を参照してここに実質的に説明したような、管路の漏れ検出器。 20．ここに実質的に説明したような管路の漏れを検出する方法。