NO337787B1 - System og fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning - Google Patents

System og fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning Download PDF

Info

Publication number
NO337787B1
NO337787B1 NO20063844A NO20063844A NO337787B1 NO 337787 B1 NO337787 B1 NO 337787B1 NO 20063844 A NO20063844 A NO 20063844A NO 20063844 A NO20063844 A NO 20063844A NO 337787 B1 NO337787 B1 NO 337787B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
contact
pipe
instrument
voltage
propulsion
Prior art date
Application number
NO20063844A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20063844L (no
Inventor
Mark Wilson Mateer
Bernardus Franciscus Maria Pots
Rasheed Kolawole Fagbayi
Paul Kevin Scott
Original Assignee
Shell Int Research
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 Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO20063844L publication Critical patent/NO20063844L/no
Publication of NO337787B1 publication Critical patent/NO337787B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/04Controlling or regulating desired parameters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/20Conducting electric current to electrodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/005Investigating fluid-tightness of structures using pigs or moles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/04Corrosion probes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30Inspecting, measuring or testing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2201/00Special arrangements for pipe couplings
    • F16L2201/30Detecting leaks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår katodiske beskyttelsessystemer for korrosjonsbeskyttelse av metallobjekter som er gravet ned i jord eller under vann. Videre angår oppfinnelsen et system av en fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning forårsaket av et katodisk beskyttelsessystem.
Eiere av rørledninger ønsker ofte å overvåke status eller tilstanden i en rørledning eller å sjekke et beskyttelsessystems integritet. Dette kan omfatte måling av materialtype, innvendig diameter og tykkelse av røret, materialtype og tykkelse av eventuell innvendig foring, nærværet av korrosjon på røret, skade på foringen, tykkelsen av eventuell avleiring av materialet på innerflaten av røret eller eventuelt på foringen, nærværet og utstrekning av perifere sprekker, nærværet og utstrekning av langsgående sprekker, og posisjonen av trekk, for eksempel bøyninger, forgreninger, ventiler og skjøter. I betraktning av de høye kostnader i forbindelse med utskifting av rør og potensiell følgeskade på grunn av fluidtapp fra et brudd i røret, kan det svare seg å utføre regelmessige undersøkelser av rørtilstanden innenfra røret ved å bruke et instrument som transporteres inne i røret. Slike instrumenter er kjent og kalles ofte smart eller intelligent pigg, her ganske enkelt kalt "pigg".
Pigger kan forsynes med elektroniske instrumenter som er konstruert for å inspisere rørledninger innvendig og kan fysisk vandre med et fluidprodukt i rørledningene uten å avbryte fluidstrømmen. Som det vil fremgå fra fagmannen kan en pigg påvise forskjellige defekter i rørledningen. På grunn av at rørledningene er anbrakt på, i eller under forskjellige typer terreng rundt om i verden, kan piggene videre kunne vandre innenfor rørledninger og bender av forskjellige diameter for påvisning av stedet for problemene i røret. En fagmann vil forstå at en lang rekke data-loggmgsinnretninger på piggene er kjent. Avhengig av piggens teknologi og graden av kvalitet, vil dens føler registrere vandringsavstand, lokalisering av posisjon av trekk og defekter, og dybden og størrelsen derav. Pigger blir ofte brukt i rørledninger for å påvise nærvær av korrosjon og andre defekter.
For å hindre utvendig korrosjon av rør, kan et katodisk beskyttelsessystem (CP) implementeres. CP er en fremgangsmåte for å bekjempe korrosjon av metaller som kommer i kontakt med potensielle korroderende stoff. Hensikten med katodisk beskyttelse er å redusere eller eliminere korrosjon av stål eller andre metaller i et gitt miljø. Korrosjonen av metall i en elektrolytt ved omgivelsestemperatur er en elektrokjemisk prosess som innebærer strøm av elektroner i metall og ioner i elektrolytter. Denne korrosjon kan reguleres ved å bruke strøm fra en ekstern kile, for eksempel en generator eller en likeretter eller fra en galvanisk offeranode som tilfører all nødvendig strøm for den elektrokjemiske reduksjon av korroderingsmediumet fra en annen kilde enn det korroderende stål. Hvis all strøm for den elektrokjemiske reduksjon blir tilført av den eksterne kilde, blir korrosjonen av stålet redusert.
Det finnes to utstrakt brukte systemer for generering av motstående elektriske strømmer, "offersystemer" og "påtrykte strømsystemer". I offersystemer blir strømmen tilført av et annet metall, som er galvanisk mer reaktivt enn metallet i konstruksjonen. For eksempel metaller som aluminium, magnesium og sink er galvanisk mer aktiv enn stål og blir brukt som "offeranoder" for å beskytte stålkonstruksjoner. I påtrykte strømsystemer brukes et ikke-forbrukende metall for å tappe likestrøm (DC) levert fra en ekstern kilde til elektrolytten som passerer over konstruksjonen som skal beskyttes. Delene som strømmen er tappet fra blir kalt "anoder" og den beskyttende konstruksjon blir kalt en "katode". I både offer- og påtrykte strømsystemer for katodisk beskyttelse, er en bane mellom anoden og katoden vesentlig for flyten av strøm for å beskytte konstruksjonen.
For å sikre at et CP system skikkelig beskytter en rørledning, har tidligere teknikk beskrevet en lang rekke med fremgangsmåter for å overvåke potensialforskjell i en rørledning frembrakt av systemet. En slik fremgangsmåte innebærer installering av en standardreferanseelektrode på et eller flere steder langs rørledningen sammen med en leder koplet til rørledningen. En teknikker besøker regelmessig stedet og måler spenningen mellom standardreferanseelektroden og rørledningen ved hjelp av en spenningsmåler. En ansvarlig person undersøker deretter de innsamlede data for å se etter utilstrekkelige spenninger og variasjoner i forhold til tidligere data og hvis kontrollen er utilstrekkelig eller for omfattende, blir signalene fra de aktuelle likerettere justert. En slik fremgangsmåte er begrenset ved at bare strøm blir målt på statiske steder, og en teknikker kreves for å besøke disse.
En annen vanlig bruk undersøkelsesmåte er den nøye intervallundersøkelse hvor rør-til-medium potensialet blir registrert som en funksjon av avstand langs rørledningen. Eventuelle potensialer som fraviker vesentlig fra potensialer fra andre på andre steder eller som avviker vesentlig fra tidligere undersøkelser, kan identifiseres som mulig streifstrøminnhenting eller utløserpunkter. Denne metode innebærer vedlikeholdspersonell for rørledningen som reise til rørledningen og foreta målinger beskrevet ovenfor. Tidsavhengige undersøkelser på et enkelt sted utføres også av vedlikeholdsfolk ved å overvåke potensialet på et valgt sted som funksjon av tid. Alle nevneverdige endringer i de registrerte potensialer kan indikere mulig periodevis opplukking eller utløp av streifstrøm. Denne teknikk gir oss bare statiske data og er arbeidskrevende.
En annen tidligere utførelse blir et apparat med flere elektroder senket inn i et foringsrør nede i brønnen. Eksempler på denne utførelse er gitt i Davies, m.fl., US 4 857 831 og NACE internasjonal standard RPO186-200H appendiks A. Apparatet nede i brønnen blir opphengt i en lang kabel som er koplet til en måleenhet anbrakt på jordoverflaten, og potensialdifferansemålinger blir tatt av måleenheten på jordoverflaten etter hvert som apparatet beveger seg langs etter foringsrørets lengde nede i brønnen. Siden potensialdifferanseinformasjonen må overføres til måleenheten på jordoverflaten gjennom den lange kabel tilkoplet apparatet nede i brønnen til måleenheten, blir informasjonen gjerne svekket på grunn av støy og krysstale. I tillegg kan termiske påvirkninger langsetter den lange kabel og ved de elektriske forbindelser på overflaten og verktøyet nede i brønnen negativt påvirke informasjonen. Elektrodene som brukes til denne utførelse, er ikke konfigurert for dynamisk elektrisk kontakt med røret, og hvis en slik dynamisk kontakt ble forsøkt ville signalet være uakseptabelt på grunn av støyforvrengning.
FR 2495191 beskriver en rørledning sylinder med to sirkulære metalliske børster, som slepes langs innsiden av rørledningen og som måler potensialdifferensen mellom de to punktene på det indre av rørledningen og overfører potensialet til voltmeteret som kan registrere i minnet. US 2980854 omhandler en rørformet bærer med kontakthjul som rulles langs det indre av rørledningen, og som måler spenningsforskjellen mellom to punkter på det indre av rørledningen og overfører spenninger til potensiometeret, som kan registreres av en penn på trommel. Spenningen blir sendt fra hvert kontakthjul til potensiometeret av en fjærbørste som er montert på den respektive arm, og som ligger an mot den respektive metallaksel til hjulet.
Følgelig er det et behov for at forbedre systemet for overvåking av elektrisk strøm frembrakt av et katodisk beskyttelsessystem for kontinuerlig måte ved å bruke en pigg eller liknende instrument for fremdrift. Systemet vil kunne dynamisk og effektivt måle spenningsdifferansen mellom punktet i en rørledning og samtidig minimere støy og avvik forårsaket av termiske effekter.
Oppfinnelsen oppfyller ovenstående behov og løser én eller flere av manglene i tidligere teknikk ved å frembringe et system som definert i krav 1. Et instrument ifølge forliggende oppfinnelse kan inkludere elektromekaniske enheter som reduserer elektrisk støy.
Ifølge et annet aspekt for oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for å måle et spenningsdifferensial i et strømførende rør som definert i krav 16. Et fremdriftsinstrument med to eller flere kontakter blir ført inn i et rør. Kontaktene blir brukt for å oppnå elektrisk kontakt med røret, og spenningen mellom kontaktene blir bestemt etter hvert som instrumentet beveger i røret. Instrumentet kan eventuelt sende ut spennings- og/eller posisjonsdata. Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen beskrives i de uselvstendige krav.
Andre formål trekk og fordeler til oppfinnelsen vil fremkomme for en fagmann med referanse til den følgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen og de følgende figurer.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende, der:
Fig. 1 er et avskåret snitt av et rør ifølge oppfinnelsen,
fig. 2 er et snitt av rør som viser et skjematisk riss av en annen utførelse av oppfinnelsen,
fig. 2A er et skjematisk riss av den elektriske kontakt 2A på figur 2,
fig. 3 er et temperaturkompenseringssystem ifølge én utførelse av oppfinnelsen, og
fig. 4 og 5 er eksempler på prøveresultater oppnådd fra et laboratorie-arrangement i forbindelse med én utførelse av oppfinnelsen.
Oppfinnelsen frembringer et system og en fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning frembrakt av et katodisk beskyttelsessystem. For å oppnå dette brukes en pigg.
Pigger er godt kjent i faget og blir ofte brukt i rørledninger for å påvise nærvær av korrosjoner og andre mangler. Pigger kan forsynes med elektriske instrumenter for å inspisere rørledningene innvendig, og kan fysisk vandre med et fluid produkt i rør-ledningene uten samtidig å avbryte fluidstrømmen.
En fagmann vil erkjenne at det fins flere forskjellige teknikker for å oppspore plasseringen av en rørledningspigg. Generelt har odometeret historisk blitt brukt for avstandsVlokaliseringssporing av pigger. Odometerteknologien har fortsatt å forbedres over tid i forbindelse med innføring av elektronisk instrumentasjon. Andre teknologier har også blitt utviklet for å spore en piggs plassering i sanntid ved å bruke satellitt (dvs. GPS), undersjøisk akustiske og andre teknikker for forskjellige anvendelser. Disse teknikkene omfatter uten begrensning, Geiger-tellere, magnetisme, radio, akustikk, pingerbaserte og transponderbaserte systemer. En fagmann vil erkjenne at ethvert antall lokaliseringssporings/loggingsteknikker kan brukes i forbindelse med oppfinnelse.
Figur 1 viser et skjematisk riss av en rørledning 102 fylte med et fluid 104. Et avskåret snitt 106 viser en pigg 108 ifølge oppfinnelsen. Det vil fremgå at et fluid 104 kan drive piggen 108 gjennom røret 102. Piggen 108 står i elektrisk kontakt med den innvendige rørvegg 110 ved elektrisk atskilte kontaktsteder 112 og 114. Det er foretrukket for plasseringene 112 og 114 at det fines flere kontaktpunkter til veggen 110. En slik elektrisk kontakt med veggen 110 oppnås av kontaktene 116 og 118 som er arrangert i avstandsliggende forhold på piggen 108 og som er tilkoplet pigglegemet 120. Pigglegemet 120 omfatter videre en spenningsmåler med ledninger til kontaktene 116 og 118. En slik spenningsmåler er kjent i faget kan måle spenningsdifferensialen mellom stedene 112 og 114. Pigglegemet 120 omfatter også et batteri, et odometer og en dataloggingsenhet som er kommersielt tilgjengelig og tør være kjent. For eksempel kan spennings- og lokaliseringsdata logges av piggen 108. Selv om utførelsen på figur 1 viser to kontakter festet til en enkelt pigg, vil det fremgå at flere tilkoplede pigger kan brukes med oppfinnelsen. For eksempel kan den første pigg ha en enkel kontakt mens den andre pigg frembringer den andre nødvendige kontakt.
Et formål med oppfinnelsen er å redusere støy som oppstår delvis fra piggens bevegelse og oppfinnelsen tenker seg forskjellige teknikker for å redusere denne støyen. I forskjellige utførelser av oppfinnelsen omfatter kontaktene 116 og 119 dreiende stålbørster og/eller dreiende stålkniver. Børstene og knivene kan brukes i forskjellige kombinasjoner for å opprettholde elektrisk kontakt til innerflaten at røret 102 og eventuelt rense innerflaten av røret 102. For eksempel har stålbørster solgt av Weiler Corporation (Item 08047) blitt brukt for å sikre god elektriske kontakt. En kombinasjon av tre børster og tre kniver for hver kontakt kan fortrinnsvis brukes ifølge oppfinnelsen for å redusere støy etter hvert som kontaktene 116 og 118 beveger seg gjennom røret 102 og dreier i den viste retning.
For ytterligere å redusere støy tenker oppfinnelsen seg brukt i forbindelse med elektromagnetiske enheter koplet til børste- og/knivkontaktene 116 og 118. I én utførelse blir støy fra disse dreiende komponenter redusert ved å bruke lavstøy-roterende elektromagnetiske enheter, for eksempel kvikksølvkontakter og/eller sliperingkontakter. Kvikksølvkontakter solgt av Mercotac Inc. (modell nummer 110) har blitt brukt for å redusere støy til mikrospenningsområdet, mens sliperinger solgt av Airflyte Electronics Company (modell 2400096-002) har blitt brukt til å overføre lavstøysignaler. En fagmann vil forstå at ethvert antall kontaktenheter og/eller lavstøyelektromekaniske enheter kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen. På figur 1 omfatter for eksempel piggen 108 elektromagnetiske enheter 122 og 128. Som det vil fremgå omfatter enheten 122 et statisk element 126 og et dynamisk element 124 som drøyer sammen med kontakten 116 for å overføre signalet til det statiske elementet 126. Figur 2 viser en pigg 206 ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen. Piggen 206 er vist i et rør 204 sammen med fluidet 202 som kan drive piggen 206 i den viste retning. Piggen 206 står i elektrisk kontakt med røret 204 på elektrisk atskilte kontaktsteder 208, 209, 210 og 211. Det er imidlertid ikke nødvendig å implementere to kontaktpunkter i en avstand, for eksempel kontaktpunktene 208 og 210. Slik elektrisk kontakt oppnås ved at kontaktene er montert i et avstandsliggende forhold på piggen 206. Som nevnt ovenfor kan kontaktene 208, 209, 210 og 211 omfatte dreiende stålbørster og/eller dreiende stålkniver. For eksempel kan en kombinasjon av tre børster og tre kniver brukes i forbindelse med oppfinnelsen. Kontaktene 208, 209, 210 og 211 kan videre omfatte elektromagnetiske enheter. Piggen 206 omfatter videre et batteri 216, en datalogger 214, en spenningsmåler 212 og en utførelse av et odometer. Disse komponentene er kommersielt tilgjengelig og godt kjent i faget. Figur 2A viser den elektriske kontakt 208. Som nevnt ovenfor brukes den dreiende elektriske kontakt 208 for elektrisk kommunikasjon med innerveggen av røret 204. En tilkoplingsarm 254 tjener til å kople kontakten 208 til piggen. En aksel 258 går gjennom armen 254 og forbinder kontakten 208 til piggen mens kontakten 208 kan dreie i den viste retning. Akselen 258 dreier sammen med kontakten 208, og en slik dreining gjøres lettere av kulelagersettene 260A og 260B. Akselen 258 står i kommunikasjon med en elektromekanisk enhet 262. Som det vil fremgå omfatter den elektromekaniske enhet 262 et dynamisk element 264 som dreier med akselen 258 og overfører signalet til et statisk element 266. En elektrisk ledning 268 går fra enheten 262. Ledningen 268 kan være koplet til spenningsmåleren 212. Som det vil fremgå av måling av spenningsdifferensialen mellom to kontakter (208 og 210) på et rør, må måleren 112 motta en andre ledning som er koplet til den elektriske kontakt 210 på måten beskrevet her.
Oppfinnelsen er også tenkt å kompensere for termoelementspenninger fra temperaturpåvirkninger. Figur 3 viser et temperaturkompenseringssystem ifølge en utførelse av oppfinnelsen. På grunn av potensial temperaturstigning langsetter rørledningen kan en termoelementspenning registreres som det må kompenseres for. Imidlertid vil det meste av fluidtemperaturen være stabil, og ved å måle termo-spenningsforskjell mellom rørveggen ved den elektriske kontaktposisjon og hovedfluidet, kan det kompenseres for temperaturforskjell i systemet. Forskjellige materialer må brukes for de rullende kontaktenheter i veggen for å måle temperaturstigningen for kompenseringen.
Som vist på figur 3 befinner punktene 302 og 304 seg på rørets innervegg. Slike punkter kan ha forskjellig temperatur. Potensialdifferansen mellom punkt 302 og punkt 304 er den interessante potensialdifferansen, og kan måles via en forbindelse 306. Referansepunktene 308 og 310 befinner seg inni hovedfluidet 312 og blir ikke påvirket av temperaturawik. Tilkoplingen 314 gjør det mulig å måle potensialdifferansen mellom kontaktpunktet 302 og hovedfluidreferansepunktet 308. Forbindelsen 316 gjør det mulig å måle potensialdifferansen mellom kontaktpunktet 304 og hovedfluidreferansepunktet 310. På grunn av temperaturforskjellen i rørveggen, vil termoelementpåvirkninger påvirke noe av spenningen målt mellom kontaktene. Ved å måle spenningsforskjellene mellom kontaktene og referansene vil disse effektene kompenseres for, og den virkelige potensielle forskjellen mellom punktene 302 og 304 kan beregnes.
Nøyaktigheten av piggens data kan også negativt påvirkes av ikke-kontakt hendelser. Ikke-kontakt hendelser er hendelser hvor den elektriske kontakten mellom piggen og rørledningen blir avbrutt. Det er velkjent at ikke-kontakt hendelser resulterer i uønskede åpen-krets-signaler. For å påvise ikke-kontakt hendelser kan oppfinnelsen omfatte et pilotsignal med vekselstrøm (AC) for å flagge og utelukke ikke-kontakt signaler under databehandlingen. Hvis f.eks. det brukes 1-10 kHz AC spenningskilde på lmV i den elektriske krets, vil et båndpassfilter med kildens frekvens filtrere ut pilotsignalet. Når det eksisterer signal må det være kontakt mens fravær av signal indikerer ikke-kontakt. Bruken av et AC pilotsignal er gitt som et eksempel og det er velkjent at forskjellige teknikker kan være akseptable for å flagge ikke-kontakt hendelser.
En rekke laboratorieprøver har vist oppfinnelsens ytelse og fig. 4 og 5 viser prøveresultater. En kunstig på/av-spenning på 40 mikrovolt ble brukt i den elektriske krets for å se om den avbrutte spenning kunne gjenvinnes. Signalet ble vellykket gjenvunnet i hver prøve. På fig. 4 er tiden og y-aksen spenning i mikrovolt og hastigheten av de rullende og dreiende kontakter er på omkring 1,1 meter i sekundet. Grafen 400 viser eksempler på resultatet av denne prøven. Som vist på grafen 400 ble moderat bunnlinjedrift opplevd av utgangssignalet. Termoeffekter hvor det ikke ble gjort noen kompensasjon med grunnlag i driften. Fig. 5 viser resultatene av samme prøve med unntakelse av at rullehastigheten og de dreiende kontakter var omtrent 2 meter i sekundet som er på den høye side av typiske hastigheter sett i væskenes transporthastighet. Grafen 500 viser eksempler på resultater av denne prøven hvor x-aksen er tid og y-aksen er spenning i mikrovolt. En litt større basislinje i drift ble opplevd på grunn av økt hastighet av kontakten produserte større termiske dynamiske effekter hvor det ikke ble gjort noen kompensasjon.
Som resultat av disse og andre prøver har det vist seg at en pigg ifølge oppfinnelsen på en vellykket måte kan måle den elektriske strøm i en rørledning som gjør bruk av et katodisk beskyttelsessystem. Høykvalitets, roterende elektriske kontakter er foretrukket for å overføre lavsperiningssignaler, mens både rullende børster og kniver egner seg for å oppnå elektrisk kontakt med boreveggen. Videre er temperaturkompensering nødvendig for eliminering av termoelementsignaler.
Oppfinnelsens gjenstand er beskrevet spesifikt for å oppfylle lovfestede krav. Imidlertid er beskrivelsen i seg selv ikke ment å begrense oppfinnelsens omfang. Snarere har oppfinnelsen tenkt at oppfinnelsen også kan omfattes på mange andre måter, herunder trinn eller kombinasjoner av trinn som beskrevet i dette dokument i forbindelse med andre nåværende eller fremtidige teknologier. Videre kan uttrykket "trinn" brukt her også innebære forskjellige elementer av de brukte fremgangsmåter idet uttrykket ikke skal fortolkes å innbære en bestemt rekkefølge blant de forskjellige trinn beskrevet her med mindre og unntatt når rekkefølgen av de enkelte trinn utrykkelig er beskrevet. Omfanget til oppfinnelsen er definert av patentkravene, og vil fremgå for en fagmann etter å ha lest spesifikasjonen, herunder figurene.

Claims (32)

1. Et system for å måle et spenningsdifferensial i et strømførende rør som bruker et fremdriftsinstrument (108) for å transportere systemet i røret (102) der systemet omfatter: en første kontakt (116) for å opprettholde elektrisk kontakt med røret (102) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102); en andre kontakt (118) som er anbrakt i avstand fra den første kontakt (116) for å opprettholde elektrisk kontakt med røret (102) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102) hvor minst én av nevnte første og andre kontakt (116, 118) omfatter en flerhet av stålbørster som roterer i forhold til hoved-legemet (120) til fremdriftsinstrumentet (108) for å opprettholde elektrisk kontakt mellom nevnte rør (102) og nevnte kontakt (116, 118); en spenningsavlesningsenhet (212) som er forbundet til den første kontakt (116) og den andre kontakt (118) for å måle spenningen mellom den første kontakt (116) og den andre kontakt (118) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102).
2. System ifølge krav 1, der fremdriftsinstrumentet er en pigg.
3. System ifølge krav 1 eller 2, der minst én av nevnte første og andre kontakt er utformet for å redusere støy mottatt av nevnte spenningsavlesingsenhet.
4. System ifølge krav 1 -3, der den første kontakt videre omfatter en flerhet av kniver.
5. System ifølge krav 1-4, der den første kontakt omfatter tre børster og tre kniver.
6. System ifølge krav 1 -5, der spenningsavlesningsenheten omfatter et voltmeter.
7. System ifølge krav 1-6, videre omfattende én eller flere elektromekaniske enheter koblet til nevnte første kontakt for å redusere støy mottatt av spenningsavlesings-enheten.
8. System ifølge krav 7, der nevnte ene eller flere elektromekaniske enheter omfatter en kvikksølvkontakt.
9. System ifølge krav 7-8, der én eller flere elektromekaniske enheter omfatter en sleperingkontakt.
10. System ifølge krav 1-9, videre omfattende en enhet for å kompensere for termiske spenninger.
11. System ifølge krav 10 der midlene for å kompensere for termiske spenninger omfatter en bestemmelse av bulkvæskereferansespenninger.
12. System ifølge krav 1 til 11, videre omfattende midler for å kompensere for ingen-kontakt-hendelser.
13. System ifølge krav 12, der midlene for å kompensere for ingen-kontakt-hendelser omfatter et vekselstrøms pilotsignal.
14. System ifølge krav 1 til 13, videre omfattende en plasseringsenhet for å bestemme posisjonen til nevnte instrument i røret.
15. System ifølge krav 14, der nevnte plasseringsenhet omfatter et odometer.
16. Fremgangsmåte for å måle et spenningsdifferensial i et strømførende rør, der fremgangsmåten omfatter: å sette et fremdriftsinstrument (108) inn i nevnte rør (102); å benytte en første kontakt (116) anbrakt på nevnte fremdriftsinstrument (108) for å opprettholde elektrisk kontakt med røret (102) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102); å benytte en andre kontakt (118) plassert i avstand fra hverandre fra den første kontakt (116) på nevnte fremdriftsinstrument (108) for å opprettholde elektrisk kontakt med røret (102) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102) der minst én av nevnte første og andre kontakt (116, 118) omfatter en flerhet av stålbørster som roterer relativt til hoved-legemet (120) til fremdriftsinstrumentet (108) for å opprettholde elektrisk kontakt mellom nevnte rør (102) og nevnte kontakt (116, 118); å bestemme spenningen mellom den første kontakt (116) og den andre kontakt (118) idet instrumentet (108) beveger seg gjennom røret (102).
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, videre omfattende å bestemme posisjonen til instrumentet i røret.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der posisjonen til kjøretøyet i røret bestemmes ved å bruke et odometer.
19. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-18, der posisjonen til instrumentet i røret spores i sann tid.
20. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-20, der posisjonen bestemmes ved bruk av satellitt og/eller en akustisk enhet.
21. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-20, som videre omfatter utmating spennings- og posisjonsdata.
22. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-21, der fremdriftsinstrumentet omfatter en pigg.
23. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-22, der minst ett av nevnte første og andre kontakt er konfigurert til å redusere støy i et spenningssignal.
24. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-23, der den første kontakt videre omfatter en flerhet av kniver.
25. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-24, der spenningen mellom nevnte første kontakt og den andre kontakt bestemmes ved bruk av et voltmeter.
26. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-25, videre omfattende å benytte én eller flere elektromekaniske enheter som er forbundet til den første kontakten for å redusere støy i et spenningssignal.
27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, der nevnte ene eller flere elektromekaniske enheter omfatter en kvikksølvkontakt.
28. Fremgangsmåte ifølge kravene 26-27, der nevnte ene eller flere elektromekaniske enheter omfatter en sleperingkontakt.
29. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-28, videre omfattende å kompensere for termiske spenninger.
30. Fremgangsmåte ifølge krav 29, der kompenserings for termiske spenninger omfatter en bestemmelse av en bulkvæskereferansespenning.
31. Fremgangsmåte ifølge kravene 16-30, videre omfattende å kompensere for ingen-kontakt-hendelser.
32. Fremgangsmåte ifølge krav 31, der kompensering for ikke-kontakt hendelser omfatter bruk av et vekselstrøms pilotsignal for å identifisere ikke-kontakt hendelser.
NO20063844A 2004-01-30 2006-08-29 System og fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning NO337787B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/768,618 US7104147B2 (en) 2004-01-30 2004-01-30 System and method for measuring electric current in a pipeline
PCT/US2005/002368 WO2005075708A1 (en) 2004-01-30 2005-01-27 System and method for measuring electric current in a pipeline

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20063844L NO20063844L (no) 2006-10-27
NO337787B1 true NO337787B1 (no) 2016-06-20

Family

ID=34807922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20063844A NO337787B1 (no) 2004-01-30 2006-08-29 System og fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7104147B2 (no)
EP (1) EP1709216B1 (no)
AU (1) AU2005210467B2 (no)
CA (1) CA2555092C (no)
DE (1) DE602005024361D1 (no)
EA (1) EA009913B1 (no)
EG (1) EG24696A (no)
NO (1) NO337787B1 (no)
WO (1) WO2005075708A1 (no)
ZA (1) ZA200605873B (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2868148B1 (fr) * 2004-03-26 2006-06-02 Enertag Soc Par Actions Simpli Procede et dispositif pour la localisation d'anomalies situees a l'interieur d'une structure creuse immergee
US7317308B2 (en) * 2005-01-27 2008-01-08 Shell Oil Company System and method for measuring electric current in a pipeline
US7821247B2 (en) * 2005-01-27 2010-10-26 Shell Oil Company System and method for measuring electric current in a pipeline
NO323931B1 (no) * 2005-04-05 2007-07-23 Harald Horn Maling av tilstanden i stalstrukturer ved patrykk av en pulsformet elektrisk strom og analyse av spenningsfallet
US8336406B2 (en) * 2007-03-12 2012-12-25 Baker Hughes Incorporated Protection elements for pipeline investigation devices
US8461473B2 (en) * 2008-10-27 2013-06-11 Wpw, Llc External corrosion protection for underground pipes
US8633713B2 (en) * 2011-04-11 2014-01-21 Crts, Inc. Internal pipe coating inspection robot
US20140053666A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Peter S. Aronstam Wireless Communication Platform for Operation in Conduits
CN103630487A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 中国科学院金属研究所 一种有色金属土壤加速腐蚀试验装置
WO2017039789A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 Exxonmobil Upstream Research Company Corp-Urc-E2. 4A.296 Smart electrochemical sensor for pipeline corrosion measurement
US11175261B1 (en) 2021-02-17 2021-11-16 Trinity Bay Equipment Holdings, LLC Pipeline static charge detection and dissipation systems and methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2980854A (en) * 1956-06-28 1961-04-18 Gulf Research Development Co Pipeline surveying
FR2495191A1 (fr) * 1980-12-02 1982-06-04 Pipeline Service Sa Dispositif de controle des anodes solubles de protection cathodique d'une canalisation

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2190320A (en) * 1937-12-22 1940-02-13 Geo Frequenta Corp Method of determining the presence of oil
US2475680A (en) * 1946-03-14 1949-07-12 Union Switch & Signal Co Test equipment for faulty electrical insulators
US3539915A (en) * 1967-11-03 1970-11-10 American Mach & Foundry Pipeline inspection apparatus for detection of longitudinal defects by flux leakage inspection of circumferential magnetic field
US3460028A (en) * 1967-11-03 1969-08-05 American Mach & Foundry Pipeline inspection apparatus with means for correlating the recorded defect signals with the angular position within the pipeline at which they were generated
US3568053A (en) * 1968-10-15 1971-03-02 Sinclair Oil Corp Apparatus for establishing electrical contact with the casing in a wellbore
US4427943A (en) * 1981-08-05 1984-01-24 Innovatum, Inc. Apparatus and method for locating and tracking magnetic objects or sources
US4639677A (en) 1982-01-04 1987-01-27 Shell Oil Company Cathodic protection monitoring system
US4654702A (en) * 1984-11-09 1987-03-31 Westinghouse Electric Corp. Portable and collapsible pipe crawler
JPH073408B2 (ja) * 1985-03-29 1995-01-18 日本鋼管株式会社 パイプラインの孔食検出装置
JPS62159038A (ja) 1985-12-30 1987-07-15 シユルンベルジエ オ−バ−シ−ズ エス.エイ. 穿孔ケ−シング診断装置
US6031381A (en) * 1986-11-04 2000-02-29 Paramagnetic Logging, Inc. Electrical voltages and resistances measured to inspect metallic cased wells and pipelines
US5717334A (en) * 1986-11-04 1998-02-10 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus to produce stick-slip motion of logging tool attached to a wireline drawn upward by a continuously rotating wireline drum
US4857831A (en) 1986-12-29 1989-08-15 Schlumberger Technology Corporation Borehole casing diagnostic apparatus and method
US4804906A (en) * 1987-02-05 1989-02-14 Chevron Research Company Method and apparatus for well casing inspection
US5283520A (en) * 1991-04-04 1994-02-01 Martin Philip W Method of determining thickness of magnetic pipe by measuring the time it takes the pipe to reach magnetic saturation
US5565633A (en) * 1993-07-30 1996-10-15 Wernicke; Timothy K. Spiral tractor apparatus and method
US5479100A (en) * 1994-05-10 1995-12-26 Gas Research Institute Method for detecting anomalies in pipes
GB2332274B (en) 1997-12-12 2001-11-21 Mecon Ltd Monitoring pipes
US6359434B1 (en) * 1998-09-30 2002-03-19 Hydroscope Cananda Inc. Method and system for determining pipeline circumferential and non-circumferential wall loss defects in a water pipeline
US6066034A (en) 1998-12-11 2000-05-23 Weiler Corporation V-shaped flap disc abrasive tool
NO308923B1 (no) * 1999-02-22 2000-11-13 Corrocean Asa Sensoranordning for registrering av potensiale pÕ korrosjonsutsatte strukturer
US6553322B1 (en) * 1999-09-29 2003-04-22 Honeywell International Inc. Apparatus and method for accurate pipeline surveying
GB2358689B (en) * 1999-12-08 2003-10-08 Pii Ltd Pipeline pigs
US20010029989A1 (en) 2000-02-17 2001-10-18 Paz German N. Pipeline identification and positioning system
GB0006758D0 (en) 2000-03-22 2000-05-10 Copipe Systems Limited Pipeline pigging device for the non-destructive inspection of the fluid environment in a pipeline
US6489771B1 (en) 2000-07-20 2002-12-03 Farque Claude A. Passive external noise-canceling dynamic magnetic flux sensor for detecting the presence and direction of movement of a pig in a pipe
RU2176082C1 (ru) * 2000-12-26 2001-11-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Внутритрубный магнитный дефектоскоп
US6774814B2 (en) 2001-06-22 2004-08-10 Network Technologies Group, Llc Pipe-to-soil testing apparatus and methods
WO2003031686A2 (en) 2001-10-12 2003-04-17 Envirosense, Llc Cathodic protection remote monitoring method and apparatus
US6744265B2 (en) 2002-04-04 2004-06-01 Cc Technologies Systems, Inc. Automated cathodic protection monitor and control system
US6931149B2 (en) 2002-04-19 2005-08-16 Norsk Elektro Optikk A/S Pipeline internal inspection device and method
US7002340B2 (en) * 2003-03-25 2006-02-21 Atherton David L Method for inspecting prestressed concrete pressure pipes based on remote field eddy current/transformer coupling and use of non-coaxial coils

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2980854A (en) * 1956-06-28 1961-04-18 Gulf Research Development Co Pipeline surveying
FR2495191A1 (fr) * 1980-12-02 1982-06-04 Pipeline Service Sa Dispositif de controle des anodes solubles de protection cathodique d'une canalisation

Also Published As

Publication number Publication date
EA200601396A1 (ru) 2006-12-29
EP1709216A1 (en) 2006-10-11
AU2005210467A1 (en) 2005-08-18
WO2005075708A8 (en) 2006-11-16
ZA200605873B (en) 2008-01-08
EG24696A (en) 2010-05-25
CA2555092A1 (en) 2005-08-18
US20050168208A1 (en) 2005-08-04
CA2555092C (en) 2015-11-03
WO2005075708A1 (en) 2005-08-18
NO20063844L (no) 2006-10-27
EP1709216B1 (en) 2010-10-27
AU2005210467B2 (en) 2008-10-16
DE602005024361D1 (de) 2010-12-09
US7104147B2 (en) 2006-09-12
EA009913B1 (ru) 2008-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO337787B1 (no) System og fremgangsmåte for å måle elektrisk strøm i en rørledning
US7821247B2 (en) System and method for measuring electric current in a pipeline
US8310251B2 (en) System for assessing pipeline condition
US8228078B2 (en) Method and device for monitoring and detecting the coating defects of underground or underwater pipelines
US20200378885A1 (en) Multielectrode Probes For Monitoring Fluctuating Stray Current Effects And Ac Interference On Corrosion Of Burried Pipelines And Metal Structures
CA1083528A (en) Method and apparatus for monitoring a cathodically protected corrodible hollow member
US6772622B2 (en) Disbonded coating cathodic protection monitoring coupon
WO2017040935A1 (en) Ultrasonic cathodic protection test station
US20220413027A1 (en) Electric field gradient sensor
US7317308B2 (en) System and method for measuring electric current in a pipeline
RU2442072C1 (ru) Способ экстренной диагностики трубопроводов высокого давления
CN110779860A (zh) 一种地下管道检测方法
Kowalski The close interval potential survey (CIS/CIPS) method for detecting corrosion in underground pipelines
KR100508877B1 (ko) 전기화학적 임피던스 스펙트럼 측정 및 분석을 이용한지하매설배관의 피복 손상부 및 부식 위치 탐지 방법
Werenskiold et al. New Tool for CP inspection
JP3169754B2 (ja) 被覆鋼管の損傷度監視方法及びその装置
KR20230023313A (ko) 파이프 부식감지 방법 및 시스템
JPH03197858A (ja) 地中埋設物の防食状況の検査方法
US9856566B1 (en) Methods and apparatus for monitoring a sacrificial anode
Martin Pipeline cathodic protection–a risk based technology
US20060267569A1 (en) Method and system for measuring a condition of a structure
Jankowski Monitoring methods of cathodic protection of pipelines
Krissa et al. CP Management of Multiple Pipeline Right-Of-Ways
CN117388159A (zh) 一种海底管道阳极寿命探测及管道破损定位方法
JP2000249685A (ja) 埋設金属管の防食被覆損傷位置探査方法とその装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ BV, NL