NO754136L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for undersøkelse av en undervannsrørledning.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for undersøk-else av en gassfylt undervannsrørledning for å registrere og lokalisere en lekkasje.

I de senere år er undervannsrørledninger for tran-sport av gass og olje benyttet i stadig større grad. Det er viktig at disse rørledninger ikke har noen lekkasje ved drift, da de økonomiske konsekvenser og forgiftning kan bli meget al-vorlige .

En fremgangsmåte som tidligere er benyttet for å un-dersøke en lekkasje i en rørledning før rørledningen tas i bruk medfører en fylling av rørledningen med vann under høyt trykk og å måle eventuelle trykkfall. Et trykkfall vil bety at det er en lekkasje, men denne metode angir intet om hvor lekkasjen befinner seg. Deretter kan det bli nødvendig med en tidskrevende inspeksjon av rørledningen med dykkere. . Det er følgelig behov for en forbedret fremgangsmåte for lokalisering av lekkasjer i undervannsrørledninger, og det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en slik fremgangsmåte.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for utprøving av en undervannsrørledning som fører gass ved et større trykk enn omgivelsestrykket, ved hvilken fremgangsmåte det skal måles om det er en lekkasje tilstede og hvor lekkasjen skal lokaliseres, hvilken fremgangsmåte er kjen-netegnet ved: a) at det beveges en sender og en mottager av ultralydpulser på .utsiden av rørledningen langs en bane i en avstand på opptil 1500. m (målt i et horisontalt plan) fra rørlednin-gens akse, b) at det sendes ut ultralydpulser med en frekvens i området 20 - 250 kilohertz med en hastighet på 0,1 - 10 pulser pr. sekund i en stråle med en strålebredde i det horisontale plan på \ - 10°, c) å samordne hastigheten med hvilken pulsene sendes ut fra senderen med hastigheten for bevegelsen av sender og mottager, den horisontale strålebredde og avstand for sender og mottager fra aksen til rørledningen for å måle med mottageren de pulser som reflekteres av gassbobler som unnviker fra en lekkasje og derved måle og lokalisere lekkasjen.

Da strålen har en bestemt bredde, vil henvisninger til strålen i form av vinkler vise til sentrum av strålen i det plan som er under betraktning.

Fortrinnsvis er banen anordnet mellom 30 og 300 m fra

rørledningens akse,'og fortrinnsvis mellom' 60 og 150 m.

Hvis bevegelseshastigheten er for stor, er det. en risiko for å miste lekkasjestedet i intervallet mellom etter hverandre følgende pulser. Det er ingen nedre grense for bevegelseshastigheten, men det er klart at jo lavere hastigheten er jo lengre tid vil det ta å måle lekkasjen.

Fortrinnsvis er bevegelseshastigheten mindre enn 12 :. knop., fortrinnsvis mellom en \°g 10 knop.

Sender og mottager for ultralydpulser kan beveges uavhengig langs forskjellige baner, selv om dette gjør 'driften mer komplisert, og de beveges fortrinnsvis langs den samme bane og spesielt innenfor en avfetand på 15 m i forhold til hverandre. Sender og mottager kan hensiktsmessig være festet til skroget på et skip ved siden av hverandre.

Sender og mottager kan hensiktsmessig være innesluttet i et hult skall av kjent type i form av en fisk, og fisken kan taues fra et skip véd hjelp av en kabel.

Egnede sendere og mottagere er beskrevet, i "the British Journal of Applied Physics", Vol. 12,. mars 1961 på sidene 103 -■ HO.

Slikt utstyr er kommersielt tilgjengelig og er beskrevet i "Kelvin Hughes Publication KH" med tittelen "Towed Surveying Asdic".

Sender og mottager for ultralydpulser kan hver være en transduktor, og særlig den samme transduktor som kan drives som en mottager i intervallene mellom utsendelsen av pulsene.

Fortrinnsvis ligger strålens vinkel med horisontalplanet i området mellom 5 og 25°, og strålens bredde i horisontalplanet ligger i området 1 - 2°.

Fortrinnsvis sendes strålen i en retning som danner en vinkel på mellom 85 og 95° med bevegelsesretningen for senderen.

Fortrinnsvis har ultralydpulsene en båndbredde på mindre enn 10 kilohertz og særlig en enkelt frekvens, og spesielt ligger frekvensen i området 40 - 150 kilohertz, da signalstyrken fra bobler av unnvikende gass i dette område vanligvis er større enn fra gjenstander i sjøen eller på sjøbunnen.

I avhengighet av utformingen kan en sender frembrin-ge flere stråler samtidig, en hovedstråle som fortrinnsvis er den stråle som benyttes for målingen, og en eller flere side-sløyfer.

Mottageren, f. eks. en hydrofon eller en transduktor, omdanner fortrinnsvis den akustiske energi til et. elektrisk utgangssignal som kan forsterkes og registreres, eller fremvises av kjente innretninger, i synlig eller hørbar form. Fortrinnsvis blir det elektriske utgangssignal registrert på en papir-registreringsanordning av "Facsimile"-typen med variabel intensitet i forbindelse med bevegelsen for sender og mottager langs rørledningen for å tilveiebringe en permanent registrering for inspeksjon.

En hydrofon eller en transduktor måler vanligvis i akustisk ;' energi som kommer fra et vidt retningsområde og vil være følsom for 'åkTTslTisk bakgrunnsenergi fra skip eller vann-bevegelser. Denne akustiske bakgrunnsenergi kan gjøre det vanskelig å bestemme signalstyrken fra'bobler av unnvikende gass. Det er derfor fordelaktig å benytte en rettet hydrofon, f.' eks. en transduktor, som er følsom bare for energi som kommer fra retningen til rørledningen. Teori og konstruksjon av retningshydrofoner er vel kjent.

Fortrinnsvis vil mottageren kunne motta pulser hovedsakelig •innenfor en bue på 10° målt i et horisontalt plan, og særlig fordelaktig en bue på 2°, og hovedsakelig innenfor en bue på 20° målt i et vertikalt plan, særlig en bue .på 10°.

Fortrinnsvis er mottageren anordnet slik at den er følsom for frekvenser på - 25 % av frekvensen som sendes ut fra senderen, og fortrinnsvis - 10 % av den utsendte frekvens.

Hvis intervallet mellom pulsene er for kort, er det en risiko for interferens mellom etter hverandre følgende pulser, og hvis intervallet er for langt, er det en risiko for at man mister et lekkasjepunkt.

Fortrinnsvis er varigheten til hver puls mellom 0,2 . og 1,0 millisekunder.

Fortrinnsvis blir pulsene sendt med en hastighet i området 0,5-4 pulser pr. sekund.

Fortrinnsvis er trykket av gassen i rørledningen i området mellom 3,5 og 211 kg/cm 2over omgivelsestrykk, og særlig mellom 35 og 176 kg/cm<2>over omgivelsestrykk, under hvilke betingelser det frembringes vanligvis en lett målbar mengde bobler.

Når vanndybden i hvilken rørledningen ligger er større enn 60 m, blir sender og mottager for ultralydpulser fortrinnsvis beveget langs en bane i området mellom 6 og 36 m, og fortrinnsvis mellom 15 og 30 m fra sjøbunnen, da følsomheten til fremgangsmåten noen ganger uheldig påvirkes av temperatur-gradienter i vannet.

Da fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen angir en metode for måling og lokalisering av en lekkasje, kan den hensiktsmessig benyttes som rutinemåleprosedyre hvis det ikke er noen grunn til å vente tilstedeværelsen av en lekkasje. Selv om en lekkasje allerede er kjent, f. eks. på grunn av trykktap, kan oppfinnelsen benyttes for å lokalisere lekkasjen.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for prøvning av en undervannsrørledning som fører gass med et større trykk enn omgivelsestrykket for å bestemme en lekkasje og for å lokalisere lekkasjen, idet rørledningen settes under et gasstrykk i området mellom 3,5 og 211 kg/cm<2>over omgivelsestrykk, hvoretter sender og mottager beveges langs en bane som er i det vesentlige parallell med rørledningens akse med en hastighet på mindre enn 12 knop og at det utsendes en stråle av ultralydpuls med en hastighet på 0,5 - 4 pulser pr. sekund og med en vinkel på mellom 85 og 95° i forhold til bevegelsesretningen for senderen og med en frekvens i området. 40 - 150 kiloherts, hvorved det benyttes en mottager som kan må-le frekvenser bare i området-som ligger mellom 75 og 125 % av frekvensen som sendes ut.

Et eksempel på oppfinnelsen er nærmere vist på teg-ningen, som viser: fig. 1 et perspektivriss av fremgangsmåten som viser

et skip som tauer en sender og en mottager,

fig. 2 et sideriss som viser de utsendte reflekterte

pulser,

fig. 3 registreringen og

fig. 4'.et planriss som viser de utsendte pulsstråler. En rørledning 3 har en indre diameter på 6,34 cm og ligger på sjøbunnen 1 under. 25, 5 m vann. Rørledningen ble satt under trykk av luft med et trykk på 14 kg/cm 2. En sender og en mottager for ultralydpulser i form av en "Kelvin Hughes" magneto-striktiv transduktor var innesluttet i et fiskeformet legeme 2 . som ble tauet ved hjelp av en kabel 4 .fra et skip 6* langs en bane 7 som er parallell til aksen for rørledningen med en dybde på 4,5 m, dvs. 21 m over sjøbunnen 1 med en hastighet på 4 '.knop. Ultralydpulser ble sendt ut med en frekvens på. 50 kilohertz med en hastighet på. 2 pulser pr. sekund i en stråle 10 hvis . bredde i horisontalplanet var lg<0>og strålen dannet en vinkel på 10° med horisontalplanet og ble sendt i 90° i forhold til bevegelsesretningen. Banen .7 lå 165 m til venstre for .rørled-ningen og parallelt til aksen for rørledningen 3.. Transduktoren virket som en retningsmottager (som kunne motta pulser bare innenfor et bueområde på 1,5° i et horisontalt plan og 10° i vertikalplanet) i intervallet mellom utsendelsen av pulser.

Pulsene som ble mottatt av transduktoren ble for-sterket på kjent måte og registrert på en papirregistrerings-innretning 8 med variabel intensitet.

En lekkasje ble målt- med et sterkt signal 11 som ble returnert fra strømmen av bofeler som strømmet ut fra lekkasjen i rørledningen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for undersøkelse av en undervannsrør-ledning som fører gass med et større trykk enn omgivelsestryk-

ket for å måle om en lekkasje forefinnes og å lokalisere lekkasjen, hvilken fremgangsmåte omfatter at en sender og en mottager for ultralydpulser.beveges på utsiden av rørledningen langs en bane i en avstand på opptil 1500 m (målt i et horisontalt plan) fra rørledningens akse, at det sendes ut ultralydpulser med en frekvens i området 20. - 25.0 kilohertz med en hastighet på 0,1 - 10 pulser pr. sekund i en stråle med en strålebredde 1 horisontalplanet på en \ - 10° og som danner, en vinkel på

2 - 45° med horisontalplanet, karakterisert ved at trykket for gassen i rørledningen ligger i området mellom 3,5 og 211 kg/cm over omgivelsestrykket og at strålen danner en vinkel på 70 - 110° (målt i horisontalplanet) med bevegelsesretningen for senderen og at hastigheten med hvilken pulsen sendes ut fra senderen samordnes, med hastigheten for bevegelsen til senderen og mottageren, den horisontale strålebredde og avstand for sender og mottager fra aksen til rørledningen for å måle med mottageren de pulser som reflekteres av gassbobler som unnviker fra en lekkasje og derved måle og lokalisere lekkasjen. 2. : Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sender og mottager beveges langs en bane i området mellom 30 og 300 m fra aksen til rørledningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ultralydpulsene blir sendt slik at rørled-ningen ligger innenfor strålen av pulser.

4/ Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en enkelt transduktor er både sender og mottager av ultralydpulser og at transduktoren drives som en mottager i intervallet mellom senderpulsene.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at strålen av ultralydpulser sendes i en vinkel på 85 - 95° i forhold til bevegelsesretningen for senderen og med en frekvens i området 30 - 150 kilohertz og at mottageren er anordnet slik at den kan måle frekvenser bare i området mellom 75 og 125. % av den sendte frekvens.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at når vanndybden i hvilken rørledningen ligger er større enn 60 m, beveges sender og mottager for ultralydpulser langs en bane i området mellom 6 og 36 m fra sjøbunnen.