RU139945U1 - DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE - Google Patents
DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE Download PDFInfo
- Publication number
- RU139945U1 RU139945U1 RU2013110471/06U RU2013110471U RU139945U1 RU 139945 U1 RU139945 U1 RU 139945U1 RU 2013110471/06 U RU2013110471/06 U RU 2013110471/06U RU 2013110471 U RU2013110471 U RU 2013110471U RU 139945 U1 RU139945 U1 RU 139945U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- sensor
- along
- fiber optic
- insulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Устройство геотехнической диагностики и мониторинга магистральных трубопроводов в криолитозоне, включающее датчик деформации трубопровода, датчик температуры трубопровода, датчик температуры грунта, блок сбора данных, отличающееся тем, что содержит блок обработки данных и блок управления, датчик деформации трубопровода состоит из трех сенсорных волоконно-оптических кабелей, каждый из которых закреплен по всей длине контролируемого участка трубопровода вдоль образующей на поверхности трубопровода под теплоизоляцией трубопровода и механически связан с трубопроводом, причем упомянутые сенсорные волоконно-оптические кабели закреплены вдоль разных образующих, датчик температуры трубопровода состоит, по меньшей мере, из одного сенсорного волоконно-оптического кабеля, расположенного по всей длине контролируемого участка трубопровода вдоль образующей на поверхности трубопровода под теплоизоляцией трубопровода, датчик температуры грунта состоит, по меньшей мере, из одного сенсорного волоконно-оптического кабеля, расположенного по всей длине контролируемого участка трубопровода на расстоянии от поверхности теплоизоляции трубопровода, а теплоизоляция трубопровода выполнена из материала, коэффициент теплопроводности которого меньше, чем коэффициент теплопроводности материала поверхности трубопровода, при этом все сенсорные волоконно-оптические кабели соединены с входом блока сбора данных, выход блока сбора данных соединен с входом блока обработки данных, который через интерфейс взаимодействия соединен с блоком управления.A device for geotechnical diagnostics and monitoring of main pipelines in the permafrost zone, including a pipeline deformation sensor, a pipeline temperature sensor, an soil temperature sensor, a data collection unit, characterized in that it contains a data processing unit and a control unit, the pipeline deformation sensor consists of three fiber-optic sensor cables each of which is fixed along the entire length of the controlled section of the pipeline along the generatrix on the surface of the pipeline under the thermal insulation of the pipeline and mechanically connected to the pipeline, wherein said sensor fiber optic cables are fixed along different generators, the temperature sensor of the pipeline consists of at least one sensor fiber optic cable located along the entire length of the monitored section of the pipeline along the generatrix on the surface of the pipeline under the pipe insulation, the soil temperature sensor consists of at least one sensor fiber optic cable located along the entire length of the monitored area the pipeline at a distance from the surface of the pipeline insulation, and the pipeline insulation is made of a material whose thermal conductivity is less than the thermal conductivity of the pipeline surface material, while all sensor fiber optic cables are connected to the input of the data acquisition unit, the output of the data collection unit is connected to the input a data processing unit, which is connected to the control unit via an interaction interface.
Description
Полезная модель относится к средствам диагностики технического состояния трубопроводов и может быть использована для непрерывного мониторинга технического состояния подземных магистральных трубопроводов, размещенных в криолитозоне.The utility model relates to diagnostic tools for the technical condition of pipelines and can be used for continuous monitoring of the technical condition of underground pipelines located in the permafrost zone.
Известно устройство мониторинга трубопровода [Reliability and field testing of distributed strain and temperature sensors, Daniele Inaudi and Branko Glisic, SPIE Smart Structures and Materials Conference in San Diego. 2006 February 27, March 2, 2006]. Устройство состоит из трех параллельных линий распределенных волоконно-оптических сенсоров деформации, распределенного волоконно-оптического сенсора температуры, которые посредством соединительных кабелей и кроссов подключены к центральному измерительному пункту, и обеспечивает мониторинг средних натяжений, кривизны и деформированной формы трубопровода. Сенсоры деформации смонтированы вдоль всей контролируемой длины сегмента трубопровода на поверхности трубопровода параллельно его оси так, что в плоскости сечения, перпендикулярной оси трубопровода, углы между радиусами, проведенными от оси трубопровода к верхней образующей трубопровода и соответствующему сенсору, составляют 0°, 120° и -120°. Сенсор температуры смонтирован вдоль всей контролируемой длины сегмента трубопровода на верхней образующей трубопровода. Распределенные волоконно-оптические сенсоры деформации и температуры разработаны специально для использования в распределенных сенсорных системах, в частности, в системах, использующих Бриллюэновское рассеяние (Вынужденное Рассеяние Мандельштамма-Бриллюэна - ВРМБ). В качестве устройства опроса всех сенсоров используется одна система DiTeSt, представляющая собой анализатор ВРМБ. Недостатком данного устройства является невозможность осуществления мониторинга передачи тепла между трубопроводом и вмещающим его грунтом, что приводит к увеличению риска возникновения опасных воздействий со стороны грунта на трубопровод и не позволяет обеспечить безопасный режим эксплуатации трубопровода в криолитозоне.A pipeline monitoring device is known [Reliability and field testing of distributed strain and temperature sensors, Daniele Inaudi and Branko Glisic, SPIE Smart Structures and Materials Conference in San Diego. 2006 February 27, March 2, 2006]. The device consists of three parallel lines of distributed fiber-optic deformation sensors, a distributed fiber-optic temperature sensor, which are connected to the central measuring point by means of connecting cables and crosses, and provides monitoring of average stresses, curvature and deformed shape of the pipeline. The strain sensors are mounted along the entire controlled length of the pipeline segment on the surface of the pipeline parallel to its axis so that in the section plane perpendicular to the axis of the pipeline, the angles between the radii drawn from the axis of the pipeline to the upper generatrix of the pipeline and the corresponding sensor are 0 °, 120 °, and - 120 °. The temperature sensor is mounted along the entire controlled length of the pipeline segment on the upper generatrix of the pipeline. Distributed fiber-optic strain and temperature sensors are designed specifically for use in distributed sensor systems, in particular, systems using Brillouin scattering (stimulated Mandelstamm-Brillouin scattering - SBS). As a polling device for all sensors, one DiTeSt system is used, which is an SBS analyzer. The disadvantage of this device is the inability to monitor the transfer of heat between the pipeline and the soil containing it, which leads to an increased risk of hazardous effects from the soil on the pipeline and does not allow for a safe operation of the pipeline in the permafrost zone.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели (прототипом) является система мониторинга и оценки технического состояния магистрального трубопровода (патент РФ №2451874, F17D 5/00, опубл. 27.05.2012), включающая набор датчиков для измерения физических параметров и средства для обработки измеренных физических параметров. Средства для обработки измеренных параметров содержат блок сбора данных, блок хранения данных и расчетных моделей, блок адаптации расчетных моделей, блок вычисления обобщенных косвенных показателей и устройство отображения информации АРМ диспетчера. Устройство позволяет изучать внешние влияющие на техническое состояние трубопровода факторы и обеспечивает удобную форму предоставления информации. По адаптированной расчетной модели и измеренным параметрам блок вычисления обобщенных косвенных показателей системы вычисляет для каждого конечного элемента модели обобщенный косвенный показатель, например, запас прочности или производные запаса прочности в материале трубопровода. Полученный одномерный массив косвенных показателей по каждому участку трубопровода оценивают по зонам допуска как «допустимо», «требует принятия мер», «недопустимо» и направляют на устройство отображения АРМ диспетчера для принятия решения. Недостатком известного устройства является невозможность определения разности температур между трубопроводом и вмещающим его грунтом и, следовательно, передачи тепла между ними, что не позволяет обнаруживать образование отложений парафинов или гидратов, а также не позволяет обнаруживать места активизации геокриологических процессов, вызванных влиянием на грунт со стороны трубопровода, места повреждения теплоизоляции трубопровода и места утечек продукта в трубопроводе.Closest to the proposed utility model (prototype) is a system for monitoring and evaluating the technical condition of the main pipeline (RF patent No. 2451874, F17D 5/00, publ. 05.27.2012), including a set of sensors for measuring physical parameters and means for processing the measured physical parameters . Means for processing the measured parameters comprise a data acquisition unit, a data storage unit and calculation models, an adaptation model calculation unit, a generalized indirect indicator calculation unit, and a dispatcher workstation information display device. The device allows you to study the external factors affecting the technical condition of the pipeline and provides a convenient form of providing information. Using the adapted calculation model and the measured parameters, the unit for calculating the generalized indirect indicators of the system calculates for each finite element of the model a generalized indirect indicator, for example, the safety factor or derivatives of the safety factor in the pipeline material. The resulting one-dimensional array of indirect indicators for each section of the pipeline is evaluated according to the tolerance zones as “acceptable”, “requires measures”, “invalid” and sent to the dispatcher workstation display device for decision making. A disadvantage of the known device is the inability to determine the temperature difference between the pipeline and the soil containing it and, therefore, heat transfer between them, which does not allow to detect the formation of deposits of paraffins or hydrates, and also does not allow to detect places of activation of geocryological processes caused by the effect on the soil from the pipeline , places of damage to the thermal insulation of the pipeline and places of leakage of the product in the pipeline.
Известные устройства мониторинга не позволяют получить весь объем информации, который необходим для того, чтобы обеспечить безопасный режим эксплуатации подземного трубопровода, проложенного в суровых климатических и геологических условиях, когда изменение режима эксплуатации трубопровода может уменьшить риск возникновения одной проблемы при одновременном увеличении риска возникновения другой проблемы. Например, для трубопровода, транспортирующего газоконденсат, при увеличении температуры транспортируемого продукта улучшаются характеристики его транспортирования, но при этом увеличивается растепление и разжижение на участках многолетнемерзлых грунтов, что увеличивает риск возникновения опасных деформаций трубопровода.Known monitoring devices do not allow to obtain the entire amount of information that is necessary in order to ensure a safe operating mode of an underground pipeline laid in harsh climatic and geological conditions, when changing the operating mode of the pipeline can reduce the risk of one problem while increasing the risk of another problem. For example, for a pipeline transporting gas condensate, with an increase in the temperature of the transported product, its transportation characteristics improve, but at the same time, thawing and thinning in areas of permafrost soils increase, which increases the risk of dangerous deformation of the pipeline.
Измерение вдоль контролируемого участка трубопровода с заданным пространственным разрешением датчиков температуры распределений температуры на поверхности трубопровода (но под теплоизоляцией) и температуры грунта позволяет точнее рассчитать температуру продукта и потери тепла при транспортировке продукта.Measurement along the controlled section of the pipeline with a given spatial resolution of the temperature sensors of temperature distributions on the pipeline surface (but under thermal insulation) and soil temperature allows you to more accurately calculate the product temperature and heat loss during product transportation.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства, позволяющего с высокой точностью осуществлять мониторинг напряженно-деформированного состояния трубопровода, а также обнаруживать места повреждения теплоизоляции трубопровода и места утечек продукта в трубопроводе.The task to which the proposed utility model is directed is to create a device that allows high-precision monitoring of the stress-strain state of the pipeline, as well as to detect damage to the insulation of the pipeline and places of product leakage in the pipeline.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов в криолитозоне.The technical result achieved by the implementation of the utility model is to increase the operational reliability of trunk pipelines in the permafrost zone.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство геотехнической диагностики и мониторинга магистральных трубопроводов, включающее датчик деформации трубопровода, датчик температуры трубопровода, датчик температуры грунта, блок сбора данных, содержит блок обработки данных и блок управления. Датчик деформации трубопровода состоит из трех сенсорных волоконно-оптических кабелей, каждый из которых закреплен по всей длине контролируемого участка трубопровода вдоль образующей на поверхности трубопровода под теплоизоляцией трубопровода и механически связан с трубопроводом, причем упомянутые сенсорные волоконно-оптические кабели закреплены вдоль разных образующих. Датчик температуры трубопровода состоит, по меньшей мере, из одного сенсорного волоконно-оптического кабеля, расположенного по всей длине контролируемого участка трубопровода вдоль образующей на поверхности трубопровода под теплоизоляцией трубопровода. Датчик температуры грунта состоит, по меньшей мере, из одного сенсорного волоконно-оптического кабеля, расположенного по всей длине контролируемого участка трубопровода на расстоянии от поверхности теплоизоляции трубопровода. Теплоизоляция трубопровода выполнена из материала, коэффициент теплопроводности которого меньше, чем коэффициент теплопроводности материала поверхности трубопровода. Все сенсорные волоконно-оптические кабели соединены с входом блока сбора данных, выход блока сбора данных соединен с входом блока обработки данных, который через интерфейс взаимодействия соединен с блоком управленияThe specified technical result is achieved due to the fact that the device for geotechnical diagnostics and monitoring of main pipelines, including a pipeline deformation sensor, a pipeline temperature sensor, a soil temperature sensor, a data collection unit, contains a data processing unit and a control unit. The pipeline deformation sensor consists of three sensor fiber optic cables, each of which is fixed along the entire length of the monitored section of the pipeline along the generatrix on the surface of the pipeline under the thermal insulation of the pipeline and is mechanically connected to the pipeline, the aforementioned sensor fiber optic cables being fixed along different generators. The temperature sensor of the pipeline consists of at least one sensor fiber optic cable located along the entire length of the monitored section of the pipeline along the generatrix on the surface of the pipeline under the thermal insulation of the pipeline. The soil temperature sensor consists of at least one sensor fiber optic cable located along the entire length of the monitored section of the pipeline at a distance from the thermal insulation surface of the pipeline. The thermal insulation of the pipeline is made of a material whose thermal conductivity is less than the thermal conductivity of the material of the pipeline surface. All sensor fiber optic cables are connected to the input of the data acquisition unit, the output of the data acquisition unit is connected to the input of the data processing unit, which is connected to the control unit via the interaction interface
На фиг.1 показана схема устройства геотехнической диагностики и мониторинга магистральных трубопроводов (МТ) в криолитозоне.Figure 1 shows a diagram of a device for geotechnical diagnostics and monitoring of trunk pipelines (MT) in the permafrost zone.
На фиг.2 - поперечное сечение контролируемого участка МТ с установленными на контролируемом участке датчиками.Figure 2 is a cross section of the monitored area MT with sensors installed on the monitored area.
Устройство геотехнической диагностики и мониторинга МТ в криолитозоне содержит распределенный волоконно-оптический датчик (1) деформации трубопровода, распределенный волоконно-оптический датчик (2) температуры трубопровода, распределенный волоконно-оптический датчик (3) температуры грунта. Датчик (1) деформации трубопровода состоит из трех чувствительных к деформации сенсорных волоконно-оптических кабелей, каждый из которых расположен параллельно оси трубопровода, вдоль образующей на поверхности трубопровода по всей длине контролируемого участка (4) МТ и механически, например, посредством клея, связан с трубопроводом. Сенсорный волоконно-оптический кабель представляет собой оптический кабель, одно (или несколько) оптических волокон которого на всем протяжении кабеля является чувствительным элементом, преобразующим контролируемую величину (температуру и деформацию) в оптический сигнал, например, в сигнал Вынужденного Рассеяния Мандельштамма-Бриллюэна. Все упомянутые кабели закреплены вдоль разных образующих, что позволяет измерять распределение деформации изгиба и удлинения вдоль контролируемого участка (4) МТ с заданным пространственным разрешением датчика. Упомянутые кабели, например, могут быть распределены так, что в плоскости перпендикулярной оси трубопровода, углы между радиусами, проведенными от оси трубопровода к верхней образующей трубопровода и соответствующему кабелю, составляют 0°, 120° и -120°. Датчик (2) температуры трубопровода состоит, по меньшей мере, из одного чувствительного к температуре сенсорного волоконно-оптического кабеля, расположенного вдоль образующей на поверхности трубопровода под теплоизоляцией (5) трубопровода. Теплоизоляция (5) трубопровода выполнена из материала с коэффициентом теплопроводности меньше, чем у материала поверхности трубопровода, что позволяет измерять температуру поверхности трубопровода вдоль контролируемого участка (4) МТ с заданным пространственным разрешением датчика (2). Датчик (3) температуры грунта содержит, по меньшей мере, один чувствительный к температуре сенсорный волоконно-оптический кабель, расположенный вдоль контролируемого участка (4) трубопровода на расстоянии от поверхности теплоизоляции (5) трубопровода, что позволяет измерять температуру грунта, на который опирается МТ, вдоль контролируемого участка МТ с заданным пространственным разрешением датчика (3). Расстояние от поверхности теплоизоляции (5) трубопровода, на котором расположен датчик (3) температуры грунта, зависит от температуры транспортируемого продукта. В частности, расстояние составляет 0,5 м при температуре продукта, близкой к температуре грунта. Расстояние увеличивается при увеличении температуры продукта в МТ. Все входящие в состав распределенных датчиков сенсорные волоконно-оптические кабели соединены с входом блока сбора данных (6), в качестве которого используют анализатор ВРМБ или иное аналогичное устройство для измерения распределения деформации и температуры оптического волокна с заданным пространственным разрешением датчиков. Выход блока сбора данных (6) соединен с входом блока обработки данных (7), который через интерфейс взаимодействия (8) соединен с блоком управления (9). Блок обработки данных (7) хранит данные произведенных измерений и результаты их обработки в течение заданного периода времени. Блок обработки данных может быть выполнен, например, в виде компьютера (сервера), с программным обеспечением для обработки данных измерений и базой данных. Блок управления (9) осуществляет управление технологическим процессом транспортировки продукта в МТ. Блок управления может быть выполнен, например, в виде компьютера (рабочей станции), оборудованного интерфейсом взаимодействия с АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом - на фигурах не показана) и интерфейсом взаимодействия с оператором. Интерфейс взаимодействия с оператором может быть выполнен, например, в виде монитора, сигнальных ламп, клавиатуры, переключателей и т.д.The device for geotechnical diagnostics and monitoring of MT in the permafrost zone contains a distributed fiber-optic sensor (1) for pipeline deformation, a distributed fiber-optic sensor (2) for the pipeline temperature, and a distributed fiber-optic sensor (3) for soil temperature. The pipeline deformation sensor (1) consists of three strain-sensitive sensor fiber optic cables, each of which is parallel to the axis of the pipeline, along the MT along the entire length of the monitored section (4), and connected mechanically, for example, by means of glue, to the pipeline. A fiber-optic sensor cable is an optical cable, one (or several) of which optical fibers throughout the cable is a sensitive element that converts a controlled quantity (temperature and strain) into an optical signal, for example, a Mandelstamm-Brillouin stimulated scattering signal. All the cables mentioned are fixed along different generatrices, which makes it possible to measure the distribution of bending deformation and elongation along the controlled portion (4) of the MT with a given spatial resolution of the sensor. Mentioned cables, for example, can be distributed so that in the plane perpendicular to the axis of the pipeline, the angles between the radii drawn from the axis of the pipeline to the upper generatrix of the pipeline and the corresponding cable are 0 °, 120 ° and -120 °. The temperature sensor (2) of the pipeline consists of at least one temperature-sensitive sensor fiber optic cable located along the generatrix on the surface of the pipeline under the thermal insulation (5) of the pipeline. The thermal insulation (5) of the pipeline is made of a material with a thermal conductivity coefficient less than that of the material of the pipeline surface, which makes it possible to measure the temperature of the pipeline surface along the monitored section (4) MT with a given spatial resolution of the sensor (2). The soil temperature sensor (3) contains at least one temperature-sensitive sensor fiber optic cable located along the monitored section (4) of the pipeline at a distance from the thermal insulation surface (5) of the pipeline, which makes it possible to measure the temperature of the soil on which the MT is supported along the monitored portion of the MT with a given spatial resolution of the sensor (3). The distance from the surface of the thermal insulation (5) of the pipeline on which the soil temperature sensor (3) is located depends on the temperature of the product being transported. In particular, the distance is 0.5 m at a product temperature close to the temperature of the soil. The distance increases with increasing product temperature in MT. All sensor fiber optic cables that are part of the distributed sensors are connected to the input of the data acquisition unit (6), which is used as an SBS analyzer or other similar device for measuring the strain distribution and temperature of the optical fiber with a given spatial resolution of the sensors. The output of the data acquisition unit (6) is connected to the input of the data processing unit (7), which is connected to the control unit (9) through the interaction interface (8). The data processing unit (7) stores the data of the measurements taken and the results of their processing for a given period of time. The data processing unit can be performed, for example, in the form of a computer (server), with software for processing measurement data and a database. The control unit (9) controls the technological process of transporting the product to MT. The control unit can be made, for example, in the form of a computer (workstation) equipped with an interface for interaction with automatic process control systems (an automated process control system - not shown in the figures) and an interaction interface with an operator. The interface of interaction with the operator can be performed, for example, in the form of a monitor, signal lights, keyboards, switches, etc.
При строительстве или реконструкции МТ на контролируемом участке (4) трубопровода устанавливают распределенный датчик (1) деформации трубопровода, распределенный датчик (2) температуры трубопровода и распределенный датчик (3) температуры грунта. В процессе эксплуатации МТ блок сбора данных (6) опрашивает указанные датчики и регистрирует измеренные значения относительной деформации удлинения/сжатия чувствительных к деформации сенсорных волоконно-оптических кабелей с привязкой к координате вдоль контролируемого участка трубопровода, а также измеренные значения температуры трубопровода и грунта с привязкой к координате вдоль контролируемого участка трубопровода. Из блока сбора данных (6) указанная выше информация поступает в блок обработки данных (7).During the construction or reconstruction of MT, a distributed sensor (1) of pipeline deformation, a distributed sensor (2) of pipeline temperature and a distributed sensor (3) of soil temperature are installed in a controlled section (4) of the pipeline. During MT operation, the data acquisition unit (6) interrogates the indicated sensors and records the measured values of the relative elongation / compression strains of the strain-sensitive sensor fiber optic cables with reference to the coordinate along the controlled section of the pipeline, as well as the measured values of the temperature of the pipeline and soil with reference to coordinate along the controlled section of the pipeline. From the data collection unit (6), the above information arrives at the data processing unit (7).
В блок обработки данных (7) через интерфейс взаимодействия (8) из блока управления (9) поступают также данные о текущих или планируемых к применению значениях технологических параметров эксплуатации трубопровода, а именно: температуре продукта на входе в трубопровод, скорости прокачки продукта, направлении прокачки продукта, составе продукта. Полученные значения параметров блок обработки данных (7) обрабатывает следующим образом:Data processing unit (7) through the interaction interface (8) from the control unit (9) also receives data on the current or planned values of technological parameters of the pipeline operation, namely: product temperature at the pipeline inlet, product pumping speed, pumping direction product, product composition. The data processing unit (7) processes the obtained parameter values as follows:
- Рассчитывает распределение температуры транспортируемого продукта вдоль контролируемого участка трубопровода. В простейшем случае за температуру продукта можно принять данные измерений датчиков (2) температуры трубопровода. При необходимости учитываются поправки на разность температур трубы и грунта и скорость прокачки продукта, которые рассчитываются путем решения уравнения теплопроводности, исходя из конструкции трубопровода, схемы расположения датчиков и параметров грунта, или могут рассчитываться по эмпирическим формулам, подтвержденным данными независимых измерений, проведенных в процессе пуско-наладки.- Calculates the temperature distribution of the transported product along the controlled section of the pipeline. In the simplest case, the product temperature can be taken as the measurement data of the sensors (2) of the temperature of the pipeline. If necessary, corrections are taken into account for the temperature difference between the pipe and the soil and the pumping rate of the product, which are calculated by solving the heat equation, based on the pipeline design, the arrangement of sensors and soil parameters, or can be calculated using empirical formulas confirmed by independent measurements made during the start-up process -settings.
- Осуществляет анализ распределения температуры прокачиваемого продукта вдоль всего контролируемого участка трубопровода и при наличии участков, где указанная величина выходит за заданный интервал значений, который для каждого состава транспортируемого продукта задается заранее, формирует сигнал тревоги. При этом сигнал тревоги содержит информацию о координате события и величине параметра, выходящей за заданный интервал значений.- Carries out an analysis of the temperature distribution of the pumped product along the entire controlled section of the pipeline and in the presence of sections where the specified value goes beyond the specified interval of values, which is set in advance for each composition of the transported product, generates an alarm. In this case, the alarm contains information about the coordinate of the event and the value of the parameter that goes beyond the specified range of values.
- Рассчитывает распределение потерь тепла продукта на контролируемом участке трубопровода, исходя из данных по распределению температуры транспортируемого продукта.- Calculates the distribution of heat loss of the product in a controlled section of the pipeline, based on data on the temperature distribution of the transported product.
- Осуществляет анализ распределения теплового сопротивления трубопровода вдоль всего контролируемого участка трубопровода и при наличии участков, где величина указанного параметра меньше заранее заданного порогового значения, формирует сигнал тревоги. При этом сигнал тревоги содержит информацию о координате события и величине, выходящей за заданный интервал значений. Данный сигнал тревоги может использоваться для индикации участков, где повреждена теплоизоляция (5) трубопровода. Кроме того, данный сигнал в условиях криолитозоны может использоваться для прогнозирования растепления (потери несущей способности) грунта.- Carries out an analysis of the distribution of thermal resistance of the pipeline along the entire controlled section of the pipeline and, if there are sections where the value of the specified parameter is less than a predetermined threshold value, it generates an alarm. In this case, the alarm contains information about the coordinate of the event and the value that goes beyond the specified range of values. This alarm can be used to indicate areas where the thermal insulation (5) of the pipeline is damaged. In addition, this signal in the conditions of permafrost can be used to predict the thawing (loss of bearing capacity) of the soil.
- Рассчитывает прогнозное распределение температуры продукта для контролируемого участка трубопровода на основании текущих или планируемых к применению значений технологических параметров эксплуатации трубопровода. При этом учитывается текущее распределение теплового сопротивления трубопровода вдоль всего контролируемого участка трубопровода.- Calculates the predicted distribution of product temperature for the controlled section of the pipeline based on the current or planned values for the technological parameters of the operation of the pipeline. This takes into account the current distribution of thermal resistance of the pipeline along the entire controlled section of the pipeline.
- Рассчитывает суммарные потери тепла на заданный будущий отрезок времени с учетом текущих значений температуры грунта и погонного сопротивления трубопровода, на основании которых формирует информацию о распределении температуры перекачиваемого продукта.- Calculates the total heat loss for a given future period of time, taking into account the current values of soil temperature and linear resistance of the pipeline, on the basis of which it generates information about the temperature distribution of the pumped product.
Затем блок обработки данных (7) вырабатывает и передает при помощи интерфейса взаимодействия (8) блоку управления (9) сигналы тревоги в случаях, если какое либо значение измеренного, расчетного или прогнозного расчетного параметра выйдет за пределы заранее установленного диапазона, при этом сигналы тревоги содержат информацию об опасном событии (место события, значение параметра), что позволяет оценить степень повреждения МТ. Сигнал тревоги может использоваться для индикации участков, где происходят процессы деформации трубопровода. Информация о распределении температуры грунта позволяет проводить анализ причин возникновения деформации трубопровода. Информация о распределении теплового сопротивления позволяет прогнозировать места растепления грунта.Then, the data processing unit (7) generates and transmits, using the interaction interface (8) to the control unit (9), alarms in the event that any value of the measured, calculated or predicted calculated parameter falls outside the preset range, while the alarms contain information about a dangerous event (event location, parameter value), which allows to assess the degree of damage to the MT. An alarm signal can be used to indicate areas where pipeline deformation processes occur. Information on the distribution of soil temperature allows an analysis of the causes of pipeline deformation. Information on the distribution of thermal resistance allows predicting the places of soil thawing.
Кроме того, анализ всего массива данных о технологических параметрах эксплуатации трубопровода, а именно о температуре продукта на входе в трубопровод, скорости прокачки продукта, направлении прокачки продукта, а также данных измерений и результатов их обработки о деформациях трубопровода, температуре окружающего грунта, температуре и потерях тепла продукта в каждой точке контролируемого участка трубопровода позволяет спрогнозировать температуру продукта и опасность деформации трубопровода, что опосредовано позволяет судить о режимах транспортировки продукта, возможности гидратообразования в трубопроводе, а значит повысить эксплуатационную надежность магистральных трубопроводов.In addition, the analysis of the entire array of data on the technological parameters of the operation of the pipeline, namely, on the temperature of the product at the inlet to the pipeline, the rate of pumping of the product, the direction of pumping of the product, as well as measurement data and the results of their processing on the deformation of the pipeline, the temperature of the surrounding soil, temperature and losses heat of the product at each point of the controlled section of the pipeline allows you to predict the temperature of the product and the risk of deformation of the pipeline, which indirectly allows you to judge max transportation of the product, the possibility of hydrate formation in the pipeline, which means to increase the operational reliability of the main pipelines.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110471/06U RU139945U1 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110471/06U RU139945U1 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU139945U1 true RU139945U1 (en) | 2014-04-27 |
Family
ID=50515958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110471/06U RU139945U1 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU139945U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672243C1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-11-12 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Device of computerized geotechnical monitoring for underground pipelines |
-
2013
- 2013-03-11 RU RU2013110471/06U patent/RU139945U1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672243C1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-11-12 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Device of computerized geotechnical monitoring for underground pipelines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109000157B (en) | Online monitoring device and method for pipeline | |
| US10274381B2 (en) | Pipeline constriction detection | |
| CN103604384B (en) | Distributed fiber monitoring method and system for strains and stresses of ship lock structure | |
| Peng et al. | Application of the fiber-optic distributed temperature sensing for monitoring the liquid level of producing oil wells | |
| CN204731236U (en) | Steel rust in concrete risk in-situ monitoring device | |
| Khadour et al. | Monitoring of concrete structures with optical fiber sensors | |
| WO2024046217A1 (en) | Method and apparatus for monitoring pipeline-soil coupling effect, and controller | |
| CN105651812A (en) | DTS-based design method of detection system for detecting integrity of cast-in-place pile | |
| CN104019923A (en) | Electric tracer heating system online monitoring and management scheme | |
| Li et al. | Pressure test of a prestressed concrete cylinder pipe using distributed fiber optic sensors: Instrumentation and results | |
| Zhao et al. | Optical fiber sensing of small cracks in isotropic homogeneous materials | |
| Tan et al. | Monitoring of pipelines subjected to interactive bending and dent using distributed fiber optic sensors | |
| RU139945U1 (en) | DEVICE FOR GEOTECHNICAL DIAGNOSTICS AND MONITORING OF MAIN PIPELINES IN CRYOLITZONE | |
| EP1496352B1 (en) | Method and apparatus for temperature monitoring of a physical structure | |
| KR20170106097A (en) | Monitoring systemt for a buried pipe | |
| CN109839209A (en) | Monitoring tool for temperature field of soil around pipeline and heat conductivity coefficient of soil | |
| US11976916B2 (en) | Optical surface strain measurements for pipe integrity monitoring | |
| CN203629716U (en) | Underground power transmission cable joint temperature real time online measuring device | |
| CN104390724A (en) | Temperature measurement device of floating roof oil tank | |
| RU2767263C1 (en) | Method for integrated assessment of indicators determining the technical condition of pipeline systems, and a monitoring system for its implementation | |
| Wei et al. | Study of coal mine belt conveyor state on-line monitoring system of based on DTS | |
| CN218511955U (en) | FBG monitoring system for nuclear power station pipeline valve leakage | |
| Buchoud et al. | Development of an automatic algorithm to analyze the cracks evolution in a reinforced concrete structure from strain measurements performed by an Optical Backscatter Reflectometer | |
| Sundaram B et al. | Studies on distributed Brillouin scattering technique for monitoring of lifeline structures | |
| RU133585U1 (en) | PIPELINE HEAT MOVEMENT MONITORING SYSTEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140510 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20150410 |