RU2227862C2 - Method of warning of product pipeline opening - Google Patents
Method of warning of product pipeline opening Download PDFInfo
- Publication number
- RU2227862C2 RU2227862C2 RU2002119247/06A RU2002119247A RU2227862C2 RU 2227862 C2 RU2227862 C2 RU 2227862C2 RU 2002119247/06 A RU2002119247/06 A RU 2002119247/06A RU 2002119247 A RU2002119247 A RU 2002119247A RU 2227862 C2 RU2227862 C2 RU 2227862C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- product pipeline
- pipeline
- optical
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам предупреждения аварийных ситуаций на газо- и нефтепроводах и может быть использовано при создании системы непрерывного наблюдения за техническим состоянием подводных и (или) подземных продуктопроводов, т.е. продуктопроводов, недоступных для непосредственного контроля.The invention relates to means for preventing emergencies at gas and oil pipelines and can be used to create a system for continuous monitoring of the technical condition of underwater and (or) underground product pipelines, i.e. pipelines not available for direct control.
Известен способ предупреждения о разрыве продуктопровода, базирующийся на использовании радиолокационных средств, включающий излучение электромагнитной энергии и прием отраженного от поверхности моря электромагнитных волн декаметрового и метрового диапазонов (см. В.М.Кутузов, А.Г.Попов, А.В.Безуглов, И.Р.Рябухов. Мониторинг акваторий на основе загоризонтных радиолокационных систем декаметрового диапазона // В журнале Госкомитета РФ по высшему образованию "Мониторинг", специальный выпуск, март 1996, с.18).There is a known method of warning about a product pipeline rupture, based on the use of radar means, including radiation of electromagnetic energy and reception of electromagnetic waves of decameter and meter ranges reflected from the sea surface (see V.M. Kutuzov, A.G. Popov, A.V. Bezuglov, Irina Ryabukhov, Monitoring of water areas based on over-horizon decameter range radar systems // In the journal of the State Committee of the Russian Federation for Higher Education Monitoring, special issue, March 1996, p.18).
Недостатки этого способа заключаются в том, что наличие порывов подводных продуктопроводов определяются лишь по прошествии определенного времени, когда транспортируемый продукт появился на поверхности моря и координаты порыва определяется местонахождением выхода объекта транспортировки (нефти или газа) на поверхность, однако при наличии подводных и поверхностных течений координаты пятна на поверхности моря не совпадают с координатами порыва, а при малой величине раскрытия трещины подводного продуктопровода пузыри газа или нефтепродуктов из порыва могут и не достичь поверхности, рассеиваясь и растворяясь в морской среде.The disadvantages of this method are that the presence of gaps in the underwater product pipelines is determined only after a certain time, when the transported product appeared on the surface of the sea and the coordinates of the gust are determined by the location of the exit of the transportation object (oil or gas) to the surface, however, in the presence of underwater and surface currents, the coordinates spots on the sea surface do not coincide with the coordinates of the gust, and with a small opening of a crack in the underwater product pipeline, gas bubbles or oil ucts from the rush and can not reach the surface, scattered and dissolved in the marine environment.
Известен также способ предупреждения о разрыве продуктопровода, включающий подачу зондирующего сигнала на трассе трубопровода и оценку результатов зондирования (см. Л.М.Антокольский, С.В.Пронин, М.Н.Шахов. Разработка гидроакустического комплекса для обследования акваторий на основе гидролокатора бокового обзора // Акустический журнал, 1994, т.40, № 2, с.323). Способ базируется на использовании гидроакустических средств и основан на том, что излученная акустическая энергия взаимодействует с выходящими из порыва объектами транспортировки, что приводит к соответствующему изменению акустических сигналов, проходящих через этот участок акватории.There is also a known method for warning of a product pipeline rupture, including the supply of a sounding signal on the pipeline route and the evaluation of sensing results (see L.M. Antokolsky, S.V. Pronin, M.N. Shakhov. Development of a sonar system for examining water areas based on lateral sonar review // Acoustic journal, 1994, v.40, No. 2, p.323). The method is based on the use of hydroacoustic means and is based on the fact that the emitted acoustic energy interacts with the transport objects leaving the gust, which leads to a corresponding change in the acoustic signals passing through this section of the water area.
Недостатки данного способа обнаружения - невозможность постоянного контроля подводного продуктопровода по всей его длине, так как гидролокационная съемка дна в местах прокладки продуктопровода производится эпизодически, кроме того, достоверность результатов зондирования существенно зависит от параметров среды, окружающей трубопровод, т.е. зависит не только лишь от состояния продуктопровода. Кроме того, область использования известного решения ограничена подводными продуктопроводами, т.е. для их использования необходимо наличие среды достаточно однородной по составу, пригодной для акустического зондирования.The disadvantages of this detection method are the impossibility of constant monitoring of the underwater product pipeline along its entire length, since the bottom is sonarly surveyed in places where the product pipeline is laid, moreover, the reliability of the sounding results significantly depends on the parameters of the environment surrounding the pipeline, i.e. depends not only on the state of the product pipeline. In addition, the scope of the known solution is limited to subsea product pipelines, i.e. their use requires the presence of a medium sufficiently homogeneous in composition, suitable for acoustic sounding.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в обеспечении возможности постоянного контроля за исправностью продуктопровода и повышения оперативности предупреждения о разрыве подводного продуктопровода.The task to which the stated solution is directed is expressed in providing the possibility of constant monitoring of the product pipeline in good condition and increasing the speed of warning about the break of an underwater product pipeline.
Технический результат, получаемый при решении названной задачи, выражается в том, что обеспечивается непрерывный контроль за техническим состоянием продуктопровода, при этом чувствительность метода не зависит от состояния акватории. Кроме того, обеспечивается возможность контроля протяженных (до нескольких сот километров) участков трубопровода при минимуме задействуемых сил и средств.The technical result obtained by solving this problem is expressed in the fact that continuous monitoring of the technical condition of the product pipeline is provided, while the sensitivity of the method does not depend on the state of the water area. In addition, it provides the ability to control long (up to several hundred kilometers) sections of the pipeline with a minimum of involved forces and means.
Для решения поставленной задачи, способ предупреждения о разрыве продуктопровода, включающий подачу зондирующего сигнала на трассе трубопровода и оценку результатов зондирования, отличается тем, что в качестве зондирующего сигнала используют импульсный оптический сигнал, который посылают, как минимум, по одному стационарному измерительному каналу, изолированному от внешней среды, для образования которого с оболочкой продуктопровода скрепляют волоконный световод, при этом по длине каждого световода формируют с заданной периодичностью участки с повышенной отражательной способностью, причем о наличии и месте разрыва судят по изменению параметров отраженного оптического сигнала, получаемого от каждого из участков с повышенной отражательной способностью, кроме того, ввод зондирующего сигнала и прием отраженных сигналов осуществляют посредством регистрирующего оптического рефлектометра. Кроме того, участки с повышенной отражательной способностью выполняют в виде стыков между торцами отрезков волоконных световодов заданной длины, из которых формируют стационарный измерительный канал и (или) в виде петель, сформированных на волоконном световоде и (или) в виде дифракционных решеток, сформированных в сечении волоконного световода. Кроме того, при использовании нескольких стационарных измерительных каналов, по меньшей мере один из них укладывают в виде спирали, охватывающей контролируемый участок продуктопровода. Кроме того, волоконный световод скрепляют с оболочкой продуктопровода непрерывно, по всей длине контролируемого участка продуктопровода. Кроме того, световод скрепляют с оболочкой продуктопровода, на протяжении участков с повышенной отражательной способностью.To solve this problem, a method for warning of a product pipeline rupture, including the supply of a probing signal along a pipeline route and evaluating the sensing results, is characterized in that a pulsed optical signal is used as a probing signal, which is sent by at least one stationary measuring channel isolated from external environment, for the formation of which a fiber optic fiber is fastened to the product pipeline sheath, and along the length of each fiber, they are formed with a given frequency new sections with increased reflectivity, moreover, the presence and location of the gap is judged by changing the parameters of the reflected optical signal received from each of the sections with increased reflectivity, in addition, the input of the probing signal and the reception of reflected signals are carried out by means of a recording optical reflectometer. In addition, areas with increased reflectivity are made in the form of joints between the ends of the segments of fiber optical fibers of a given length, from which they form a stationary measuring channel and (or) in the form of loops formed on the optical fiber and (or) in the form of diffraction gratings formed in cross section fiber light guide. In addition, when using several stationary measuring channels, at least one of them is laid in the form of a spiral covering the controlled section of the product pipeline. In addition, the fiber light guide is fastened to the sheath of the product pipeline continuously along the entire length of the monitored section of the product pipeline. In addition, the fiber is fastened to the sheath of the product pipeline, over areas with high reflectivity.
Сопоставительный анализ признаков заявленного и известных технических решений свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed and known technical solutions indicates its compliance with the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.
Признаки, “в качестве зондирующего сигнала используют импульсный оптический сигнал, который посылают... по.... стационарному измерительному каналу, изолированному от внешней среды, для образования которого с оболочкой продуктопровода скрепляют волоконный световод”, обеспечивают возможность минимизации технических средств, потребных для решения поставленной задачи, и возможность использования “стационарной” схемы работы. Кроме того, тем самым исключается зависимость измерительного сигнала от параметров состояния внешней среды.The signs, “a pulsed optical signal is used as a probing signal, which is sent ... through .... a stationary measuring channel isolated from the external environment, for the formation of which a fiber optic cable is fastened to the product duct sheath”, provide the possibility of minimizing the technical means required for solutions to the problem, and the possibility of using a “stationary” work scheme. In addition, thereby eliminating the dependence of the measuring signal from the parameters of the state of the environment.
Признак, указывающий, что стационарный измерительный канал должен быть не один, позволяет сделать идентифицирующий фактор (изменение параметров отраженного сигнала принимаемого на входе измерительного канала) однозначным при использовании нескольких линий световодов, позволяющих диагностировать ложное срабатывание одного из них при одновременном использовании этих линий.A sign indicating that there must be more than one stationary measuring channel allows one to make the identifying factor (changing the parameters of the reflected signal received at the input of the measuring channel) unambiguous when using several optical fiber lines that allow diagnosing a false response of one of them while using these lines.
Признаки, “по длине каждого световода формируют с заданной периодичностью участки с повышенной отражательной способностью”, обеспечивают возможность разбиения измерительного канала на ряд измерительных участков, что (вместе с нижеприведенным признаком) позволяет определить место разрушения оболочки продуктопровода.Signs, “along the length of each fiber, they form sections with increased reflectivity with a given periodicity”, provide the possibility of dividing the measuring channel into a number of measuring sections, which (together with the attribute below) allows you to determine the location of the destruction of the shell of the product pipeline.
Признаки, “о наличии и месте разрыва судят по изменению параметров отраженного оптического сигнала, получаемого от каждого из участков с повышенной отражательной способностью”, позволяют по изменению параметров принимаемого отраженного оптического сигнала определить участок, опасный по разрушению оболочки продуктопровода, практически до раскрытия в ней трещины разрыва (вместе с признаком, характеризующим оптический сигнал как импульсный). Кроме того, обеспечивается возможность упрощения работы, поскольку и передающий и приемные узлы размещены на одном и том же конце измерительного канала. Признаки, “ввод зондирующего сигнала и прием отраженных сигналов осуществляют посредством регистрирующего оптического рефлектометра”, упрощают реализацию способа и обеспечивают условия для мониторинга состояния продуктопровода и его отдельных участков в реальном режиме времени и позволяют “разделить” один длинный световод на отдельные измерительные участки и тем самым проводить из одной точки комплекс измерений по всем рабочим участкам.The signs, “the presence and location of the gap are judged by the change in the parameters of the reflected optical signal received from each of the areas with high reflectivity”, allow changing the parameters of the received reflected optical signal to determine the area that is dangerous for the destruction of the shell of the product pipeline, almost before the crack opens in it rupture (together with a sign characterizing the optical signal as a pulse). In addition, it is possible to simplify the operation, since both the transmitting and receiving nodes are located at the same end of the measuring channel. Signs, “the input of the probing signal and the reception of the reflected signals is carried out by means of a recording optical reflectometer”, simplify the implementation of the method and provide conditions for monitoring the condition of the product pipeline and its individual sections in real time and allow you to “split” one long fiber into separate measuring sections and thereby to carry out a complex of measurements from one point across all work areas.
Признаки второго пункта формулы изобретения конкретизируют варианты выполнения участков с повышенной отражательной способностью.The signs of the second claim specify the options for performing areas with high reflectivity.
Признаки третьего пункта формулы изобретения позволяют выявить продольный разрыв трубопровода.The signs of the third claim allow to identify the longitudinal rupture of the pipeline.
Признаки четвертого пункта формулы изобретения, задающие параметры скрепления волоконного световода с продуктопроводом, как “непрерывно, по всей длине контролируемого участка”, обеспечивают надежность выявления разрыва, т.е. позволяют зафиксировать разрыв при малой ширине трещины, поскольку тем самым исключается влияние растяжения световода, из-за его упругости, которое может достигать 5% от длины его растягиваемого участка. Кроме того, при таком закреплении обеспечивается полнота передачи вибрационных характеристик участков оболочки продуктопровода, участкам световодов, расположенных на них.The signs of the fourth claim, defining the parameters of fastening the fiber to the product pipe, as “continuously, along the entire length of the monitored section”, ensure the reliability of the gap detection, i.e. they allow to fix the gap with a small crack width, since this excludes the influence of the extension of the fiber due to its elasticity, which can reach 5% of the length of its stretched section. In addition, with this fastening, the completeness of the transmission of the vibrational characteristics of the sections of the sheath of the product pipeline to the sections of the optical fibers located on them is ensured.
Признаки пятого пункта формулы изобретения, задающие параметры скрепления волоконного световода с продуктопроводом, как “на протяжении участков с повышенной отражательной способностью”, описывают возможный вариант скрепления световода с продуктопроводом, упрощающий эту операцию.The features of the fifth claim, defining the parameters of bonding the fiber to the product duct, as “over sections with high reflectivity,” describe a possible option of fastening the fiber to the product pipeline, simplifying this operation.
На чертеже показана схема реализации заявленного способа на примере подводного продуктопровода.The drawing shows a diagram of the implementation of the claimed method on the example of an underwater product pipeline.
На чертеже показаны: 1 - прямолинейные стационарные измерительные каналы (волоконно-оптические световоды), 2 - спиралевидные стационарные измерительные каналы, 3 - оптические разъемы, 4 - регистрирующий оптический рефлектометр, 5 - блок обработки данных. Кроме того, на чертеже показаны участки волоконно-оптических световодов с повышенной отражательной способностью (отражающие участки) 6, продуктопровод 7, дно 8 акватории 9.The drawing shows: 1 - straight-line stationary measuring channels (fiber optic optical fibers), 2 - spiral-shaped stationary measuring channels, 3 - optical connectors, 4 - recording optical reflectometer, 5 - data processing unit. In addition, the drawing shows sections of fiber optic optical fibers with high reflectivity (reflective sections) 6, product pipeline 7, bottom 8 of the water area 9.
При реализации способа используют следующий комплект аппаратуры: волоконно-оптические световоды, один конец которых снабжен оптическими разъемами 3. Кроме того, в комплект аппаратуры включены регистрирующие оптические рефлектометры 4, блок обработки данных 5.When implementing the method, the following set of equipment is used: fiber-optic optical fibers, one end of which is equipped with optical connectors 3. In addition, recording optical reflectometers 4, a data processing unit 5 are included in the equipment set.
В качестве стационарных измерительных каналов использованы стандартные волоконные световоды, конструктивно одинаковые и предпочтительно сплошные. Оптические разъемы конструктивно аналогичны и представляют из себя стандартные соединители, обычно применяемые для соединения оптического волокна типоразмера, соответствующего использованному в конструкции измерительного канала.As the stationary measuring channels, standard fiber optic fibers are used, which are structurally identical and preferably solid. The optical connectors are structurally similar and are standard connectors, usually used to connect the optical fiber of a standard size corresponding to that used in the design of the measuring channel.
Регистрирующий оптический рефлектометр 4 выполнен в стандартном едином корпусе и представляет собой излучатель с генератором оптических импульсов требуемой длительности, приемник отраженного оптического сигнала, порты ввода-вывода и может содержать индикаторный экран для отображения получаемой информации. На каждый стационарный измерительный канал устанавливают свой регистрирующий оптический рефлектометр 4 (как это имеет место в примере, иллюстрирующем заявку), либо используют такое известное устройство, как коммутатор оптических каналов (на чертежах не показан), обеспечивающий возможность работы одного рефлектометра с несколькими оптическими каналами.The recording optical reflectometer 4 is made in a standard single housing and is an emitter with an optical pulse generator of the required duration, a receiver of the reflected optical signal, input / output ports, and may contain an indicator screen to display the received information. Each stationary measuring channel has its own recording optical reflectometer 4 (as is the case in the example illustrating the application), or use a known device such as an optical channel switch (not shown in the drawings), which allows the operation of one reflectometer with several optical channels.
Выход регистрирующего оптического рефлектометра 4 связан со входом блока обработки данных 5, в качестве сигнального узла 10 которого может быть использован простейший преобразователь известной конструкции, обеспечивающий либо управление оптическим и (или) акустическим индикатором, выведенным на пульт оператора насосной установкой продуктопровода (или его задвижками) - на чертежах названное оборудование не показано, или же один из выходов блока обработки данных 5 может быть непосредственно связан с блоками аварийного управления (на чертежах не показан) насосной установкой продуктопровода или его задвижками. Блок обработки данных 5 должен также содержать узел 11, обеспечивающий измерение мощности принимаемого рефлектометром отраженного оптического сигнала и время его приема для обеспечения возможности измерения промежутка времени между излучением оптического сигнала и временем его прихода в фотоприемник (на чертежах не показан). Блок обработки данных 5 подключен непосредственно к ЭВМ (на чертежах не показана), посредством колодки, подключаемой на входную колодку компьютера. Измерения промежутка времени между излучением оптического сигнала и временем прихода оптических сигналов, отраженных от всех отражающих участков 6 волоконно-оптических световодов (участков с повышенной отражательной способностью), операция запоминания полученных данных, их сравнение с ранее полученными и выработка соответствующего управляющего сигнала (на дублирование функций узла 10 и (или) выявление аварийного участка продуктопровода и т.п.) целесообразно проводить посредством компьютера на основе соответствующего программного обеспечения.The output of the recording optical reflectometer 4 is connected to the input of the data processing unit 5, as a signal unit 10 of which a simple converter of known design can be used, which either provides control of the optical and (or) acoustic indicator displayed on the operator console by the pumping unit of the product pipeline (or its valves) - the named equipment is not shown in the drawings, or one of the outputs of the data processing unit 5 can be directly connected to the emergency control units (to hell zhah not shown), the pump unit or a product pipeline latches. The data processing unit 5 should also contain a node 11, providing a measurement of the power of the reflected optical signal received by the reflectometer and its reception time to enable measurement of the time interval between the emission of the optical signal and the time of its arrival in the photodetector (not shown in the drawings). The data processing unit 5 is connected directly to a computer (not shown in the drawings), by means of a block connected to the input block of the computer. Measurement of the time interval between the emission of the optical signal and the arrival time of the optical signals reflected from all reflective sections of 6 optical fibers (sections with high reflectivity), the operation of storing the obtained data, comparing them with previously obtained ones and generating the corresponding control signal (to duplicate functions node 10 and (or) the identification of the emergency section of the product pipeline, etc.) it is advisable to carry out by computer on the basis of the appropriate software sintered.
Способ иллюстрируется на примере подводного продуктопровода. Формируют стационарные измерительные каналы 1 и 2, для чего на оболочке продуктопровода 7 закрепляют (например, приклеивают) заданное число волоконных световодов. При формировании участков с повышенной отражательной способностью 6 в виде петель используют длинные сплошные волоконные световоды, сматывая их с бобин (на чертежах не показаны) и наклеивая на оболочку продуктопровода, по мере его наращивания, периодически (на заданном расстоянии друг от друга) выкладывая П-образные петли (на этих участках световод также скрепляют с оболочкой продуктопровода). При формировании участков с повышенной отражательной способностью 6 в виде стыков между торцами отрезков волоконных световодов заданной длины, из названных отрезков световодов формируют стационарный измерительный канал, для чего сваривают отрезки торцами друг с другом, после чего длинный световод приклеивают к оболочке продуктопровода, по мере его наращивания. При формировании участков с повышенной отражательной способностью 6 в виде дифракционных решеток, предварительно длинный световод пропускают через установку, которая посредством мощного оптического импульса формирует в световоде участок с заданной характеристикой пропускания оптического сигнала. Последующие операции аналогичны вышеописанным.The method is illustrated by the example of an underwater product pipeline. Stationary measuring channels 1 and 2 are formed, for which a predetermined number of optical fibers is fixed (for example, glued) to the shell of the product pipeline 7. When forming sections with increased reflectivity 6 in the form of loops, long continuous fiber optic fibers are used, reeling them from bobbins (not shown in the drawings) and gluing to the product pipeline casing, as it grows, periodically (at a given distance from each other) laying out P- shaped loops (in these areas the fiber is also fastened to the sheath of the product pipeline). When forming sections with increased reflectivity 6 in the form of joints between the ends of the segments of fiber optical fibers of a given length, a stationary measuring channel is formed from the indicated segments of optical fibers, for which the segments are welded ends to each other, after which a long optical fiber is glued to the sheath of the product pipeline, as it grows . When forming sections with increased reflectivity 6 in the form of diffraction gratings, a preliminarily long fiber is passed through a setup, which, through a powerful optical pulse, forms a section in the fiber with a given transmission characteristic of the optical signal. Subsequent operations are similar to those described above.
Эти работы проводят до нанесения на продуктопровод штатного защитного покрытия и размещения сформированной плети продуктопровода 7 на дне 8 акватории 9. При этом технология строительства продуктопровода не отличается от общепринятой.These works are carried out before applying the standard protective coating to the product pipeline and placing the formed whip of the product pipeline 7 at the bottom 8 of the water area 9. Moreover, the technology for constructing the product pipeline does not differ from the generally accepted one.
Выводы волоконных световодов, выступающие за пределы контролируемого участка, со стороны, на которой предполагается размещение аппаратного комплекса, снабжают оптическими разъемами 3, посредством которых стационарные измерительные каналы подключают к регистрирующему оптическому рефлектометру 4, выходы которого связывают со входом (или входами) блока обработки данных 5 и ЭВМ.The conclusions of the optical fibers extending beyond the controlled area, from the side on which the hardware complex is supposed to be placed, are equipped with optical connectors 3, through which stationary measuring channels are connected to a recording optical reflectometer 4, the outputs of which are connected to the input (or inputs) of the data processing unit 5 and computers.
Включают в работу регистрирующие оптические рефлектометры 4, при этом оптические сигналы, пройдя по соответствующим волоконным световодам, последовательно проходят через все участки с повышенной отражательной способностью 6, частично отражаясь от каждого из них. То есть при прохождении зондирующего сигнала по стационарному измерительному каналу возникают отраженные оптические сигналы, число которых равно числу “отражающих” участков 6. При этом использование в качестве зондирующего сигнала импульсного оптического сигнала, с учетом применения регистрирующих рефлектометров (как средства ввода излучения и вывода измерительного сигнала) позволяет “разделить” один длинный световод на отдельные измерительные участки (разделенные участками с повышенной отражательной способностью 6) и тем самым обеспечить возможность однозначного выявления участков световода с эксцессивной динамикой изменения отраженного оптического сигнала.Recording optical reflectometers 4 are included in the operation, while the optical signals passing through the corresponding fiber optical fibers sequentially pass through all areas with high reflectivity 6, partially reflecting from each of them. That is, when the probe signal passes through the stationary measuring channel, reflected optical signals arise, the number of which is equal to the number of “reflecting” sections 6. Moreover, the use of a pulsed optical signal as the probe signal, taking into account the use of recording reflectometers (as a means of inputting radiation and outputting the measuring signal ) allows you to "divide" one long fiber into separate measuring sections (separated by sections with high reflectivity 6) and thereby provide the ability to unambiguously identify sections of the fiber with the excessive dynamics of the reflected optical signal.
Параметры каждого отраженного оптического сигнала несут в себе информацию об “условиях работы” участка световода, расположенного между соседними “отражающими” участками 6, в частности они зависят от амплитудно-частотной характеристики вибрации участка оболочки “работающего” продуктопровода, несущего данный участок световода. Амплитудно-частотная характеристика участка оболочки продуктопровода зависит от режима работы (расхода через продуктопровод) и состояния его оболочки. Таким образом, возникновение уже зародышей трещин приводит к изменению упругости оболочки продуктопровода и, следовательно, амплитудно-частотной характеристики соответствующего участка продуктопровода и связанного с ним стационарного измерительного канала. Отслеживая динамику изменения амплитудно-частотной характеристики отраженных оптических сигналов на отдельных участках волоконных световодов, составляющих стационарные измерительные каналы в сравнении друг с другом, выявляют участки, на которых происходят опасные изменения механических характеристик оболочки продуктопровода.The parameters of each reflected optical signal carry information about the “operating conditions” of the portion of the fiber located between adjacent “reflective” sections 6, in particular, they depend on the amplitude-frequency characteristics of the vibration of the portion of the sheath of the “working” product pipeline carrying this portion of the fiber. The amplitude-frequency characteristic of a section of a product pipeline shell depends on the operating mode (flow through the product pipeline) and the state of its shell. Thus, the appearance of crack nuclei already leads to a change in the elasticity of the shell of the product pipeline and, therefore, the amplitude-frequency characteristics of the corresponding section of the product pipeline and the associated stationary measuring channel. Tracking the dynamics of changes in the amplitude-frequency characteristics of the reflected optical signals in individual sections of the optical fibers constituting the stationary measuring channels in comparison with each other, identify areas where dangerous changes in the mechanical characteristics of the sheath of the product pipeline occur.
Длительность импульсного оптического сигнала определяют из выражения: τ<Lp/v (здесь τ - длительность оптических импульсов; Lp - наименьшая длина рабочего участка волоконного световода, расположенного между соседними “отражающими” участками 6; v - скорость света в волоконном световоде), т.к. такая длительность оптических импульсов обеспечивает осуществимость предлагаемого способа, поскольку при их длительности, большей задаваемой, зондирующий сигнал будет отражаться не от каждого “отражающего” участка 6, а потому будет невозможна однозначная “привязка” местоположения “возмущений” отраженного оптического сигнала к отдельному рабочему участку световода.The duration of the pulsed optical signal is determined from the expression: τ <Lp / v (here τ is the duration of the optical pulses; Lp is the smallest length of the working section of the fiber, located between adjacent “reflecting” sections 6; v is the speed of light in the fiber) to. such a duration of optical pulses ensures the feasibility of the proposed method, since when their duration is longer than specified, the probe signal will not be reflected from each “reflecting” section 6, and therefore it will not be possible to uniquely “link” the location of the “disturbances” of the reflected optical signal to a separate working section of the fiber .
Таким образом, при постоянстве параметров отраженных оптических сигналов во времени на выходе блока обработки данных 5 отсутствует управляющий сигнал.Thus, when the parameters of the reflected optical signals are constant in time, there is no control signal at the output of the data processing unit 5.
При разрыве продуктопровода 9 одновременно разрушаются стационарные измерительные каналы 1 и (или) 2 (обрываются волоконные световоды на участке, пересекающем образовавшуюся трещину, - на чертежах не показана), оптический сигнал не доходит до конца измерительного канала и отражается от поверхности разрыва световода, поэтому уменьшается величина промежутка времени между излучением оптического сигнала и временем его прихода в фотоприемник 6. В результате на выходе блока обработки данных 7 появляется соответствующий управляющий сигнал (т.е. либо срабатывает индикатор на пульте оператора, либо срабатывает блок аварийного управления насосной установкой продуктопровода или его задвижками, прекращая подачу продукта).When the product pipeline 9 ruptures, the stationary measuring channels 1 and (or) 2 are simultaneously destroyed (fiber optic fibers are cut off at the section crossing the crack that is not shown in the drawings), the optical signal does not reach the end of the measuring channel and is reflected from the surface of the fiber’s break, therefore it decreases the time interval between the emission of the optical signal and the time it arrives at the photodetector 6. As a result, the corresponding control signal appears at the output of the data processing unit 7 (i.e. either the indicator on the operator’s panel is activated, or the emergency control unit of the pumping unit of the product pipeline or its valves is triggered, stopping the flow of the product).
Кроме того, измеряют величину промежутка времени между излучением оптического сигнала и временем его прихода в фотоприемник и, зная скорость распространения света в световоде, определяют расстояние до места разрыва.In addition, measure the amount of time between the radiation of the optical signal and the time of its arrival in the photodetector and, knowing the speed of light propagation in the fiber, determine the distance to the place of the gap.
При продольном разрыве прямолинейные стационарные измерительные каналы 1, ориентированные вдоль продольной оси продуктопровода, могут вовсе не пострадать. Для фиксации таких разрушений используют спиралевидные стационарные измерительные каналы 2, которые разрушаются продольными трещинами.With a longitudinal rupture, rectilinear stationary measuring channels 1 oriented along the longitudinal axis of the product pipeline may not suffer at all. To fix such damage, use spiral-shaped stationary measuring channels 2, which are destroyed by longitudinal cracks.
Для детального обследования выявленного участка акватории в зоне предполагаемого разрыва продуктопровода используют гидролокатор бокового обзора либо проводят осмотр участка с использованием водолазов. В процессе ремонта продуктопровода на заменяемые его участки также наклеивают волоконные световоды, торцы которых соединяют сваркой с торцами исправных участков волоконных световодов, ранее зафиксированных на оболочке продуктопровода.For a detailed examination of the identified section of the water area in the zone of the alleged rupture of the product pipeline, a side-scan sonar is used or the site is inspected using divers. In the process of repairing the product pipeline, fiber optic fibers are also glued to its replaced sections, the ends of which are connected by welding with the ends of serviceable sections of fiber optical fibers previously fixed on the shell of the product pipeline.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119247/06A RU2227862C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Method of warning of product pipeline opening |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119247/06A RU2227862C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Method of warning of product pipeline opening |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002119247A RU2002119247A (en) | 2004-01-20 |
| RU2227862C2 true RU2227862C2 (en) | 2004-04-27 |
Family
ID=32465242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002119247/06A RU2227862C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Method of warning of product pipeline opening |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2227862C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2503879C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Т8" (ООО "Т8") | Control device of object movement in pipeline |
-
2002
- 2002-07-16 RU RU2002119247/06A patent/RU2227862C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНТОКОЛЬСКИЙ Л.М. Разработка гидроакустического комплекса для обследования акваторий на основе гидролокатора бокового обзора. - Акустический журнал, т.40, № 2, 1994, с.323. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2503879C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Т8" (ООО "Т8") | Control device of object movement in pipeline |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002119247A (en) | 2004-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ho et al. | Inspection and monitoring systems subsea pipelines: A review paper | |
| RU2511228C2 (en) | Channel monitoring | |
| US10031044B2 (en) | Real-time monitoring of a metal surface | |
| US10345139B2 (en) | Non-isotropic acoustic cable | |
| US8131121B2 (en) | Optical fiber pipeline monitoring system and method | |
| JP3180959B2 (en) | Optical fiber for sensor and sensor system | |
| US8121442B2 (en) | Optical fiber surveillance topology | |
| US20060233485A1 (en) | Underwater structure monitoring systems and methods | |
| CN104246467A (en) | Monitoring transport network infrastructure | |
| KR20040019319A (en) | Device and method for vibration measurement | |
| JP2020186911A (en) | Sewerage monitoring system and construction method thereof | |
| JP6947125B2 (en) | Fiber optic pathfinding methods, fiber optic pathfinding systems, signal processing equipment and programs | |
| US11681042B2 (en) | Sparse excitation method for 3-dimensional underground cable localization by fiber optic sensing | |
| US7174787B2 (en) | System and method for inspecting an industrial furnace or the like | |
| CN107576966A (en) | One kind is apart from method for early warning, apparatus and system | |
| RU2131114C1 (en) | Apparatus locating hull damage | |
| RU2227862C2 (en) | Method of warning of product pipeline opening | |
| RU2650799C2 (en) | Fibre optic acoustic-emission method for determining plastic deformations of large engineering structures | |
| JP7136685B2 (en) | Calculation method and device for gas sound velocity | |
| RU2230252C2 (en) | Method of warning on break in product line | |
| RU2227861C2 (en) | Method of warning of product pipeline opening | |
| GB2488657A (en) | Detecting and locating impacts on pipelines using acoustic emission (AE) sensors | |
| US20230296425A1 (en) | Distributed acoustic sensing system with propagation direction and related methods | |
| JP7235643B2 (en) | Measuring method and measuring device | |
| Hussels et al. | AGIFAMOR—Application of distributed acoustic and fibre optic sensors for continuous monitoring of pipes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040717 |