RU2565112C2 - Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода - Google Patents
Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565112C2 RU2565112C2 RU2013133594/06A RU2013133594A RU2565112C2 RU 2565112 C2 RU2565112 C2 RU 2565112C2 RU 2013133594/06 A RU2013133594/06 A RU 2013133594/06A RU 2013133594 A RU2013133594 A RU 2013133594A RU 2565112 C2 RU2565112 C2 RU 2565112C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- leakage
- medium
- metal
- main pipeline
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обнаружения негерметичности стенки трубы линейного участка магистрального трубопровода. В качестве передающего канала информации используют как металл стенки трубы, так и среду, заполняющую трубу. Регистрируют вибрации металла трубы, а также импульс избыточного давления, возникающий при появлении негерметичности стенки трубы, и следующее за ними возникновение в составе спектра акустических шумов дополнительной высокочастотной компоненты. По разности времени прихода упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы и по среде к датчикам давления и вибрации, получают сведения о местонахождении негерметичности. По амплитудному уровню высокочастотной компоненты получают сведения о ее размерах и степени опасности. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы линейной части магистрального трубопровода за счет оперативного и достоверного обнаружения его негерметичности. 2 ил.
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обнаружения негерметичности стенки трубы линейного участка магистрального трубопровода.
Известен способ обнаружения утечек газа (нефтепродукта) из трубопровода, основанный на регистрации акустических колебаний, вызванных появлением негерметичности («свища») его стенки [Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных трубопроводов. - Л.: Недра, 1987, с.70; а.с. 1590824 СССР, МКИ F17D 5/06. Опубл. 07.09.90. Пат. 1715212 РФ, МКИ F17D 5/00. Опубл. 23.02.92; а.с. 1651016 СССР, МКИ F17D 5/06. Опубл. 23.05.91]. В числе причин, которые приводят к появлению «свища», назовем коррозию, низкое качество сварных соединений, наличие трещин и каверн материала стенки магистрального трубопровода и т.д.
Наиболее близким по существенным признакам к заявленному решению является способ определения местоположения негерметичности, основанный на использовании, в качестве передающего канала информации, среды, заполняющей трубопровод, и осуществляемый путем регистрации импульса давления и следующего за ним спектра акустических шумов среды, в области его высокочастотных компонент, который позволяет определить расстояние до возникшей негерметичности и ее геометрические размеры [Пат. 2457392 РФ, МПК F17D 5/00, опубл. 27.07.2012].
Однако данный способ определения негерметичности обладает недостатком, не позволяющим в полной мере достичь требуемого технического результата. Суть недостатка данного способа заключается в том, что скорость получения информации о появлении негерметичности напрямую зависит от скорости распространения звука в газообразных и жидких средах, высокие коэффициенты затухания упругих акустических колебаний в которых не позволяют достичь заявленной точности и объективности диагностики.
Задачей, на решение которой направленно изобретение, является оперативная ликвидация возможных аварийных и, как следствие, экологических ситуаций, возникающих при эксплуатации трубопроводного транспорта.
При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности работы линейной части магистрального трубопровода за счет оперативного и достоверного обнаружения его негерметичности, способной привести к серьезной аварии.
Поставленный технический результат достигается следующим образом. В способе определения негерметичности стенки трубы на участке магистрального трубопровода проводится одновременная регистрация не только спектра акустических шумов и избыточного давления среды (газ, пар, жидкость), которая его заполняет, датчиками давления, к примеру тензометрическими датчиками, но и осуществляется регистрация упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы, датчиками вибрации, к примеру пьезоэлектрическими виброметрами. При этом в первую очередь регистрируется возникновение последовательности упругих акустических волн, распространяющихся в металле трубы и в среде, заполняющей трубопровод, с соответствующими скоростями звука, что свидетельствует о факте возникновения негерметичности, а затем амплитудный уровень дополнительной высокочастотной компоненты спектра акустических шумов, возникающей следом. По разности времени прихода упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы и по среде к датчикам вибрации и давления, расположенным в начале и в конце линейного участка вблизи двух соседних перекачивающих станций непосредственно на трубе, дают сведения о местонахождении возникшей негерметичности стенки трубы, а по амплитудному уровеню высокочастотной компоненты - сведения о ее геометрических размерах и, соответственно, о степени ее опасности. При этом разность времени регистрации информации о возникшей негерметичности, полученной по металлу трубы и среде, которая ее заполняет, определяется по соотношению скоростей звука в металле трубы (сталь) и среде (газ, жидкость и т.д.).
Между техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь.
Именно совместная регистрация вибраций металла трубы (распространения упругих акустических волн), изменения избыточного давления, оказываемого средой на стенки трубопровода (импульс давления), а также спектра акустических шумов, вызванных движением среды по магистральному трубопроводу, позволяет достичь требуемого технического результата. Известно, что в герметичном трубопроводе имеет место стационарный режим движения среды, который характеризуется устойчивым уровнем вибрации трубы и соответствующим составом спектра частот акустических шумов. Факторами, влияющими на характер вибраций и амплитудно-частотную характеристику такого стационарного режима, выступают изменение технологического режима движения среды, ее состава и свойств, а также непосредственно появление утечки на данном участке магистрального трубопровода. При появлении негерметичности стенки возникает упругая акустическая волна и импульс избыточного давления, которые со скоростью звука (в металле, газе, жидкости) распространяются в обе стороны от места возникновения негерметичности по металлу трубы и по среде, заполняющей трубопровод, что нарушает существующий стационарный режим. Далее, вследствие возникновения и развития переходного процесса, устанавливается новый стационарный режим. При этом в новом составе спектра акустических шумов появляется высокочастотная компонента, отсутствовавшая до момента возникновения негерметичности. Таким образом, факт регистрации скачка амплитуды вибрации металла стенки трубы («толчок») и регистрации импульса давления, а также последовавшее за ними изменение спектра акустических шумов в области высокочастотной компоненты, свидетельствует о высокой степени оперативности и достоверности регистрации факта возникновения негерметичности («свища»).
Способ поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема расположения датчиков на линейном участке магистрального трубопровода. Цифрами на фиг.1 обозначено: 1 - линейный участок магистрального трубопровода; 2, 3 - концы линейного участка магистрального трубопровода между соседними перекачивающими станциями; 4 - направление движения среды, заполняющей трубопровод; 5 - датчики давления; 6 - датчики вибрации (виброметры). На фиг.2 представлена схема распространения регистрируемых упругих акустических волн на линейном участке трубы по обе стороны от возникшей негерметичности, цифрами и буквами обозначено: 2, 3 - концы линейного участка магистрального трубопровода между соседними перекачивающими станциями; N - возникшая негерметичность («свищ»); L - длина линейного участка трубопровода; S2, S3 - расстояние от негерметичности до концов линейного участка трубопровода; Vс - скорость и направления распространения упругой акустической волны в среде (импульса давления), заполняющей трубопровод; Vм - скорость и направления распространения упругой акустической волны в металле трубы.
Способ осуществляется следующим образом.
На линейном участке магистрального трубопровода 1, по которому между двумя концами линейного участка магистрального трубопровода между соседними перекачивающими станциями 2, 3 осуществляется направленное движение перекачиваемой среды 4, производится одновременная регистрация вибраций металла трубы, акустических шумов и давления в трубе с помощью датчиков 5, 6, расположенных по краям линейного участка магистрального трубопровода на поверхности трубы и в контакте со средой соответственно. В качестве датчиков, регистрирующих распространение упругих звуковых волн в металле, могут быть использованы пьезоэлектрические виброметры. В качестве датчиков спектра акустических шумов и избыточного давления среды могут быть использованы тензометрические преобразователи давления (датчики давления).
В момент возникновения «свища» N, в трубопроводе 1, в обе стороны от негерметичности со скоростью Vc распространяется упругая звуковая волна в среде (импульс давления), а со скоростью Vм - упругая звуковая волна в металле (вибрация). Скорость распространения звуковых волн в металле на порядок выше, чем в газе и жидкости. Исходя из этого первым сигналом о возникновении «возмущения» (нештатной ситуации на данном участке трубопровода) будет являться регистрация виброметрами «толчка» (резкого скачка амплитуды вибраций металла трубы). Вследствие разницы в расстоянии от негерметичности до краев линейного участка трубопровода, появится первая известная величина - разность времени появления сигнала на противоположных концах участка, что позволит оценить местоположение «возмущения». Причинами возникновения «возмущения» могут быть как появление негерметичности, так и, не обязательно сопровождающиеся разрывом, сейсмическая активность, проседание почвы, изменение технологического режима, приближение наземного транспорта, и т.д. О появлении негерметичности будет свидетельствовать, по существу, только следующая за «толчком» регистрация импульса давления, который, как «спусковой крючок», запускает процесс возникновения дополнительной высокочастотной компоненты в составе акустического спектра шумов на данном участке. По совокупности этих трех факторов можно с высокой степенью оперативности и достоверности говорить о нарушении герметичности стенки магистрального трубопровода. При этом о факте возникновения негерметичности будет свидетельствовать последовательность следующих друг за другом процессов - однократного скачка амплитуды вибраций металла трубы, затем однократного возникновение импульса давления в среде, заполняющей трубопровод, с последующим появлением дополнительной высокочастотной компоненты в спектре акустических шумов. В остальных случаях следует говорить лишь о нештатной ситуации на данном участке магистрального трубопровода.
Claims (1)
- Способ определения негерметичности стенки трубы на участке магистрального трубопровода, заключающийся в том, что проводят одновременную регистрацию спектра акустических шумов и избыточного давления среды, которая его заполняет, датчиками давления, осуществляют регистрацию упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы, датчиками вибрации, при этом в первую очередь регистрируют возникновение последовательности упругих акустических волн, распространяющихся в металле трубы и в среде, заполняющей трубопровод, с соответствующими скоростями звука, что свидетельствует о факте возникновения негерметичности, а затем амплитудный уровень дополнительной высокочастотной компоненты спектра акустических шумов, возникающей следом, по разности времени прихода упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы и по среде к датчикам давления и вибрации, расположенным в начале и в конце линейного участка вблизи двух соседних перекачивающих станций непосредственно на трубе, дают сведения о местонахождении возникшей негерметичности стенки трубы, а по амплитудному уровню высокочастотной компоненты - сведения о ее геометрических размерах и степени ее опасности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013133594/06A RU2565112C2 (ru) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013133594/06A RU2565112C2 (ru) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013133594A RU2013133594A (ru) | 2015-01-27 |
| RU2565112C2 true RU2565112C2 (ru) | 2015-10-20 |
Family
ID=53281104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013133594/06A RU2565112C2 (ru) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2565112C2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639927C1 (ru) * | 2017-02-15 | 2017-12-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Инженерный Центр" | Способ акустического обнаружения и локализации свищей в магистральных газовых трубопроводах и контроля состояния изоляторов и разъединителей воздушной линии катодной защиты трубопроводов и система для его осуществления |
| CN108286657A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-17 | 常州新奥燃气工程有限公司 | 听诊球式燃气管道泄漏检测装置及检测方法 |
| RU2681552C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-03-11 | ООО "НТЦ "Нефтегаздиагностика" | Способ обнаружения несанкционированных врезок в трубопровод |
| RU192663U1 (ru) * | 2019-07-09 | 2019-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Регистрирующий блок для мониторинга технического состояния линейного трубопровода |
| RU2726138C1 (ru) * | 2019-02-05 | 2020-07-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Стационарное устройство обнаружения утечки нефтепродуктов в трубопроводе с использованием проводников из разных металлов и акустических датчиков |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5388445A (en) * | 1992-10-16 | 1995-02-14 | Nkk Corporation | Method for determining arrival and amplitude of a wave front and apparatus therefor |
| RU2241174C2 (ru) * | 2002-12-09 | 2004-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ диагностики трубопровода |
| WO2007128657A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Deutsche Transalpine Oelleitung Gmbh | Verfahren zur leckerkennung an rohrleitungen |
| WO2009158602A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Exxonmobil Research And Engineering Company | A method and apparatus for real time enhancing of the operation of a fluid transport pipeline |
| RU2457392C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода |
| RU127428U1 (ru) * | 2012-10-16 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Устройство для дистанционного обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода |
-
2013
- 2013-07-18 RU RU2013133594/06A patent/RU2565112C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5388445A (en) * | 1992-10-16 | 1995-02-14 | Nkk Corporation | Method for determining arrival and amplitude of a wave front and apparatus therefor |
| RU2241174C2 (ru) * | 2002-12-09 | 2004-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ диагностики трубопровода |
| WO2007128657A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Deutsche Transalpine Oelleitung Gmbh | Verfahren zur leckerkennung an rohrleitungen |
| WO2009158602A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Exxonmobil Research And Engineering Company | A method and apparatus for real time enhancing of the operation of a fluid transport pipeline |
| RU2457392C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода |
| RU127428U1 (ru) * | 2012-10-16 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Устройство для дистанционного обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639927C1 (ru) * | 2017-02-15 | 2017-12-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Инженерный Центр" | Способ акустического обнаружения и локализации свищей в магистральных газовых трубопроводах и контроля состояния изоляторов и разъединителей воздушной линии катодной защиты трубопроводов и система для его осуществления |
| CN108286657A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-17 | 常州新奥燃气工程有限公司 | 听诊球式燃气管道泄漏检测装置及检测方法 |
| RU2681552C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-03-11 | ООО "НТЦ "Нефтегаздиагностика" | Способ обнаружения несанкционированных врезок в трубопровод |
| RU2726138C1 (ru) * | 2019-02-05 | 2020-07-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Стационарное устройство обнаружения утечки нефтепродуктов в трубопроводе с использованием проводников из разных металлов и акустических датчиков |
| RU192663U1 (ru) * | 2019-07-09 | 2019-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Регистрирующий блок для мониторинга технического состояния линейного трубопровода |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013133594A (ru) | 2015-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9897243B2 (en) | Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline | |
| RU2565112C2 (ru) | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода | |
| US6561032B1 (en) | Non-destructive measurement of pipe wall thickness | |
| US11060668B2 (en) | Multiple transducer method and system for pipeline analysis | |
| US10458871B2 (en) | Apparatus and method for measuring the pressure inside a pipe or container | |
| Li et al. | Leak detection and location for gas pipelines using acoustic emission sensors | |
| US20220397477A1 (en) | Method and system of leak detecting for oil and gas pipeline based on excitation response | |
| EA028210B1 (ru) | Способ и система для непрерывного дистанционного контроля положения и скорости продвижения скребкового устройства внутри трубопровода | |
| HRP20180279T1 (hr) | Sustav za i postupak kontinuiranog detektiranja udaraca na cjevovode za transport fluida, osobito pogodni za podvodne cjevovode | |
| US11604127B2 (en) | Methods for detecting pipeline weakening | |
| Bernasconi et al. | Advanced real time and long term monitoring of transportation pipelines | |
| Giunta et al. | Performance of vibroacoustic technology for pipeline leak detection | |
| RU2457392C1 (ru) | Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода | |
| GB2533378B (en) | Plug integrity evaluation method | |
| Bernasconi et al. | Gas filled pipelines monitoring using multipoint vibroacoustic sensing | |
| RU2421657C1 (ru) | Способ обнаружения утечек жидких углеводородов из магистральных трубопроводов | |
| Adnan et al. | Leak detection in MDPE gas pipeline using dual-tree complex wavelet transform | |
| CN205861137U (zh) | 变径两探头时差超声流量测量装置 | |
| RU2620023C1 (ru) | Способ определения места течи в трубопроводе и устройство для его осуществления | |
| Ovchinnikov et al. | Low-frequency acoustic signals propagation in buried pipelines | |
| RU2197679C2 (ru) | Способ определения места утечки жидкости из трубопровода | |
| RU2241174C2 (ru) | Способ диагностики трубопровода | |
| Jönsson | Interaction of a hydraulic transient with a leak in a pipe flow | |
| Baiotto et al. | Development of methodology for the inspection of welds in lined pipes using array ultrasonic techniques | |
| Pierozzi et al. | Acoustic technology for large obstruction detection in pipelines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20150209 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20150526 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160719 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190402 |