RU2572907C2 - Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation - Google Patents
Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572907C2 RU2572907C2 RU2014105236/02A RU2014105236A RU2572907C2 RU 2572907 C2 RU2572907 C2 RU 2572907C2 RU 2014105236/02 A RU2014105236/02 A RU 2014105236/02A RU 2014105236 A RU2014105236 A RU 2014105236A RU 2572907 C2 RU2572907 C2 RU 2572907C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- magnetic induction
- solid
- signal
- magnetogram
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для обнаружения местоположения дефектов магистральных и иных трубопроводов, а также несанкционированных (криминальных) врезок в трубопровод. В последнее время в связи со значительным износом магистральных и локальных трубопроводов, а также с участившимися случаями несанкционированных врезок в трубопроводы с сырой нефтью и нефтепродуктами возникла насущная потребность в технических средствах, позволяющих быстро, гибко и с минимальными затратами проводить предварительную диагностику состояния трубопровода и поиск врезок в трубопровод. Существующие на сегодняшний день образцы технических средств являются в основном внутритрубными дефектоскопами, запускаемыми внутрь трубопровода и сканирующими трубопровод по мере продвижения под действием искусственно создаваемого позади них давления.The invention relates to the field of pipeline transport and can be used to detect the location of defects in trunk and other pipelines, as well as unauthorized (criminal) taps in the pipeline. Recently, due to the significant deterioration of main and local pipelines, as well as with the increasing incidence of unauthorized taps into pipelines with crude oil and oil products, an urgent need has arisen for technical means that allow quick, flexible and minimal cost preliminary diagnostics of the state of the pipeline and search for tie-ins into the pipeline. The existing samples of technical equipment are mainly in-line flaw detectors, launched inside the pipeline and scanning the pipeline as they move under the action of pressure artificially created behind them.
Использование промышленно выпускаемых однокомпонентных магнитометров, таких как СКВИД или ЯМР, не всегда удобно и оправдано: они, как правило, достаточно инерционны, имеют неудобное расположение и форму датчика, узкий динамический диапазон, обладают избыточной точностью и большим временем обработки результатов, часто требуют неподвижности при проведении измерений, дороги и основаны на сложных в эксплуатации технологиях измерения магнитной индукции.The use of industrially produced one-component magnetometers, such as SQUID or NMR, is not always convenient and justified: they are usually inertial enough, have an inconvenient location and shape of the sensor, a narrow dynamic range, have excessive accuracy and a long processing time, often require immobility when measurements are expensive and are based on sophisticated magnetic induction measurement technologies.
Перечисленные недостатки не позволяют автоматизировать процесс обследования трубопроводов.These shortcomings do not allow to automate the pipeline inspection process.
Следовательно, возникает необходимость в создании компактного недорогого портативного, автоматизированного устройства, пригодного для практической реализации вышеуказанного способа, а именно в приборе, приспособленном для контроля вертикальной составляющей магнитной индукции, простом и технологичном в изготовлении, не нуждающемся в точной поверке, пригодном для переноски и использования одним человеком.Therefore, the need arises to create a compact inexpensive portable, automated device suitable for the practical implementation of the above method, namely, a device adapted to control the vertical component of magnetic induction, simple and technologically advanced to manufacture, not requiring accurate calibration, suitable for transportation and use one person.
Известен способ обнаружения дефектов внутрипромысловых трубопроводов, заключающийся в следующем: измеряют значения модуля полного вектора магнитной индукции над трубопроводом в точках, отстоящих друг от друга на расстоянии 0,25-0,5 м, путем перемещения датчика вдоль линии трубопровода, строят график зависимости величины модуля вектора магнитной индукции от расстояния и находят средние значения магнитной индукции для выбранного участка, затем определяют величины среднеквадратичных отклонений и выделяют участки трубопровода, где величины значений модуля индукции магнитного поля равны или превышают удвоенное значение величины среднеквадратического отклонения, выделенные на графике участки трубопровода определяют на местности, раскапывают эти участки и осуществляют визуально-измерительный контроль с использованием контактных средств диагностики.A known method for detecting defects in infield pipelines, which consists in the following: measure the magnitude of the module of the full vector of magnetic induction above the pipeline at points spaced from each other at a distance of 0.25-0.5 m by moving the sensor along the line of the pipeline, build a graph of the magnitude of the module magnetic induction vectors from the distance and find the average values of magnetic induction for the selected area, then determine the standard deviations and highlight the sections of the pipeline, where the values The values of the magnetic field induction modulus are equal to or exceed the doubled value of the standard deviation, the sections of the pipeline highlighted on the graph are determined on the ground, these sections are excavated and visual and measuring control is performed using contact diagnostic tools.
Средние значения величин магнитной индукции определяют для участка длиной не более 250 м [Патент РФ 2301941, МПК F17D 5/02].The average values of the magnetic induction are determined for the site length of not more than 250 m [RF Patent 2301941, IPC F17D 5/02].
Этот способ имеет ряд существенных недостатков:This method has several significant disadvantages:
- в этом способе используется СКВИД или ЯМР магнитометр - достаточно дорогой измерительный прибор, выполнение измерений с помощью которого требуют неподвижности сенсоров прибора, что приводит к необходимости останавливаться для каждого измерения, существенно снижая скорость обследования трубопровода; в ходе обследования приходится работать с большим количеством данных - до 4000 значений на километр трассы, причем результаты обследования становятся доступными только после математической обработки всего массива данных (или, по крайней мере, данных, собранных на протяжении 250 м),- in this method, a SQUID or NMR magnetometer is used - a rather expensive measuring device, the measurements using which require the immobility of the sensors of the device, which leads to the need to stop for each measurement, significantly reducing the speed of inspection of the pipeline; during the survey, you have to work with a large amount of data - up to 4000 values per kilometer of the route, and the survey results become available only after mathematical processing of the entire data array (or at least data collected over 250 m),
- кроме того, при измерении полного модуля вектора магнитной индукции имеет решающее значение ориентация датчиков прибора в пространстве по азимуту, по вертикали и по смещению относительно оси трубы, и отклонение, особенно азимутальное, вносит сильные колебания показаний при измерении составляющих вектора магнитной индукции, что негативно сказывается на достоверности результатов обследования.- in addition, when measuring the full module of the magnetic induction vector, the orientation of the device’s sensors in space in azimuth, vertical, and offset relative to the axis of the pipe is crucial, and the deviation, especially azimuthal, introduces strong fluctuations in the readings when measuring the components of the magnetic induction vector, which is negative affects the reliability of the survey results.
Известно устройство для обнаружения неразрешенного отбора продуктов транспортировки из трубопровода, которое представляет внутритрубный снаряд и содержит перемещающийся на роликах узел, несущий электронные блоки, датчик пройденного пути, множество емкостных электромеханических датчиков отверстий, расположенных на прилегающем к трубопроводу кольце и соединенных через схему логического ИЛИ со счетчиком импульсов, счетный вход которого подключен к датчику пройденного пути, выполненному с внутренним магнитом, обеспечивающим его скольжение по стенке трубопровода без скольжения [Патент РФ №2191322, МПК F16D 5/00].A device is known for detecting unauthorized selection of transportation products from a pipeline, which is an in-tube projectile and contains a roller-moving assembly that carries electronic components, a distance sensor, a plurality of capacitive electromechanical hole sensors located on a ring adjacent to the pipeline and connected through a logical OR circuit with a counter pulses, the counting input of which is connected to the sensor of the traveled path, made with an internal magnet, ensuring its cleavage walking along the wall of the pipeline without sliding [RF Patent No. 2191322, IPC F16D 5/00].
Данному устройству присущи все недостатки типичного внутритрубного снаряда-диагноста: необходимо останавливать транспортировку продукта, запускать устройство внутрь через пусковую камеру, нагнетать давление, что занимает несколько дней.This device is characterized by all the disadvantages of a typical in-line diagnostics projectile: it is necessary to stop product transportation, start the device inward through the launch chamber, and pressurize, which takes several days.
Отдельной проблемой является определение точного местоположения обнаруженного дефекта или врезки, т.к. устройства измерения пройденного расстояния при всем многообразии конструкций часто отказывают или бывают неточны.A separate problem is determining the exact location of a detected defect or tie-in, because distance measuring devices with all the variety of designs often fail or are inaccurate.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод, включающий измерение магнитной индукции над трубопроводом с одновременным перемещением датчика вдоль трубопровода, выявление участка с дефектом. Раскапывание трубы с последующим визуальным осмотром и контактной диагностикой. При этом измеряют только вертикальную составляющую вектора магнитной индукции, измерения проводят непрерывно в процессе перемещения датчика, отслеживают сильные, более 10%, изменения модуля вертикальной составляющей вектора магнитной индукции над местом сильного изменения магнитной индукции производят повторный проход датчика [Патент РФ №2379579, МПК F17D 5/02].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved effect is a method for detecting defects in a pipeline and unauthorized taps in a pipeline, including measuring magnetic induction over the pipeline while moving the sensor along the pipeline, identifying a defective area. Digging the pipe with subsequent visual inspection and contact diagnostics. In this case, only the vertical component of the magnetic induction vector is measured, the measurements are carried out continuously during the movement of the sensor, strong, more than 10% is monitored, changes in the module of the vertical component of the magnetic induction vector above the site of the strong change in magnetic induction re-pass the sensor [RF Patent No. 2379579, IPC F17D 5/02].
Недостатком способа является то, что способ, использующий контроль только вертикальной составляющей магнитной индукции над трубопроводом, значительно подвержен влиянию глобальных магнитных полей, а также то, что известный способ предназначен для контроля мгновенных значений изменения магнитной индукции без возможности записи измеряемых значений модуля сигнала и его координат.The disadvantage of this method is that a method that uses control only of the vertical component of magnetic induction over the pipeline is significantly affected by global magnetic fields, and also that the known method is designed to control instantaneous values of changes in magnetic induction without the possibility of recording measured values of the signal module and its coordinates .
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, используемое в способе для обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод, содержащее корпус с электронным блоком, при этом электронный блок содержит антенну с вертикально расположенным феррозодовым датчиком на карданной подвеске, соединительный кабель, микроконтроллер, выходной буферный каскад, программируемый делитель, повторитель напряжения, входной усилитель, перемножитель частот, фильтр нижних частот, логарифмический усилитель, узкополосный фильтр, выпрямитель-интегратор, жидкокристаллический дисплей, при этом сигнальная обмотка соединена через входной усилитель с перемножителем частот, который соединен с фильтром нижних частот, подключенным через логарифмический усилитель к узкополосному фильтру, выход которого в свою очередь через выпрямитель-интегратор соединен с микроконтроллером [Патент РФ №2379579, МПК F17D 5/02].Closest to the claimed device in technical essence and the achieved effect is the device used in the method for detecting defects in the pipeline and unauthorized inserts into the pipeline containing the housing with the electronic unit, the electronic unit comprising an antenna with a vertically located ferrozodic sensor on a universal joint suspension, a connecting cable , microcontroller, output buffer stage, programmable divider, voltage follower, input amplifier, frequency multiplier, filter a low-pass filter, a logarithmic amplifier, a narrow-band filter, a rectifier-integrator, a liquid crystal display, and the signal winding is connected through an input amplifier with a frequency multiplier, which is connected to a low-pass filter connected through a logarithmic amplifier to a narrow-band filter, the output of which is in turn through a rectifier the integrator is connected to the microcontroller [RF Patent No. 2379579, IPC F17D 5/02].
Известное устройство имеет ряд недостатков:The known device has several disadvantages:
- устройство не подвержено автоматизированию вследствие отсутствия в известном устройстве привязки к системе глобального позиционирования,- the device is not subject to automation due to the lack of a known device binding to a global positioning system,
- использование феррозондового датчика для диагностики магнитного состояния магистральных трубопроводов вносит некорректность в результаты обследования, обусловленную узким динамическим диапазоном указанного устройства. Это объясняется тем, что рабочая характеристика феррозондового датчика настраивается на крутом, узком участке нелинейной характеристики магнитного сердечника датчика для обеспечения высокой чувствительности датчика. Кроме того, чувствительность прибора по этой же причине находится в функциональной зависимости от внешней магнитной индукции над обследуемым трубопроводом. Трубопровод в процессе обследования содержит более широкий спектр изменения магнитной индукции. Это приводит к тому, что в определенные моменты работы прибора характеристика настройки смещается под действием внешнего магнитного поля трубопровода и прибор теряет чувствительность и соответственно повышается уровень помех.- the use of a flux-gate sensor for diagnosing the magnetic state of trunk pipelines introduces incorrectness into the survey results due to the narrow dynamic range of the specified device. This is because the performance of the flux-gate sensor is tuned to a steep, narrow section of the nonlinear characteristic of the magnetic core of the sensor to ensure high sensitivity of the sensor. In addition, the sensitivity of the device for the same reason is functionally dependent on external magnetic induction above the pipeline under examination. The pipeline during the examination contains a wider range of changes in magnetic induction. This leads to the fact that at certain times of operation of the device, the tuning characteristic is shifted under the influence of the external magnetic field of the pipeline and the device loses sensitivity and, accordingly, the level of interference increases.
Опыт использования автором этого метода для обследования магистральных трубопроводов показал, что динамический диапазон магнитной индукции над магистральными трубопроводами может в несколько раз превышать рабочий диапазон феррозондового датчика. Феррозондовый датчик имеет большую чувствительность только после настройки на самом крутом нелинейном участке петли гистерезиса - в области насыщения используемого магнитного сердечника. Информационным сигналом при этом является вторая гармоника от частоты подмагничивания сердечника. При этом, чем круче нелинейный участок, тем выше чувствительность, но рабочий динамический диапазон датчика при этом сужается. Это приводит к тому, что в зонах упругих, упругопластических деформаций, критических дефектов и врезок в трубопровод магнитная индукция может в разы превышать рабочий динамический диапазон феррозондового датчика. В этих зонах датчик теряет чувствительность: «ослепляется» либо становится функционально зависимым от магнитного поля трубопровода.The author’s experience of using this method for the inspection of trunk pipelines has shown that the dynamic range of magnetic induction over the trunk pipelines can be several times the working range of the flux-gate sensor. The flux-gate sensor has great sensitivity only after tuning on the steepest non-linear section of the hysteresis loop - in the saturation region of the magnetic core used. The information signal in this case is the second harmonic of the core magnetization frequency. At the same time, the steeper the non-linear section, the higher the sensitivity, but the working dynamic range of the sensor is narrowed. This leads to the fact that in the zones of elastic, elastoplastic deformations, critical defects and insertions into the pipeline, magnetic induction can be several times greater than the working dynamic range of the flux-gate sensor. In these areas, the sensor loses its sensitivity: it “dazzles” or becomes functionally dependent on the magnetic field of the pipeline.
- недостатком является также необходимость строго сохранять вертикальное положение антенны для обеспечения помехозащищенности от азимутальной составляющей магнитного поля над обследуемым трубопроводом. На практике при движении оператора не удается исключить колебательные движения антенны. Это в свою очередь вносит помехи от влияния азимутальной составляющей на полезный сигнал.- the disadvantage is the need to strictly maintain the vertical position of the antenna to ensure noise immunity from the azimuthal component of the magnetic field above the examined pipeline. In practice, when the operator moves, the oscillatory movements of the antenna cannot be ruled out. This in turn interferes with the influence of the azimuthal component on the useful signal.
Задачей предлагаемого изобретения является автоматизация процесса измерения вертикального градиента магнитной индукции над обследуемым трубопроводом, расширение динамического диапазона измеряемой магнитной индукции, повышение помехозащищенности и достоверности результатов обследования с одновременным документированием результатов обследования на твердотельный носитель.The objective of the invention is to automate the process of measuring the vertical gradient of magnetic induction over the examined pipeline, expanding the dynamic range of the measured magnetic induction, increasing the noise immunity and reliability of the results of the examination while documenting the results of the examination on a solid-state carrier.
При реализации изобретения достигается следующий технический результат:When implementing the invention, the following technical result is achieved:
- автоматизация процесса измерения;- automation of the measurement process;
- расширение динамического диапазона измеряемого градиента магнитной индукции;- expansion of the dynamic range of the measured gradient of magnetic induction;
- повышение помехозащищенности и достоверности результатов обследования;- increased noise immunity and reliability of the survey results;
- документирование результатов обследования на твердотельный носитель.- documentation of the results of the examination on a solid-state medium.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод, включающем непрерывное измерение вертикальной составляющей магнитной индукции над трубопроводом и вдоль него и выявление участка трубопровода с дефектом или с несанкционированной врезкой, особенность заключается в том, что определяют градиент модуля вертикального вектора магнитной индукции с получением магнитограммы и производят запись считываемой магнитограммы на твердотельную память, при этом наличие участка трубопровода с дефектом или с несанкционированной врезкой определяют по плавному возрастанию или убыванию магнитограммы в зависимости от направленности магнитного поля, при этом запись магнитограммы на твердотельную память производят в соответствии с изменением координат, получаемых от встроенного модуля глобального позиционирования.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for detecting defects in the pipeline and unauthorized taps in the pipeline, which includes continuous measurement of the vertical component of the magnetic induction above and along the pipeline and identifying a section of the pipeline with a defect or with an unauthorized insert, the feature is that they determine the gradient module of the vertical vector of magnetic induction to obtain a magnetogram and record read magnetogram on a solid state amyat, the presence of a defective portion of the pipeline or unauthorized is determined by a smooth hole for the ascending or descending magnetogram depending on the magnetic field direction, wherein the recording magnetogram solid-state memory is carried out in accordance with the change of the coordinates obtained from the embedded global positioning module.
Индукционный метод имеет широкий динамический диапазон, т.к. перемагничивание магнитного сердечника в этом случае осуществляется по полной магнитной петле гистерезиса.The induction method has a wide dynamic range, because magnetization reversal of the magnetic core in this case is carried out along the full magnetic hysteresis loop.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод, содержащем корпус с электронным блоком и антенну, особенность заключается в том, что оно снабжено программно управляемым резистором, инструментальным усилителем, контроллером, модулем GPS-Глонасс, блоком индикации, блоком твердотельной памяти и схемой из двух индукционных датчиков, размещенных на одной оси, разнесенных в пространстве и включенных в дифференциально-мостовую схему с электронной балансировкой программно управляемым резистором, при этом антенна выполнена с возможностью передачи сигнала со своего выхода через инструментальный усилитель и двунаправленный интерфейс на вход контроллера, выполненного с возможностью получения сигнала с модуля GPS-Глонасс и передачи сигнала на блок индикации, блок твердотельной памяти и через двунаправленный интерфейс - на управляющий вход программно-управляемого резистора.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for detecting defects in the pipeline and unauthorized taps in the pipeline containing a housing with an electronic unit and an antenna, the feature is that it is equipped with a software-controlled resistor, instrumental amplifier, controller, GPS-Glonass module, unit indication, a solid-state memory unit and a circuit of two induction sensors placed on the same axis, spaced in space and included in the differential bridge circuit with e electronically balanced by a programmable resistor, while the antenna is capable of transmitting a signal from its output through a tool amplifier and a bi-directional interface to the controller input, configured to receive a signal from the GPS-Glonass module and transmit a signal to the display unit, solid-state memory unit and via bi-directional interface - to the control input of a software-controlled resistor.
Использование дифференциальной мостовой схемы расширяет динамический диапазон воспринимаемого прибором градиента магнитной индукции и позволяет компенсировать влияние внешних факторов - температуру, влажность, давление, глобальные магнитные поля и др.Using a differential bridge circuit extends the dynamic range of the magnetic induction gradient perceived by the device and allows you to compensate for the influence of external factors - temperature, humidity, pressure, global magnetic fields, etc.
Локальные магнитные поля, вызванные дефектом трубопровода или врезкой в трубопровод и, соответственно, возникновением магнитных полей рассеяния, обусловленных эффектом «Виллари», имеют криволинейную форму. Криволинейная форма магнитных полей хорошо воспринимается предлагаемым датчиком, т.к. градиент сигнала в этой зоне меняется в широких пределах, а глобальные магнитные поля и проекция азимутальных составляющих глобальных полей на датчики компенсируются.Local magnetic fields caused by a defect in the pipeline or a tapping into the pipeline and, accordingly, the occurrence of scattering magnetic fields due to the Villari effect, have a curved shape. The curved shape of the magnetic fields is well perceived by the proposed sensor, because the signal gradient in this zone varies widely, and the global magnetic fields and the projection of the azimuthal components of the global fields on the sensors are compensated.
Повышается чувствительность датчика за счет балансировки адаптивной дифференциальной схемы в полевых условиях.Increases the sensitivity of the sensor by balancing the adaptive differential circuit in the field.
Программно управляемый резистор позволяет обеспечить практически мгновенную и точную балансировку дифференциально-мостовой схемы.A software-controlled resistor allows for almost instantaneous and accurate balancing of the differential bridge circuit.
Способ обнаружения дефектов в трубопроводе и врезок в трубопровод осуществляется следующим образом.The method for detecting defects in the pipeline and inserts in the pipeline is as follows.
Производят непрерывное измерение вертикальной составляющей магнитной индукции над обследуемым трубопроводом и вдоль него, выявляют участок трубопровода с дефектом или с несанкционированной врезкой, затем определяют градиент модуля вертикального вектора магнитной индукции с получением магнитограммы и производят запись считываемой магнитограммы на твердотельную память. При этом наличие участка трубопровода с дефектом или с несанкционированной врезкой определяют по плавному возрастанию или убыванию магнитограммы в зависимости от направленности магнитного поля, запись магнитограммы на твердотельную память производят в соответствии с изменением координат, получаемых от встроенного модуля глобального позиционирования.A continuous measurement of the vertical component of magnetic induction is performed over and along the pipeline being examined, a section of the pipeline with a defect or with an unauthorized inset is detected, then the gradient of the module of the vertical magnetic induction vector is determined to obtain a magnetogram, and the readable magnetogram is recorded on the solid state memory. At the same time, the presence of a pipeline section with a defect or with an unauthorized tapping is determined by a smooth increase or decrease of the magnetogram depending on the direction of the magnetic field, the magnetogram is recorded on the solid-state memory in accordance with the change in coordinates received from the built-in global positioning module.
Для пояснения указанного способа на фиг. 1 представлен фрагмент участка трубопровода 1, находящегося под слоем грунта 2, с условной врезкой 3. В стенках трубопровода под давлением перекачиваемого продукта возникают замкнутые магнитные поля, вызванные эффектом Виллари, или обратным магнитострикционным эффектом. Величина магнитной индукции, вызываемой эффектом Виллари, прямо пропорциональна относительному удлинению стенок трубопровода от действующего давления продукта в трубопроводе. Если поверхность трубопровода не содержит нарушений сплошности, магнитная индукция замыкается по периметру поперечного сечения и не выходит наружу. В местах нарушения сплошности трубопровода возникают магнитные поля рассеяния. Силовые магнитные линии указанных полей изображены на фиг. 1 пунктирными линиями. Если двигаться вдоль оси к месту врезки или дефекта, то полученный график изменения магнитного поля над пройденным участком (магнитограмма) с такого датчика будет соответствовать магнитограмме 4. Объясняется это тем, что глобальные магнитные поля, включающие в себя магнитное поле земли и магнитное поле трубопровода, являются прямолинейными, т.к. имеют большую протяженность. Магнитные поля рассеяния имеют криволинейную форму. При вхождении антенны в криволинейное магнитное поле рассеяния от дефекта или врезки градиент модуля сигнала и соответственно разбаланс дифференциально-мостовой схемы плавно возрастает или убывает в зависимости от направленности магнитного поля. Это связано с тем, что в катушку, направленную ближе к трубе, криволинейный сигнал поступает раньше, т.к. интенсивность силовых линий в нижней части датчика выше, а с увеличением расстояния происходит рассеяние полей и соответственно меньшее количество силовых линий магнитного поля. В точке, где кривизна магнитных полей максимальна, появляется максимум разбаланса моста. При дальнейшем движении антенны катушки попадают в продольную часть магнитного поля, уменьшая значение сигнала разбаланса моста. В момент, когда ось антенны находится непосредственно над источником полей рассеяния, разбаланс моста стремится к нулевому значению. Далее сигнал меняет полярность, т.к. силовые линии магнитного поля также меняют полярность и сигнал повторяется в обратной полярности.To explain this method in FIG. Figure 1 shows a fragment of a section of a
Запись считываемой магнитограммы осуществляется в соответствии с изменением координат, получаемых от встроенного модуля глобального позиционирования, на твердотельную память в соответствии с изменением географических координат модуля GPS-Глонасс.The magnetogram to be read is recorded in accordance with the change in the coordinates received from the integrated global positioning module to the solid-state memory in accordance with the change in the geographical coordinates of the GPS-Glonass module.
Запись считываемой магнитограммы в соответствии с изменением времени при равномерном перемещении датчика вдоль трубопровода на твердотельную память позволяет документировать получаемую информацию с привязкой ко времени, что, учитывая быстродействие датчиков, дает высокое разрешение сигнала.Recording of the magnetogram to be read in accordance with the time change with uniform movement of the sensor along the pipeline to the solid-state memory allows you to document the information obtained in relation to time, which, given the speed of the sensors, gives a high resolution signal.
На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства. Антенна 5 содержит дифференциально-мостовую схему из индукционных датчиков 6 и 7, размещенных на одной оси и разнесенных в пространстве и включенных в дифференциально-мостовую схему с электронной балансировкой, в одну диагональ которой подается переменное высокочастотное напряжение с генератора 8 через программно управляемый резистор 9 с электронной балансировкой. Выход антенны выполнен с возможностью передачи сигнала со своего выхода через инструментальный усилитель 10 и двунаправленный интерфейс 11 поступает на вход контроллера 13, выполненного с возможностью получения сигнала с модуля GPS-Глонасс и передаче сигнала на блок индикации 16. На другой вход контроллера 13 поступает сигнал с антенны 14 модуля GPS-Глонасс 15, осуществляющий привязку к географическим координатам, а с выхода контроллера 13 сигнал поступает одновременно на блок индикации 16 и блок твердотельной памяти 17, второй управляющий выход контроллера 13 через двунаправленный интерфейс 11 поступает на управляющий вход программно- управляемого резистора 9.In FIG. 2 shows a functional diagram of the device. Antenna 5 contains a differential-bridge circuit of
Дальнейшая работа прибора проходит в автоматическом режиме. При движении пользователя вдоль оси трубопровода происходит смена координат местоположения, что соответственно фиксируется модулем GPS-Глонасс 15 и каждой смене координат соответствует модуль сигнала градиента вектора магнитной индукции. Получаемая информация в табличной форме накапливается в блоке внешней памяти, а текущие данные в виде фрагмента участка воспроизводятся на экране блока индикации. Меню контроллера 13 содержит дополнительный режим локального сканирования с привязкой ко времени. В этом режиме используются временные метки, позволяющие при равномерной скорости обследования трубопровода накапливать данные модуля градиента магнитной индукции в зависимости от изменения времени. Режим локального сканирования позволяет получить более высокую степень детализации дефектов на один или два порядка. Режим глобального позиционирования и режим локального сканирования могут накладываться для улучшения детализации обследуемого объекта.Further operation of the device is automatic. When the user moves along the axis of the pipeline, a change in the coordinates of the location occurs, which is accordingly fixed by the GPS-Glonass module 15 and each change of coordinates corresponds to a signal module of the gradient of the magnetic induction vector. The information obtained in tabular form is accumulated in the external memory unit, and the current data in the form of a fragment of the plot are reproduced on the screen of the display unit. The menu of the controller 13 contains an additional local scan mode with reference to time. In this mode, time stamps are used, which allow accumulating data of the magnetic induction gradient module depending on the change in time at a uniform inspection rate of the pipeline. Local scan mode allows you to get a higher degree of detail of defects by one or two orders of magnitude. The global positioning mode and the local scanning mode can be superimposed to improve the detail of the examined object.
Использование дифференциально-мостовой схемы расширяет динамический диапазон воспринимаемого прибором градиента магнитной индукции и позволяет компенсировать влияние внешних факторов - температуру, влажность, давление и др.Using a differential bridge circuit extends the dynamic range of the magnetic induction gradient perceived by the device and allows you to compensate for the influence of external factors - temperature, humidity, pressure, etc.
Симметричная работа катушек индукционных датчиков обеспечивает широкий динамический диапазон измерения градиента вектора магнитной индукции. Чувствительность обеспечивается выбором материала сердечника, технологичностью исполнения датчиков и базовым расстоянием между датчиками.The symmetrical operation of the coils of induction sensors provides a wide dynamic range for measuring the gradient of the magnetic induction vector. Sensitivity is provided by the choice of core material, the manufacturability of the sensors and the basic distance between the sensors.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство обеспечивают прорывные возможности в области магнитометрии трубопроводов и позволяют распространить эти возможности в других отраслях народного хозяйства, таких как геофизика, геология, транспорт и оборонная промышленность. Проведенные исследования позволили получить магнитометрические датчики, имеющие большой запас чувствительности и быстродействия и позволяющие использовать их в автоматизированных навигационных системах. Предполагаемое изобретение, реализованное по предлагаемой функциональной схеме, позволило получить автоматизированное устройство бесконтактного обследования магистральных трубопроводов с поверхности грунта над трубопроводом. При этом конечным продуктом обследования является документ с географической привязкой к координатам каждой точки выдаваемой встроенной навигационной системой GPS-Глонасс.Thus, the proposed method and device provide breakthrough opportunities in the field of magnetometry of pipelines and allow you to distribute these opportunities in other sectors of the economy, such as geophysics, geology, transport and the defense industry. The studies performed allowed us to obtain magnetometric sensors with a large margin of sensitivity and speed and allowing their use in automated navigation systems. The alleged invention, implemented according to the proposed functional scheme, made it possible to obtain an automated device for contactless inspection of trunk pipelines from the soil surface above the pipeline. At the same time, the final product of the survey is a document with a geographic reference to the coordinates of each point issued by the integrated GPS-Glonass navigation system.
Предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют быстро, гибко и с минимальными затратами проводить предварительную диагностику состояния трубопровода и поиск врезок в трубопровод.The proposed method and device for its implementation allows you to quickly, flexibly and with minimal cost to conduct a preliminary diagnosis of the state of the pipeline and the search for inserts in the pipeline.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105236/02A RU2572907C2 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105236/02A RU2572907C2 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014105236A RU2014105236A (en) | 2015-08-20 |
| RU2572907C2 true RU2572907C2 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=53880054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014105236/02A RU2572907C2 (en) | 2014-02-11 | 2014-02-11 | Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572907C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718711C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-04-14 | Леонтий Рустемович Григорьян | Method of diagnosing insulating coating defects of pipelines |
| RU2741177C1 (en) * | 2020-07-22 | 2021-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method of detection of unauthorized tie-ins to underground pipeline |
| RU2742631C2 (en) * | 2019-01-29 | 2021-02-09 | Лилия Халитовна Фаизова | Method of detecting defects of pipeline and tie-ins into pipeline and device for its implementation |
| RU2743605C1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method for determining horizontal-height position coordinates of underground pipeline axis |
| RU2745048C1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-03-18 | Акционерное общество "Газпром газораспределение" | Method of determining position of polyethylene gas line and places of possible unauthorized tie-ins |
| RU2751271C1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-07-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method for detecting unsanctioned tie-ins in a pipeline and apparatus for implementation thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2048496A (en) * | 1979-02-28 | 1980-12-10 | British Gas Corp | Pipe inspection apparatus |
| DE3626646A1 (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-18 | Pipetronix Gmbh | DEVICE FOR MEASURING AND NON-DESTRUCTIVE MATERIAL TESTING ON INSTALLED PIPELINES |
| RU2191322C1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-20 | Дозоров Том Анатольевич | Device for detection of unauthorized withdrawal of transmission products from pipe line |
| RU2301941C1 (en) * | 2006-01-12 | 2007-06-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of detecting defects of pipelines |
| RU2379579C1 (en) * | 2008-06-09 | 2010-01-20 | Азат Адильшаевич Абдулаев | Method of flow location of pipeline and unauthorised breakouts in pipeline and device for its implementation |
-
2014
- 2014-02-11 RU RU2014105236/02A patent/RU2572907C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2048496A (en) * | 1979-02-28 | 1980-12-10 | British Gas Corp | Pipe inspection apparatus |
| DE3626646A1 (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-18 | Pipetronix Gmbh | DEVICE FOR MEASURING AND NON-DESTRUCTIVE MATERIAL TESTING ON INSTALLED PIPELINES |
| RU2191322C1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-20 | Дозоров Том Анатольевич | Device for detection of unauthorized withdrawal of transmission products from pipe line |
| RU2301941C1 (en) * | 2006-01-12 | 2007-06-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of detecting defects of pipelines |
| RU2379579C1 (en) * | 2008-06-09 | 2010-01-20 | Азат Адильшаевич Абдулаев | Method of flow location of pipeline and unauthorised breakouts in pipeline and device for its implementation |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742631C2 (en) * | 2019-01-29 | 2021-02-09 | Лилия Халитовна Фаизова | Method of detecting defects of pipeline and tie-ins into pipeline and device for its implementation |
| RU2718711C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-04-14 | Леонтий Рустемович Григорьян | Method of diagnosing insulating coating defects of pipelines |
| RU2745048C1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-03-18 | Акционерное общество "Газпром газораспределение" | Method of determining position of polyethylene gas line and places of possible unauthorized tie-ins |
| RU2743605C1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method for determining horizontal-height position coordinates of underground pipeline axis |
| RU2751271C1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-07-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method for detecting unsanctioned tie-ins in a pipeline and apparatus for implementation thereof |
| RU2741177C1 (en) * | 2020-07-22 | 2021-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" | Method of detection of unauthorized tie-ins to underground pipeline |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014105236A (en) | 2015-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2572907C2 (en) | Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation | |
| CN107907455B (en) | Magnetic induction particle detection device and concentration detection method | |
| RU2379579C1 (en) | Method of flow location of pipeline and unauthorised breakouts in pipeline and device for its implementation | |
| US20100102809A1 (en) | Differential gradiometric magnetometer, system and method of use | |
| RU88453U1 (en) | INSTRUMENT COMPLEX FOR NON-CONTACT DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES M-1 | |
| RU2716864C1 (en) | System for determining position of pipelines | |
| RU2525462C1 (en) | Device to diagnose technical condition of metal pipes | |
| GB2310042A (en) | Casing joint locator and counter | |
| RU2568808C2 (en) | Method and device for contactless diagnostics of technical condition of underground pipelines | |
| CN104833720B (en) | The method of single coil electromagnetism Resonance detector metallic conduit damage | |
| CN103196991B (en) | The all standing transient electromagnetic detection method of the metal erosion of continuous diagnosis body and defect | |
| WO2008057352A2 (en) | Magnetic flux leakage system and method | |
| WO2014189943A1 (en) | Method and system for tracking movement trajectory of a pipeline tool | |
| JP2939334B2 (en) | Sub-audio low-frequency magnetometer | |
| Larocca et al. | First steps using two GPS satellites for monitoring the dynamic behavior of a small concrete highway bridge | |
| RU2504763C1 (en) | Method and device for diagnostics of technical state of underground pipelines | |
| RU2328020C2 (en) | Integrated process of non-metal pipe and pipe flaw detection | |
| RU2510500C1 (en) | Method and device for diagnostics of buried pipeline | |
| CN113138421B (en) | Buried depth and trend detection method for buried metal pipeline | |
| US5423223A (en) | Fatigue detection in steel using squid magnetometry | |
| RU86316U1 (en) | MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR MONITORING UNDERGROUND METAL PIPELINES | |
| RU2742631C2 (en) | Method of detecting defects of pipeline and tie-ins into pipeline and device for its implementation | |
| RU2280810C1 (en) | Intrapipe cutting-in detector | |
| Nikolaev et al. | Estimate of the Ratio of the Data and Background Signals in Detecting the Magnetic Fields of Surface Defects by Magnetic Measurement Transducers | |
| RU2181460C1 (en) | Foreign matter-in-pipe line detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160212 |