RU2594397C1 - Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor - Google Patents
Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594397C1 RU2594397C1 RU2015122330/06A RU2015122330A RU2594397C1 RU 2594397 C1 RU2594397 C1 RU 2594397C1 RU 2015122330/06 A RU2015122330/06 A RU 2015122330/06A RU 2015122330 A RU2015122330 A RU 2015122330A RU 2594397 C1 RU2594397 C1 RU 2594397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- oxygen
- section
- deposits
- gamma
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения наличия отложений в линейных участках трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока.The invention relates to measuring technique and can be used to determine the presence of deposits in the linear sections of the pipe constant flow area when pumping oxygen-containing stream.
Известен способ определения засоренности нефтепровода [а.с. СССР №932097, МПК F17D 3/00, «Способ определения засоренности нефтепровода»]. Способ основывается на облучении стенки трубопровода с отложениями расходящимся ограниченным потоком от радиоактивного источника, расположенного на устройстве внутри нефтепровода. С внешней стороны нефтепровода располагается регистратор и толщину отложений рассчитывают по формуле, учитывающей рассеяние излучения на слое отложений.A known method for determining the clogging of the pipeline [and.with. USSR No. 932097, IPC F17D 3/00, "Method for determining the clogging of the pipeline"]. The method is based on the irradiation of the pipeline wall with deposits diverging limited flow from a radioactive source located on the device inside the pipeline. A recorder is located on the outside of the pipeline and the thickness of the deposits is calculated using a formula that takes into account the scattering of radiation on the layer of deposits.
Недостатком способа является необходимость остановки транспорта продукции по нефтепроводу для запуска устройства внутрь.The disadvantage of this method is the need to stop the transport of products through the pipeline to start the device inside.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ определения объема отложений в трубопроводе [патент РФ №2445545, МПК F17D 3/00, «Способ определения объема отложений в трубопроводе»]. Способ определения объема отложений, находящихся в адгезивной форме в действующем трубопроводе, основан на использовании обратной зависимости между скоростью потока жидкости в трубопроводе и площадью проходного сечения трубопровода при неизменном расходе жидкости. Способ определения объема отложений в трубопроводе заключается в заполнении трубопровода однородной жидкостью без газа и организации движения такой жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом. Одновременно с этим в точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, переносным прибором определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, а объем отложений в трубопроводе определяют по формуле.Closest to the proposed technical solution is a method for determining the volume of deposits in the pipeline [RF patent No. 2445545, IPC
Недостатком данного способа является необходимость прерывания транспорта продукции по трубе для замены транспортируемой жидкости на специальную гомогенную, прокачиваемую с четко задаваемыми параметрами.The disadvantage of this method is the need to interrupt the transport of products through the pipe to replace the transported fluid with a special homogeneous pumped with clearly defined parameters.
Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно обеспечении обнаружения мест отложений во время эксплуатации трубы.The objective of the invention is to eliminate this drawback, namely, the detection of places of deposits during operation of the pipe.
Для исключения указанного недостатка в способе определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока, включающем облучение кислородосодержащего потока, предлагается:To eliminate this drawback in the method for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe with a constant flow area when pumping an oxygen-containing stream, including irradiation of an oxygen-containing stream, it is proposed:
- создавать радиоактивную метку в кислородосодержащем потоке облучением быстрыми нейтронами в импульсном режиме;- create a radioactive label in an oxygen-containing stream by irradiation with fast neutrons in a pulsed mode;
- регистрировать гамма-кванты;- register gamma rays;
- анализировать спектр на наличие энергетического пика гамма-квантов с энергией 6,13±0,62 МэВ от кислорода;- analyze the spectrum for the presence of an energy peak of gamma rays with an energy of 6.13 ± 0.62 MeV from oxygen;
- определять время переноса метки как разницу моментов начала облучения и начала регистрации гамма-квантов от метки;- determine the transfer time of the label as the difference between the moments of the beginning of irradiation and the beginning of the registration of gamma rays from the label;
- измерять время переноса на последовательно расположенных равных по длине частях исследуемого участка трубы;- measure the transfer time on successive equal parts of the pipe section being studied;
- определять наличие отложений на участке, соответствующем минимальному времени переноса метки.- determine the presence of deposits in the area corresponding to the minimum transfer time labels.
Сущность способа определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока заключается в следующем.The essence of the method for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe with a constant flow area when pumping an oxygen-containing stream is as follows.
Кислородосодержащий поток, проходящий в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения, облучают быстрыми нейтронами в импульсном режиме. В результате активации кислорода быстрыми нейтронами в потоке создается радиоактивная метка.An oxygen-containing stream passing in the cavity of a linear section of a pipe of constant flow cross section is irradiated with fast neutrons in a pulsed mode. As a result of the activation of oxygen by fast neutrons, a radioactive label is created in the stream.
Активация ядер кислорода-16 (99,762% в природной смеси) быстрыми нейтронами в реакции 16O(n, p)16N приводит к образованию азота-16, имеющего период полураспада Т1/2=7,1 секунды. В результате бета-распада ядер азота-16 образуются возбужденные ядра кислорода-16, которые снимают возбуждение, испуская гамма-кванты (вероятность 69%) с энергией 6,13 МэВ.Activation of oxygen-16 nuclei (99.762% in the natural mixture) by fast neutrons in the 16 O (n, p) 16 N reaction leads to the formation of nitrogen-16, which has a half-life of T 1/2 = 7.1 seconds. As a result of beta decay of nitrogen-16 nuclei, excited oxygen-16 nuclei are formed, which remove the excitation by emitting gamma rays (probability 69%) with an energy of 6.13 MeV.
Используют комплекс анализа данных 4 для обнаружения в спектре гамма-квантов энергетического пика с энергией 6,13±0,62 МэВ (10% точность определения энергии) от кислорода.A
Определяют время переноса метки как разницу моментов начала облучения и начала регистрации гамма-квантов от метки. Измеряют время переноса на последовательно расположенных равных по длине частях исследуемого участка трубы.The label transfer time is determined as the difference between the moments of the beginning of irradiation and the beginning of registration of gamma rays from the label. Measure the transfer time on sequentially arranged equal in length parts of the investigated pipe section.
Определяют наличие отложений на участке, соответствующем минимальному времени переноса метки.Determine the presence of deposits in the area corresponding to the minimum transfer time labels.
Пример конкретного использования способаAn example of a specific use of the method
Длительность облучения составила 10 секунд. Измерение спектра гамма-квантов проводилось с помощью блока детектирования гамма-квантов 1 в течение 20 секунд с начала момента облучения быстрыми нейтронами из импульсного источника быстрых нейтронов 2. Таким образом, на одно определение наличия отложений (облучение + измерение) требуется 20 секунд. Облучение производилось быстрыми нейтронами с энергией 14 МэВ. Поток нейтронов составлял 108 нейтрон·секунду-1. При анализе в спектре гамма-квантов с помощью комплекса анализа данных 4 был выделен пик с вершиной 6,14 МэВ.The exposure time was 10 seconds. The gamma-ray spectrum was measured using the gamma-ray detection unit 1 for 20 seconds from the beginning of the moment of irradiation with fast neutrons from a pulsed source of
В роли целевой трубы 6 в экспериментах использовался участок трубы внутренним диаметром 165 мм толщиной стенки 6 мм с размещенным на дне отложением песка массой 100 г, явившейся причиной сужения 5. В качестве кислородосодержащего потока использован поток воды.As the
Место отложения определено с точностью ±10%, что подтверждает применимость предложенного технического решения для определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока без прекращения эксплуатации трубопровода.The deposition site was determined with an accuracy of ± 10%, which confirms the applicability of the proposed technical solution for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe of constant flow cross-section when pumping an oxygen-containing stream without stopping the operation of the pipeline.
Устройство для реализации рассмотренного способа приведено далее.A device for implementing the method described below.
Известно устройство определения засоренности нефтепровода [а.с. СССР №932097, МПК F17D 3/00, «Способ определения засоренности нефтепровода»]. Устройство определения засоренности трубопровода содержит радиоактивный источник, размещенный на пружинных держателях перемещаемого внутри трубопровода средства. В месте измерения средство останавливают и на внешнюю сторону трубопровода накладывают регистратор.A device for determining the clogging of an oil pipeline [a.s. USSR No. 932097, IPC F17D 3/00, "Method for determining the clogging of the pipeline"]. The device for determining the contamination of the pipeline contains a radioactive source located on the spring holders of the means moved inside the pipeline. At the measurement site, the tool is stopped and a recorder is placed on the outside of the pipeline.
Недостатком известного технического решения является подверженность радиоактивного источника загрязнению отложениями из-за постоянного механического контакта с ними при перемещении внутри трубопровода.A disadvantage of the known technical solution is the exposure of the radioactive source to contamination by deposits due to constant mechanical contact with them when moving inside the pipeline.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство определения объема отложений в трубопроводе [патент РФ №2445545, МПК F17D 3/00, «Способ определения объема отложений в трубопроводе»]. Устройство определения объема отложений в трубопроводе содержит ультразвуковые расходомеры для определения скорости движения жидкости по трубопроводу, облучающие трубопровод ультразвуком.Closest to the proposed technical solution is a device for determining the volume of deposits in the pipeline [RF patent No. 2445545, IPC
Недостатком данного устройства является невозможность проведения измерений через изоляцию трубы (без доступа к металлу стенки трубы).The disadvantage of this device is the impossibility of taking measurements through the pipe insulation (without access to the pipe wall metal).
Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно в обеспечении возможности измерения скорости потока жидкости в трубопроводе без снятия изоляции с него.The objective of the invention is to eliminate this drawback, namely, in providing the ability to measure the flow rate of a liquid in a pipeline without stripping it.
Для исключения указанного недостатка в устройстве определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока, включающем устройство облучения, предлагается:To eliminate this drawback in the device for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe of constant flow cross section when pumping an oxygen-containing stream, including an irradiation device, it is proposed:
- в качестве устройства облучения использовать расположенный вверх по потоку вне трубы импульсный источник быстрых нейтронов;- use a pulsed source of fast neutrons located upstream of the outside of the tube as an irradiation device;
- блок детектирования гамма-квантов располагать вниз по потоку вне трубы и для передачи данных подключить к нему комплекс анализа данных;- place the gamma-ray detection unit downstream outside the pipe and connect a data analysis complex to it for data transmission;
- блок детектирования гамма-квантов, импульсный источник быстрых нейтронов и комплекс анализа данных подключить к источникам электропитания.- a gamma-ray detection unit, a pulsed source of fast neutrons and a data analysis complex should be connected to power sources.
Блок-схема одного из вариантов исполнения устройства представлена на фигуре 1, где приняты следующие позиционные обозначения: 1 - блок детектирования гамма-квантов, 2 - импульсный источник быстрых нейтронов, 3 - источники электропитания, 4 - комплекс анализа данных, 5 - причина сужения, 6 - труба.A block diagram of one embodiment of the device is presented in figure 1, where the following reference designations are adopted: 1 - gamma-ray detection unit, 2 - pulsed fast neutron source, 3 - power sources, 4 - data analysis complex, 5 - narrowing reason, 6 - pipe.
Сущность устройства для определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока состоит в следующем.The essence of the device for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe with a constant flow area when pumping an oxygen-containing stream is as follows.
Устройство включает импульсный источник быстрых нейтронов 2, блок детектирования гамма-квантов 1, комплекс анализа данных 4 и источники электропитания 3.The device includes a pulsed source of
Импульсный источник быстрых нейтронов 2 расположен вверх по потоку вне трубы 6.A pulsed source of
Блок детектирования гамма-квантов 1 расположен вниз по потоку вне трубы 6 и подключен к комплексу анализа данных 4.The gamma-ray detection unit 1 is located downstream of the
Блок детектирования гамма-квантов 1, импульсный источник быстрых нейтронов 2 и комплекс анализа данных 4 подключены к источникам электропитания 3. В качестве источников электропитания 3 может использоваться электрическая сеть 220 В, а для мобильного исполнения - аккумулятор.The gamma-ray detection unit 1, the pulsed
Пример конкретного устройства.An example of a specific device.
В качестве блока детектирования гамма-квантов 1 выбран сцинтиблок СНБ.08 - цилиндр кристалла NaJ(Tl) (⌀ 150 мм, высота 100 мм), смонтированный на ФЭУ-173.The scintiblock SNB.08 was chosen as the gamma-ray detection unit 1 — NaJ (Tl) crystal cylinder (⌀ 150 mm, height 100 mm) mounted on a PMT-173.
Рабочее напряжение 880 В. В качестве импульсного источника быстрых нейтронов 2 использован нейтронный генератор (дейтрон по тритию). Поток нейтронов - 108 нейтрон/с. Энергия нейтронов - 14 МэВ. В качестве комплекса анализа данных 4 использован персональный компьютер с АЦП (USB) и комплектом программ. В качестве источников электропитания 3 использовалась сеть 220 В.The operating voltage is 880 V. A neutron generator (tritium deuteron) is used as a pulsed source of
Задача измерения скорости потока жидкости в трубопроводе без снятия изоляции с него решается благодаря выбору импульсного источника быстрых нейтронов 2 в качестве источника облучения.The problem of measuring the flow rate of a liquid in a pipeline without stripping it is solved by choosing a pulsed
Вопрос применения предложенного устройства рассмотрен выше в примере конкретного исполнения способа определения наличия отложений в полости линейного участка трубы постоянного проходного сечения при прокачке кислородосодержащего потока. Там же представлены режимные параметры использования устройства. Результат применения устройства показан на фигуре 2.The question of the application of the proposed device is discussed above in the example of a specific embodiment of the method for determining the presence of deposits in the cavity of a linear section of a pipe of constant flow cross section when pumping an oxygen-containing stream. The mode parameters for using the device are also presented there. The result of using the device is shown in figure 2.
Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик устройства, а именно обеспечение обнаружения мест отложений без остановки эксплуатации трубы и без снятия изоляции с нее.The technical result is an increase in the operational characteristics of the device, namely, the provision of detection of places of deposits without stopping the operation of the pipe and without removing insulation from it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122330/06A RU2594397C1 (en) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122330/06A RU2594397C1 (en) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594397C1 true RU2594397C1 (en) | 2016-08-20 |
Family
ID=56697154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122330/06A RU2594397C1 (en) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594397C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110410677A (en) * | 2019-06-18 | 2019-11-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | A kind of online fouling evaluating apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU293498A1 (en) * | 1969-10-17 | 1982-02-28 | В. Л. Алексеев, Р. Г. Гамбар В. Л. Гур чов, Б. П. Таланов , С. Штань | Apparatus for neutron astivation analysis of substance composition |
SU932097A1 (en) * | 1980-04-22 | 1982-05-30 | Управление Магистральных Нефтепроводов Центральной Сибири | Method of determining pipeline blockage |
US4912332A (en) * | 1988-06-03 | 1990-03-27 | Research And Development Institute, Inc. At Montana State University | Non-destructive methods for detecting organic deposits and removing them |
RU2445545C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-03-20 | Артур Маратович Галимов | Method for determining pipeline deposit volume |
-
2015
- 2015-06-10 RU RU2015122330/06A patent/RU2594397C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU293498A1 (en) * | 1969-10-17 | 1982-02-28 | В. Л. Алексеев, Р. Г. Гамбар В. Л. Гур чов, Б. П. Таланов , С. Штань | Apparatus for neutron astivation analysis of substance composition |
SU932097A1 (en) * | 1980-04-22 | 1982-05-30 | Управление Магистральных Нефтепроводов Центральной Сибири | Method of determining pipeline blockage |
US4912332A (en) * | 1988-06-03 | 1990-03-27 | Research And Development Institute, Inc. At Montana State University | Non-destructive methods for detecting organic deposits and removing them |
RU2445545C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-03-20 | Артур Маратович Галимов | Method for determining pipeline deposit volume |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110410677A (en) * | 2019-06-18 | 2019-11-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | A kind of online fouling evaluating apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2533758C2 (en) | Device and method for measurement of multiphase fluid flow | |
RU2007123032A (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE PART OF THE PHASE OF A FLUID USING X-RAY RAYS | |
RU2007103301A (en) | DETERMINATION OF THE FLUID FLOW SPEED IN A WELL BORE BY A PULSE IRRADIATION METHOD | |
BRPI0719574A2 (en) | METHOD, APPARATUS, SYSTEM AND COMPUTER-READY MEMORY | |
WO2009135391A1 (en) | A method and system for determining the constituent content of a multiphase fluid | |
RU2594397C1 (en) | Method of detecting deposits in cavity of linear section of pipe of constant flow section when pumping oxygen-containing flow and device therefor | |
Hanus et al. | Application of ANN and PCA to two-phase flow evaluation using radioisotopes | |
US20140093037A1 (en) | Measuring a Flow-Rate and Composition of a Multi-Phase Fluid Mixture | |
Jakobsen | Commissioning of the Absolute Luminosity For ATLAS detector at the LHC | |
RU2530460C1 (en) | Multiphase liquid analyser | |
Hanus et al. | Radioisotpe measurement of two-phase flow in pipeline using conditional averaging of signal | |
Proskuryakov et al. | Nondestructive techniques to control the quality and quantity of oil flows | |
Wang et al. | Monte carlo simulation of in situ gamma-spectra recorded by NaI (Tl) detector in the marine environment | |
Zych et al. | Application of spectral analysis in radiometric measurements of twophase liquid-gas flow | |
Zych et al. | Application of gamma densitometry and statistical signal analysis to gas phase velocity measurements in pipeline hydrotransport | |
JP2010175362A (en) | Moisture detecting method and apparatus | |
RU2379657C1 (en) | X-ray-fluorescence analyzer of gas-fluid flow component composition and component-by-component flow rate | |
Kopteva et al. | Development of methods for determining the relative weight of physical factors in pipeline paraffinization | |
RU2594116C1 (en) | Method of determining weight silicate deposits per unit length of channel and device therefor | |
Petryka et al. | Application of the cross-correlation method to determine solid and liquid velocities during flow in a vertical pipeline | |
Petryka et al. | Radioisotope method of compound flow analysis | |
RU2530459C1 (en) | Multiphase liquid monitor | |
RU2530453C1 (en) | Multiphase liquid monitor | |
RU76127U1 (en) | X-RAY ANALYZER OF COMPONENT COMPOSITION AND COMPONENT EXPENDITURE OF GAS-FLUID FLOW | |
RU2575143C1 (en) | Method to detect thickness of salt deposit contaminated with radionuclides of natural origin, on inner surfaces of pipelines of oil and gas production marine platforms |