RU2631228C1 - Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator - Google Patents

Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator Download PDF

Info

Publication number
RU2631228C1
RU2631228C1 RU2016142568A RU2016142568A RU2631228C1 RU 2631228 C1 RU2631228 C1 RU 2631228C1 RU 2016142568 A RU2016142568 A RU 2016142568A RU 2016142568 A RU2016142568 A RU 2016142568A RU 2631228 C1 RU2631228 C1 RU 2631228C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
echo
determined
distance
source
Prior art date
Application number
RU2016142568A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Тимошенков
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2016142568A priority Critical patent/RU2631228C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631228C1 publication Critical patent/RU2631228C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: method of measuring the volume of the outflow gas from the pipe of the underwater gas pipeline by the hydrolocator contains the radiation of the probing signal, the reception of the echo signal, the distance measurement, an echo is detected that exceeds the threshold in each channel, the time of the beginning and the time of the end of the echo in each spatial channel are determined, the channel with the maximum delay time and the corresponding minimum delay time is chosen, the distance at the end of the echo is calculated, the distance of the beginning of the bottom reverberation is determined, the depth of the bottom is determined with the help of the echo sounder, the angular position of the source of the gas leak is determined, the depth of immersion of the source of the gas leak is determined, and the volume of the outflow gas from the underwater gas pipeline is calculated from the obtained data.
EFFECT: ensuring the detection and classification of the gas leakage source of the underwater gas pipeline, locating the gas leakage object and determining the volume of the outflow gas.
2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области гидролокации и предназначено для измерения объема вытекающего газа из газопровода гидролокатором.The present invention relates to the field of sonar and is intended to measure the volume of outgoing gas from a gas pipeline by sonar.

В настоящее время большое распространение получили газопроводы, которые прокладываются на больших расстояниях под водой. Они могут располагаться как по дну морей, так и в подводном положении в плавучем состоянии на некоторой глубине. В процессе эксплуатации возникают ситуации, которые могут нарушить уплотнение между трубами, что приведет к образованию отверстия, из которого будет происходить утечка газа. Обнаружить утечку газа можно по снижению давления в магистрали. Однако это не всегда возможно, поскольку давление в системе зависит от потребления, которое практически всегда является случайным и зависит от случайности включения и отключения источников потребления. Обнаружить утечку газа с поверхности воды затруднительно, поскольку на поверхности моря будут наблюдаться газовые пузыри, характер которых будет маскироваться волнующейся водной массой. Обнаружить утечку газа можно и с использованием многолучевых эхолотов, которые работают непосредственно по дну и по известному местоположению газового трубопровода. (А.В. Богородский, Д.Б. Островский «Гидроакустические навигационные и поисково-исследовательские средства», СПб., 2009 г. Изд. «ЛЭТИ», стр. 89-113), однако это требует точного знания положения трубопровода на дне, что связано с большими предварительными работами. Можно использовать гидролокаторы бокового обзора типа «Гидра» (Скнаря А.В., Трусилов В.Т., Седов М.В. Применение гидролокаторов бокового обзора для решения задач безопасности судоходства и экологического мониторинга. Специальная техника, №2, 2003 г.). Как правило, эти гидролокаторы являются буксируемыми и имеют дистанцию обнаружения порядка сотен метров, что также ограничивает возможности мониторинга состояния трубопроводов.Currently, gas pipelines, which are laid at great distances under water, are widely used. They can be located both on the bottom of the seas, and in underwater position in a floating state at a certain depth. During operation, situations arise that can break the seal between the pipes, which will lead to the formation of an opening from which gas leakage will occur. A gas leak can be detected by reducing the pressure in the line. However, this is not always possible, since the pressure in the system depends on consumption, which is almost always random and depends on the randomness of switching on and off the sources of consumption. It is difficult to detect a gas leak from the surface of the water, since gas bubbles will be observed on the surface of the sea, the nature of which will be masked by the vibrating water mass. Gas leaks can also be detected using multi-beam echo sounders that work directly along the bottom and at the known location of the gas pipeline. (A.V. Bogorodsky, DB Ostrovsky “Hydroacoustic navigation and search and research means”, St. Petersburg, 2009. “LETI”, p. 89-113), but this requires accurate knowledge of the position of the pipeline at the bottom due to the large preliminary work. You can use side-scan sonars of the Hydra type (Sknarya A.V., Trusilov V.T., Sedov M.V. Use of side-scan sonars for solving the problems of shipping safety and environmental monitoring. Special equipment, No. 2, 2003) . Typically, these sonars are towed and have a detection distance of the order of hundreds of meters, which also limits the ability to monitor the status of pipelines.

Наиболее близким аналогом, к предложенному техническому решению, является патент РФ №2527136 на «Способ измерения глубины погружения объекта гидролокатором», который определяет местоположение источника газовой течи. Способ содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхо-сигнала статическим веером характеристик направленности, многоканальную обработку по всем каналам, в которых обнаружен эхо-сигнал, превысивший порог в каждом канале, определение момента времени начала эхо-сигнала Тмин и момент времени окончания эхо-сигнала

Figure 00000001
, определение дистанции начала эхо-сигнала
Figure 00000002
определение дистанции до окончания эхо-сигнала
Figure 00000003
, и определение глубины местоположения начала эхо-сигнала по формуле
Figure 00000004
, где Н - глубина местоположения начала газовой пелены, С - скорость распространения звука в районе работы.The closest analogue to the proposed technical solution is RF patent No. 2527136 on "A method for measuring the depth of immersion of an object with a sonar", which determines the location of the source of a gas leak. The method comprises emitting a probe signal, receiving an echo signal with a static fan of directivity characteristics, multi-channel processing on all channels in which an echo signal is found that has exceeded the threshold in each channel, determining an epoch start time T min and an echo end time
Figure 00000001
, determining the distance of the beginning of the echo
Figure 00000002
determination of the distance to the end of the echo
Figure 00000003
, and determining the depth of the location of the beginning of the echo signal according to the formula
Figure 00000004
where H is the depth of the location of the beginning of the gas sheet, C is the speed of sound propagation in the area of work.

Недостатком этого способа является невозможность определения объема вытекающего газа. Это связано с тем, что газовое облако, поднимаясь вверх, расширяется и образует в пространстве конус, верхняя граница которого определяется глубиной погружения источника газовой течи и скоростью истекания газа.The disadvantage of this method is the inability to determine the volume of the outgoing gas. This is due to the fact that the gas cloud, rising upward, expands and forms a cone in space, the upper boundary of which is determined by the immersion depth of the gas leak source and the gas outflow rate.

Задачей изобретения является получение полной информации о параметрах газовой течи.The objective of the invention is to obtain complete information about the parameters of a gas leak.

Технический результат предлагаемого способа заключается в определении объема выходящего газа и определения параметров вертикально распределенной пелены пузырей.The technical result of the proposed method is to determine the volume of the outgoing gas and determine the parameters of the vertically distributed veil of bubbles.

Для обеспечения указанного технического результата в известный способ измерения глубины погружения объекта, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием эхо-сигнала от газовой течи в трубопроводе многоканальной антенной со статическим веером характеристик направленности и измерение дистанции до газовой течи, обнаружении эхо-сигналов, превысивших порог в каждом канале, определение минимального момента времени начала эхо-сигнала от пелены пузырей Тмин и момента времени конечного положения эхо-сигнала

Figure 00000005
, эхо-сигнала в каждом канале, выбор канала с максимальным временем задержки Тмакс, выбор канала с минимальным временем задержки Тмин, вычисление дистанции по началу эхо-сигнала от пелены пузырей
Figure 00000006
, вычисление дистанции по окончанию эхо-сигнала от пелены пузырей
Figure 00000007
, введены новые признаки, а именно определяют дистанцию до начала отражения от дна (донной реверберации) Древ в пространственном канале с максимальным временем задержки Тмакс, определяют глубину дна с помощью эхолота Ндна, определяют угловое положение источника газовой течи
Figure 00000008
, определяют глубину погружения источника газовой течи как Нист=ДконcosQ°, определяют горизонтальное расстояния до источника газовой течи Дгор=ДконsinQ°, определяют радиус каверны газовой течи на поверхности Rкав=Дгор-Дмин, а объем вытекающего газа из источника определяем по формуле:To ensure the specified technical result in a known method of measuring the depth of immersion of an object containing radiation of a sounding signal, receiving an echo signal from a gas leak in a pipeline with a multi-channel antenna with a static fan of directivity characteristics and measuring the distance to a gas leak, detecting echo signals that exceed the threshold in each channel, the determination of the minimum time of the beginning of the echo from the veil of bubbles T min and the time of the final position of the echo
Figure 00000005
, the echo signal in each channel, the choice of the channel with the maximum delay time T max , the choice of the channel with the minimum delay time T min , the calculation of the distance at the beginning of the echo from the veil of bubbles
Figure 00000006
calculating the distance at the end of the echo from the veil of bubbles
Figure 00000007
Enter new features, namely, the distance is determined prior to reflection from the bottom (bottom reverberation) A roar in a spatial channel with a maximum delay time T max is determined via the bottom depth sounder H bottom determine the angular position of the leak source of the gas
Figure 00000008
Determine the source of gas leak immersion depth as H ist = E con cosQ °, determine the horizontal distance from the source of gas leak D = D con hot sinQ °, the radius of the cavity define the gas leak on the surface R A hot Kav = -D m and the volume of effluent gas from the source is determined by the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

Поясним достижение указанного технического результата и существо предлагаемого технического решения.Let us explain the achievement of the specified technical result and the essence of the proposed technical solution.

При нарушении герметичности трубопровода происходит выход газа, который образует пелену пузырей. При работе гидролокатора можно будет получить эхо-сигнал от пелены пузырей, образующейся при движении пузырей с глубины на поверхность. Такой отражатель имеет хорошо развитую вертикальную структуру, поскольку пузыри поднимаются вертикально вверх и увеличиваются в объеме, что приводит к расширению газового облака у поверхности. Поскольку этот объект имеет большую протяженность в вертикальной и горизонтальной плоскости, то имеется возможность оценить объем вытекающего газа из газопровода с использованием гидролокатора на значительном расстоянии.If the pipeline is not tight, gas escapes, which forms a veil of bubbles. When the sonar is working, it will be possible to receive an echo signal from a veil of bubbles formed during the movement of bubbles from depth to surface. Such a reflector has a well-developed vertical structure, since the bubbles rise vertically and increase in volume, which leads to the expansion of the gas cloud at the surface. Since this object has a large length in the vertical and horizontal plane, it is possible to estimate the volume of gas flowing out of the pipeline using a sonar at a considerable distance.

В монографии «Физические основы подводной акустики» под ред. Мясищева В.И., изд. Сов. радио, М., 1955 г., стр. 604, рассмотрены вопросы отражения акустической энергии от отдельных пузырей и от пелены пузырей. Размеры пузырей зависят от глубины их нахождения, поскольку давление в месте установки газопровода большое, то и диаметр пузыря будет маленьким, так как он будет сжат гидростатическим давлением и пространственная протяженность пелены пузырей будет мала. По мере всплытия диаметр пузыря будет увеличиваться, и размеры пузырькового облака также будут увеличиваться по пространству.In the monograph “Physical foundations of underwater acoustics”, ed. Myasishcheva V.I., ed. Owls radio, Moscow, 1955, p. 604, questions of reflection of acoustic energy from individual bubbles and from a veil of bubbles are considered. The size of the bubbles depends on the depth of their location, since the pressure at the gas pipeline installation site is large, then the diameter of the bubble will be small, as it will be compressed by hydrostatic pressure and the spatial extent of the bubble sheet will be small. As you ascend, the diameter of the bubble will increase, and the size of the bubble cloud will also increase in space.

В нашем случае следует исходить из нескольких очевидных предпосылок: источник выхода газа находится на трубе, газ поднимается только вверх и объем его увеличивается вследствие расширения вплоть до поверхности, поэтому газовая пелена расположена вертикально, при подъеме пузырей их размер увеличивается. Для обнаружения и классификации пелены пузырей необходимо использовать обычный гидролокатор, содержащий приемную и излучающую антенну, коммутатор, генератор зондирующего сигнала и антенну со статическим веером характеристик направленности при приеме. Поскольку зондирующий сигнал распространяется в водной среде по сферическому закону, то при излучении зондирующего сигнала с надводного корабля в горизонтальном направлении акустическая энергия будет распространяться, расширяясь в выбранном направлении. На фиг. 1 представлена схема измерений, которая позволяет определить объем вытекающего газа. Первый эхо-сигнал придет от той части пелены пузырей, которая, расширяясь, уже достигла поверхности, и расстояние до пелены является минимальным

Figure 00000010
, поскольку ширина пелены пузырей у поверхности максимальная. Последний эхо-сигнал придет от той части пелены пузырей, которая находится в начале выхода из трубопровода
Figure 00000011
, что соответствует максимальному времени распространения. Поскольку глубина трубопровода может быть значительной, то и пелена пузырей, расширяясь вертикально вверх, будет создавать значительный объем, который принимает форму, близкую к конусу. Известно, что объем конуса определяется выражением V=3,14(R2h)/3, где R - радиус основания конуса, a h - высота конуса. Поскольку отношение 3,14\3=1,04, то при тех ошибках измерения, которые имеет гидролокатор, это отношение можно принять равное 1. Высота конуса определяется глубиной погружения трубы Н. Радиус конуса определяется радиусом газовой каверны на поверхности
Figure 00000012
, где
Figure 00000013
- горизонтальное положение источника газовой течи, которое необходимо определить. Зондирующий сигнал распространяется по сферическому закону и после отражения от пелены пузырей под углом Q°, исходящей из трубы при
Figure 00000014
Можно воспользоваться положением пространственного канала, но в этом случае погрешность будет больше. После эхо-сигнала Дкон наблюдается увеличение уровня эхо-сигнала, что соответствует началу донной реверберации и может быть измерена дистанция до начала реверберации
Figure 00000015
. Для определения угла Q° воспользуемся измерениями глубины до дна Ндна в месте расположения гидролокатора, которую можно определить с использованием стандартных гидролокаторов-эхолотов. Это известные устройства, которые используются на всех современных кораблях. (А.В. Богородский, Д.Б. Островский «Гидроакустические навигационные и поисково-исследовательские средства». СПб. 2009 г. Изд. «ЛЭТИ», стр. 192.)In our case, one should proceed from several obvious premises: the source of gas output is located on the pipe, the gas rises only upward and its volume increases due to expansion up to the surface, therefore the gas sheet is located vertically, and when the bubbles rise, their size increases. To detect and classify the bubble veil, it is necessary to use a conventional sonar containing a receiving and emitting antenna, a switch, a probe signal generator and an antenna with a static fan of directional characteristics during reception. Since the probe signal propagates in an aqueous medium according to a spherical law, when a probe signal is emitted from a surface ship in the horizontal direction, acoustic energy will propagate, expanding in the selected direction. In FIG. 1 shows a measurement scheme that allows you to determine the volume of gas escaping. The first echo will come from that part of the veil of bubbles, which, expanding, has already reached the surface, and the distance to the veil is minimal
Figure 00000010
, since the width of the veil of bubbles near the surface is maximum. The last echo will come from the part of the veil of bubbles that is at the beginning of the exit from the pipeline
Figure 00000011
, which corresponds to the maximum propagation time. Since the depth of the pipeline can be significant, the veil of bubbles, expanding vertically upwards, will create a significant volume, which takes the form close to a cone. It is known that the volume of the cone is determined by the expression V = 3.14 (R 2 h) / 3, where R is the radius of the base of the cone, ah is the height of the cone. Since the ratio is 3.14 \ 3 = 1.04, then for those measurement errors that the sonar has, this ratio can be taken to be 1. The height of the cone is determined by the immersion depth of the pipe N. The radius of the cone is determined by the radius of the gas cavity on the surface
Figure 00000012
where
Figure 00000013
- the horizontal position of the gas leak source, which must be determined. The probe signal propagates according to the spherical law and after reflection from the veil of bubbles at an angle Q °, emanating from the pipe at
Figure 00000014
You can use the position of the spatial channel, but in this case the error will be greater. After the echo signal D con , an increase in the level of the echo signal is observed, which corresponds to the beginning of the bottom reverb and the distance to the beginning of the reverb can be measured
Figure 00000015
. To determine the angle Q °, we will use depth measurements to the bottom H of the bottom at the location of the sonar, which can be determined using standard sonar sonar. These are well-known devices that are used on all modern ships. (A.V. Bogorodsky, D. B. Ostrovsky, “Hydroacoustic navigation and search and research tools.” St. Petersburg, 2009. Published by LETI, p. 192.)

Имея оценку Древ и Ндна, определяется sinQ°, под которым находится источник газовой течи

Figure 00000016
После этого может быть определена глубина Нист положения источника газовой течи и горизонтальная дистанция положения газовой течи
Figure 00000017
Глубина источника газовой течи будет равна
Figure 00000018
И тогда горизонтальная дистанция положения источника газовой течи
Figure 00000019
. Радиус конуса газовой каверны может быть определен как
Figure 00000020
. После всех преобразований объем газовой каверны можно определить какHaving an estimate of D roar and N bottom , sinQ ° is determined, under which there is a source of gas leak
Figure 00000016
Thereafter, the depth can be determined position H ist gas leak source and the horizontal distance of the position of the gas leak
Figure 00000017
The depth of the gas leak source will be equal to
Figure 00000018
And then the horizontal distance of the gas leak source
Figure 00000019
. The radius of the cone of the gas cavity can be defined as
Figure 00000020
. After all the transformations, the volume of the gas cavity can be determined as

Figure 00000021
Figure 00000021

Сущность предлагаемого способа поясняется фиг. 1 и 2, при этом на фиг. 1 приведена схема, поясняющая расчет объема расхода газа из течи, на фиг. 2 представлена структурная схема устройства для определения глубины местоположения источника газовой пелены.The essence of the proposed method is illustrated in FIG. 1 and 2, wherein in FIG. 1 is a diagram explaining a calculation of a gas flow rate from a leak; FIG. 2 is a structural diagram of a device for determining the depth of a gas shroud source.

Устройство (фиг. 2) содержит гидролокатор 1, соединенный двусторонней связью с процессором 2, который содержит последовательно соединенные блок 3 выбора порога, блок 4 определения Дмин, Дкон, Древ, блок 5 определения угла Q°, глубины Нист,

Figure 00000022
, блок 6 вычисления объема газа, вытекающего из течи, блок 7 отображения и управления. Блок 8 - эхолот для измерения глубины дна, который соединен со вторым входом процессора 2.The device (Fig. 2) contains a sonar 1 connected by two-way communication with a processor 2, which contains a threshold block 3 connected in series, a block for determining D min , D con , D roar , block 5 for determining the angle Q °, depth H source ,
Figure 00000022
, block 6 calculating the volume of gas flowing from the leak, block 7 display and control. Block 8 is an echo sounder for measuring the depth of the bottom, which is connected to the second input of the processor 2.

Гидролокатор является известным устройством и достаточно хорошо известный из литературы (А.С. Колчеданцев «Гидроакустические станции», Судостроение, Л., 1982 г., стр., 60-90).The sonar is a well-known device and quite well known from the literature (A. S. Kolchedantsev “Hydroacoustic stations”, Sudostroenie, L., 1982, p. 60-90).

Многолучевой эхолот является известным устройством, который используется в современном корабельном обеспечении (А.В. Богородский, Д.Б. Островский «Гидроакустические навигационные и поисково-исследовательские средства». СПб., 2009 г., Изд. «ЛЭТИ», стр. 89-113).A multi-beam echo sounder is a well-known device that is used in modern ship supply (A.V. Bogorodsky, DB Ostrovsky “Hydroacoustic navigation and search and research means.” St. Petersburg, 2009, LETI, p. 89 -113).

В настоящее время вся гидроакустическая аппаратура делается с использованием цифровых методов обработки и реализуется на спецпроцессорах или персональных компьютерах с соответствующим программным обеспечением, имеющимся в наличии или специально разработанным на основе стандартных методов программирования.Currently, all sonar equipment is made using digital processing methods and is implemented on special processors or personal computers with appropriate software available or specially developed based on standard programming methods.

Цифровые процессоры являются известными устройствами, которые предназначены для осуществления конкретных алгоритмов обработки с использованием аппаратных решений и жесткой логикой вычислений. Их применение повышает быстродействие цифровых вычислительных систем в несколько раз, и в большинстве случаев сокращает аппаратные затраты. Описания спецпроцессоров приведены в книге Корякин Ю.А. Смирнов С.А. Яковлев Г.В. «Корабельная гидроакустическая техника» Санкт Петербург. Изд. Наука 2004 г. на стр. 281. Там же приведено описание гидроакустических комплексов и гидролокаторов, построенных на основе спецпроцессоров стр. 296., стр. 328.Digital processors are well-known devices that are designed to implement specific processing algorithms using hardware solutions and strict computational logic. Their use increases the speed of digital computing systems several times, and in most cases reduces hardware costs. Descriptions of special processors are given in the book Koryakin Yu.A. Smirnov S.A. Yakovlev G.V. “Ship hydroacoustic equipment” St. Petersburg. Ed. Science of 2004 on page 281. The description of sonar systems and sonars based on special processors page 296., page 328 is also given there.

Процесс определения газового облака происходит следующим образом. Гидролокатор 1 излучает зондирующий сигнал, принимает эхо-сигнал и передает его на спецпроцессор 2. Гидролокатор обеспечивает формирование зондирующего сигнала, излучение его антенной, формирование характеристик направленности в излучении и приеме, полосовую фильтрацию входного процесса, преобразование в цифровой вид и передачу в спецпроцессор 2.The process of determining a gas cloud is as follows. Sonar 1 emits a probing signal, receives an echo signal and transmits it to special processor 2. The sonar provides the formation of a probing signal, radiation by its antenna, the formation of directivity characteristics in radiation and reception, band-pass filtering of the input process, digitalization and transmission to special processor 2.

В блоке 3 спецпроцессора 2 измеряется уровень входного шума и формируется порог, превышение которого в блоке 4 определяет наличие эхо-сигнала. В блоке 4 измеряется дистанция до момента начала эхо-сигнала от газового облака Дмин на поверхности, дистанция Докон эхо-сигнала до начала газового облака в точке формирования пелены и дистанция до момента отражения от дна

Figure 00000023
Одновременно из блока 8 в спецпроцессор поступает оценка глубины Ндна от многолучевого эхолота. По измеренным Древ и Ндна определяется угол Q°, глубина Нист,
Figure 00000024
в блоке 5. Полученные оценки поступают в блок 6, где производятся измерения объема газового облака, поступающего трубопровода, значение которого отображается в блоке 7 управления и отображения.In block 3 of special processor 2, the input noise level is measured and a threshold is formed, the excess of which in block 4 determines the presence of an echo signal. In block 4, the distance to the beginning of the echo from the gas cloud D min at the surface, the distance D of the windows of the echo to the start of the gas cloud at the point of formation of the shroud and the distance to the moment of reflection from the bottom are measured
Figure 00000023
At the same time, from block 8, an estimate of the depth H of the bottom from a multipath echo sounder is received in the special processor. According to the measured D roar and N bottom is determined by the angle Q °, the depth of N East ,
Figure 00000024
in block 5. The resulting estimates are sent to block 6, where the volume of the gas cloud entering the pipeline is measured, the value of which is displayed in the control and display unit 7.

Таким образом, предложенный способ позволяет обнаружить пелену газовой течи и измерить глубину места образования газовой пелены гидроакустическими средствами на больших дистанциях с меньшей погрешностью, чем в прототипе, и одновременно определить объем газового облака, вытекающего из газопровода, поэтому можно считать заявленный технический результат достигнутым.Thus, the proposed method allows to detect the veil of a gas leak and measure the depth of the place of formation of the gas veil by hydroacoustic means at large distances with a smaller error than in the prototype, and at the same time determine the volume of the gas cloud flowing from the gas pipeline, therefore, we can consider the claimed technical result achieved.

Claims (2)

Способ измерения гидролокатором параметров вытекающего газа из трубы подводного газопровода, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием эхо-сигнала от газовой течи в трубопроводе многоканальной антенной со статическим веером характеристик направленности и измерение дистанции до газовой течи, обнаружении эхо-сигналов, превысивших порог в каждом канале, определение минимального момента времени начала эхо-сигнала от пелены пузырей Тмин и момента времени конечного положения эхо-сигнала Тмакс, эхо-сигнала в каждом канале, выбор канала с максимальным временем задержки Тмакс, выбор канала с минимальным временем задержки Тмин, вычисление дистанции по началу эхо-сигнала от пелены пузырей
Figure 00000025
, вычисление дистанции по окончанию эхо-сигнала от пелены пузырей
Figure 00000026
, отличающийся тем, что определяют дистанцию до начала отражения от дна (донной реверберации) Древ, определяют глубину дна с помощью эхолота Ндна, определяют угловое положение источника газовой течи
Figure 00000027
определяют глубину погружения источника газовой течи как Нист=ДконcosQ0, определяют горизонтальное расстояния до источника газовой течи Дгор=ДконsinQ0, определяют радиус каверны газовой течи на поверхности Rкав=Дгор-Дмин, а объем вытекающего газа из источника определяем по формуле:A method for measuring sonar parameters of the outgoing gas from an underwater gas pipe containing radiation of a sounding signal, receiving an echo signal from a gas leak in a pipeline with a multi-channel antenna with a static fan of directivity characteristics and measuring the distance to a gas leak, detecting echo signals that exceed a threshold in each channel, determination of the minimum time of the beginning of the echo from the veil of bubbles T min and the time of the final position of the echo T max , the echo in each channel, the choice of anal with the maximum delay time T max , channel selection with the minimum delay time T min , calculation of the distance at the beginning of the echo from the veil of bubbles
Figure 00000025
calculating the distance at the end of the echo from the veil of bubbles
Figure 00000026
characterized in that the distance to the beginning of reflection from the bottom (bottom reverberation) is determined by D roar , the depth of the bottom is determined using an echo sounder N of the bottom , the angular position of the gas leak source is determined
Figure 00000027
determining the depth of immersion source gas leak as H ist = E con cosQ 0 define the horizontal distance from the source of gas leak D = D con hot sinQ 0 define the radius of the cavity of the gas leak on the surface R A hot Kav = -D m and the volume of effluent gas from the source is determined by the formula:
Figure 00000028
Figure 00000028
RU2016142568A 2016-10-28 2016-10-28 Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator RU2631228C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142568A RU2631228C1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142568A RU2631228C1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2631228C1 true RU2631228C1 (en) 2017-09-19

Family

ID=59893856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016142568A RU2631228C1 (en) 2016-10-28 2016-10-28 Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631228C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4001764A (en) * 1974-06-14 1977-01-04 Exxon Production Research Company Acoustic method for detecting leaks from submerged pipelines
RU2196931C2 (en) * 2001-01-25 2003-01-20 Дальневосточный государственный технический университет Method of detection of break in underwater pipe line
WO2004064486A2 (en) * 2003-01-14 2004-08-05 Witten Technologies Inc. Method and apparatus for detecting leaks in buried pipes by using selected combination of geophysical instruments
RU132571U1 (en) * 2012-09-26 2013-09-20 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта HYDRAULIC DETECTION OF LOCATION OF THE SOURCE OF THE GAS LEAKAGE OF THE UNDERWATER GAS PIPELINE
RU2527136C1 (en) * 2013-02-19 2014-08-27 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта Method of measuring depth of object using sonar
RU2592741C1 (en) * 2015-06-05 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Hydroacoustic station for detection and location of gas leaks

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4001764A (en) * 1974-06-14 1977-01-04 Exxon Production Research Company Acoustic method for detecting leaks from submerged pipelines
RU2196931C2 (en) * 2001-01-25 2003-01-20 Дальневосточный государственный технический университет Method of detection of break in underwater pipe line
WO2004064486A2 (en) * 2003-01-14 2004-08-05 Witten Technologies Inc. Method and apparatus for detecting leaks in buried pipes by using selected combination of geophysical instruments
RU132571U1 (en) * 2012-09-26 2013-09-20 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта HYDRAULIC DETECTION OF LOCATION OF THE SOURCE OF THE GAS LEAKAGE OF THE UNDERWATER GAS PIPELINE
RU2527136C1 (en) * 2013-02-19 2014-08-27 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта Method of measuring depth of object using sonar
RU2592741C1 (en) * 2015-06-05 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Hydroacoustic station for detection and location of gas leaks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2634787C1 (en) Method of detecting local object against background of distributed interference
KR101740157B1 (en) Optimal Search Position/Depth Determination Method using SONOBUOY
Leblond et al. Acoustic monitoring of gas emissions from the seafloor. Part I: quantifying the volumetric flow of bubbles
RU2527136C1 (en) Method of measuring depth of object using sonar
CN108398690B (en) Submarine backscattering intensity measuring method
CN108680234A (en) A kind of water-depth measurement method of quarice layer medium
RU132571U1 (en) HYDRAULIC DETECTION OF LOCATION OF THE SOURCE OF THE GAS LEAKAGE OF THE UNDERWATER GAS PIPELINE
Balk et al. Surface-induced errors in target strength and position estimates during horizontal acoustic surveys.
RU2541435C1 (en) Method of determining iceberg immersion
RU2548596C1 (en) Method of determining iceberg submersion
RU2559159C1 (en) Ice thickness measuring method
RU2631228C1 (en) Method of measuring parameters of outflow gas from pipe of underwater gas pipeline by hydrolocator
RU2703804C1 (en) Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means
KR100979286B1 (en) Apparatus and method for detecting distance and orientation between objects under water
RU2196931C2 (en) Method of detection of break in underwater pipe line
RU2592741C1 (en) Hydroacoustic station for detection and location of gas leaks
RU2581416C1 (en) Method of measuring sound speed
RU117018U1 (en) NAVIGATING HYDROACOUSTIC STATION
JP6286896B2 (en) SONER RECEIVER POSITION POSITION DEVICE AND PREDICTION METHOD
RU2510608C1 (en) Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
JP5708018B2 (en) Active sonar device
RU2590932C1 (en) Hydroacoustic method of measuring depth of immersion of fixed object
US5402393A (en) Non-invasive acoustic velocimetric apparatus and method
Surbakti et al. An improving fisherman product quality and fishing performance based on IoT
RU2521717C1 (en) Method of passive acoustic monitoring of demersal gas-liquid flows