RU2679042C2 - Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines - Google Patents

Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2679042C2
RU2679042C2 RU2017123805A RU2017123805A RU2679042C2 RU 2679042 C2 RU2679042 C2 RU 2679042C2 RU 2017123805 A RU2017123805 A RU 2017123805A RU 2017123805 A RU2017123805 A RU 2017123805A RU 2679042 C2 RU2679042 C2 RU 2679042C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
pipeline
internal protective
insulating
internal
Prior art date
Application number
RU2017123805A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017123805A (en
RU2017123805A3 (en
Inventor
Анатолий Николаевич Наянзин
Original Assignee
Анатолий Николаевич Наянзин
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 Анатолий Николаевич Наянзин filed Critical Анатолий Николаевич Наянзин
Priority to RU2017123805A priority Critical patent/RU2679042C2/en
Publication of RU2017123805A publication Critical patent/RU2017123805A/en
Publication of RU2017123805A3 publication Critical patent/RU2017123805A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2679042C2 publication Critical patent/RU2679042C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00Protection or supervision of installations
    • F17D5/02Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of diagnostics of the state of existing field pipelines. Problem is solved by measuring the leakage of electric current resulting from the violation of the internal insulating coating of the steel pipe. Proposed method and device consist in radiation of the probing voltage pulses using a generator and measuring the parameters of the current pulse through the internal protective and insulating coating of the pipeline that occurs in the area bounded by two insulating cleaning discs sealed to the body of the in-tube device. To improve the quality of measurements, the parameters of the probe pulses are configured using a controller in the in-line device, which operates according to a specific algorithm, and the device is configured to calibrate at certain levels on models with damage.
EFFECT: invention can be used for the flaw detection of internal protective insulating coatings.
6 cl, 11 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение: диагностика техсостояния действующих промысловых трубопроводов.The technical field to which the invention relates: diagnostics of the technical condition of existing field pipelines.

Предлагаемое решение относится к области диагностики техсостояния действующих промысловых трубопроводов, и может быть использовано при дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий, во избежание неконтролируемого вскрытия защитных покрытий и повреждения стенки трубы.The proposed solution relates to the field of diagnostics of the technical condition of existing field pipelines, and can be used for flaw detection of internal protective and insulating coatings, in order to avoid uncontrolled opening of protective coatings and damage to the pipe wall.

Уровень техникиState of the art

1. Известен «Внутритрубный ультразвуковой инспекционный прибор» «УЗВИП» от компании ООО "ИНТРОН ВТД" (http://intron-vtd.ru/3.html).1. Known "In-tube ultrasonic inspection device" "UZVIP" from the company LLC "INTRON VTD" (http://intron-vtd.ru/3.html).

Прибор позволяет:The device allows you to:

- Измерять толщину стенки исследуемой трубы;- Measure the wall thickness of the studied pipe;

- Измерять внутренний профиль трубы;- Measure the internal profile of the pipe;

- Обнаруживать расслоения в стенке трубы;- Detect delamination in the pipe wall;

- Определять дефекты и аномалии трубы, включая несанкционированные врезки;- Identify pipe defects and anomalies, including unauthorized taps;

- Диагностировать трубы из немагнитных материалов, включая полиэтиленовые и из нержавеющей стали.- Diagnose pipes from non-magnetic materials, including polyethylene and stainless steel.

В том числе прибор имеет возможность измерения толщины внутреннего защитно-изоляционного покрытия.Including the device has the ability to measure the thickness of the inner protective coating.

Но прибор не предназначен для поиска мелких дефектов внутреннего защитно-изоляционного покрытия, которые приводят к протечкам агрессивной рабочей среды трубопровода к металлической стенке и являются причиной ее активного разрушения.But the device is not intended to search for minor defects of the internal protective and insulating coating, which lead to leaks of the aggressive working medium of the pipeline to the metal wall and are the cause of its active destruction.

2. Известен электроискровой метод диагностики изоляционных покрытий.2. Known electrospark method for the diagnosis of insulation coatings.

Один из вариантов исполнения: «Электроискровой дефектоскоп КОРОНА 1В (Цифровой)» от компании «АНК», г. Пермь (http://ank-ndt.ru/produkcziya/kontrol-izolyaczii/elektroiskrovyie-defektoskopyi/korona-1v.html).One of the versions: “KORONA 1B (Digital) electrospark defectoscope” from the ANK company, Perm (http://ank-ndt.ru/produkcziya/kontrol-izolyaczii/elektroiskrovyie-defektoskopyi/korona-1v.html) .

«Прибор предназначен для контроля трещин, пористости, недопустимых утонений и других нарушений сплошности защитных покрытий внутри труб.“The device is designed to control cracks, porosity, unacceptable thinning and other violations of the integrity of the protective coatings inside the pipes.

Особенности:Features:

- высокая безопасность работы за счет импульсного режима работы;- high safety due to the pulse mode of operation;

- специализированный дисковый электрод с опорными колесами, позволяющий контролировать трубы заданного типоразмера с большим разбросом проходного диаметра;- a specialized disk electrode with support wheels, which allows you to control pipes of a given size with a large variation in bore diameter;

- специализированная сборная система подачи и перемещения дискового электрода внутри трубы с опорными колесами;- a specialized prefabricated system for feeding and moving a disk electrode inside a pipe with support wheels;

- возможность контроля сплошности покрытий конструкций после сборки (сварки) на длину до 14 м.»- the ability to control the continuity of coatings of structures after assembly (welding) to a length of 14 m. "

Метод применим только в сухой короткой трубе. Если трубопровод в эксплуатации, и заполнен любым видом жидкости, метод неприменим в принципе.The method is applicable only in a dry short pipe. If the pipeline is in operation and is filled with any kind of liquid, the method is not applicable in principle.

3. В статье «Метод диагностики внутреннего антикоррозионного покрытия трубопроводов», А.А. Кундик (ООО «Газпромнефть-Оренбург») Журнал «PROнефть» (http://ntc.gazprom-neft.ru/research-and-development/proneft/1236/20535/) предлагается:3. In the article "Method for the diagnosis of internal anti-corrosion coating of pipelines", A.A. Kundik (Gazpromneft-Orenburg LLC) PROneft Magazine (http://ntc.gazprom-neft.ru/research-and-development/proneft/1236/20535/) offers:

3.1. «Предлагаемый метод определения места нарушения целостности изоляции трубы основан на способности подтоварной воды проводить электрический ток. Создается разомкнутая цепь с «плюсом» на высокочувствительном приборе, который подсоединяется к металлу трубы в зоне самого уязвимого места (сварного шва), «минусом» на электролите - подтоварной воде. После подачи тока на сварной шов в случае нарушения целостности изоляции цепь замкнется, и прибор покажет наличие тока. Если диэлектрический (изоляционный) слой не нарушен, цепь остается разомкнутой, и прибор показывает отсутствие тока. Основной недостаток данного метода заключается в локальном характере контроля участка трубопровода. Он применим только для выявления брака при монтаже втулок, изолирующих сварные соединения трубопровода.3.1. “The proposed method for determining the place of violation of the integrity of the pipe insulation is based on the ability of produced water to conduct electric current. An open circuit is created with a “plus” on a highly sensitive device, which is connected to the pipe metal in the zone of the most vulnerable place (weld), “minus” on the electrolyte - bottom water. After supplying current to the weld in the event of violation of the integrity of the insulation, the circuit will close and the device will indicate the presence of current. If the dielectric (insulating) layer is not broken, the circuit remains open, and the device indicates the absence of current. The main disadvantage of this method is the local nature of the control of the pipeline section. It is applicable only to detect defects in the installation of bushings that insulate the welded joints of the pipeline.

При этом, проблема определения пробоя внутреннего изоляционного покрытия по трассе трубопровода остается неразрешенной.»At the same time, the problem of determining the breakdown of the internal insulation coating along the pipeline route remains unresolved. ”

Там же («Метод диагностики внутреннего антикоррозионного покрытия трубопроводов», А.А. Кундик (ООО «Газпромнефть-Оренбург») Журнал «PROнефть»):In the same place (“Method for diagnosing the internal anti-corrosion coating of pipelines”, A.A. Kundik (Gazpromneft-Orenburg LLC) PROneft Magazine):

3.2. «Однако есть возможность решить поставленную задачу, основываясь на природе электромагнитного поля. Изолированный участок трубопровода, заполненный электролитом, является проводником электрического тока, следовательно, при подаче тока во внутритрубное пространство вокруг электролита неизбежно будет образовываться магнитное поле. В продольном сечении трубопровода магнитное поле распространяется в виде синусоиды. В месте нарушения изоляции синусоида будет выходить за пределы эталонных значений. Таким образом, при фиксировании значения магнитного поля специальным прибором появляется возможность определения мест повреждения изоляции по всей длине смонтированного трубопровода.»3.2. “However, it is possible to solve the problem, based on the nature of the electromagnetic field. An insulated section of the pipeline filled with electrolyte is a conductor of electric current, therefore, when a current is applied to the in-tube space around the electrolyte, a magnetic field will inevitably form. In a longitudinal section of the pipeline, the magnetic field propagates in the form of a sinusoid. In the place of violation of isolation of the sinusoid will go beyond the reference values. Thus, when fixing the value of the magnetic field with a special device, it becomes possible to determine the places of insulation damage along the entire length of the mounted pipeline. ”

Метод также не нашел широкого применения в связи с неоднозначностью результатов, сложности измерений на пересеченной местности, в условиях существенного заглубления исследуемого трубопровода, а также воздействия окружающих шумовых факторов.The method also did not find wide application due to the ambiguity of the results, the complexity of measurements on rough terrain, in conditions of significant deepening of the studied pipeline, as well as the impact of environmental noise factors.

4. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ измерения при боковом каротаже трехэлектродным зондом (см., например, С.С. Итенберг, Т.Д. Дахкильгов. Геофизические исследования в скважинах. М.: «Недра», 1982. С. 108, 131, 132), при котором на центральный (А0) и экранные (А1-0, А1-1) электроды зонда, соединенные между собой для уравнивания их потенциалов электрическим шунтом малого сопротивления (Rш≈0,01 Ом), подают питающий переменный ток, измеряют ток I0 центрального электрода и потенциал ΔU экранных электродов относительно электрода сравнения и определяют кажущееся удельное сопротивление Рк горных пород. (Фиг. 1).4. The closest in technical essence to the claimed invention is a method of measuring in lateral logging with a three-electrode probe (see, for example, SS Itenberg, TD Dakhkilgov. Geophysical studies in wells. M .: "Nedra", 1982. P. 108, 131, 132), in which the central (A0) and screen (A1-0, A1-1) probe electrodes connected to each other to equalize their potentials with an electric shunt of low resistance (Rш≈0.01 Ohm), supply alternating current, measure the current I 0 of the central electrode and the potential ΔU of the screen electrodes of the relative But the reference electrode also determines the apparent resistivity P to rocks. (Fig. 1).

Физические основы метода.Physical basis of the method.

«Боковым каротажем называют измерения кажущегося сопротивления по стволу скважины трехэлектродным зондом бокового каротажа с автоматической фокусировкой тока. Зонд имеет центральный электрод Ао (Фиг. 2), симметрично по отношению к которому расположены соединенные между собой удлиненные экранирующие электроды (Аэ1 и Аэ2).“Lateral logging refers to measurements of apparent resistance along a borehole with a three-electrode lateral logging probe with automatic focusing of current. The probe has a central electrode Ao (Fig. 2), symmetrically with respect to which elongated shield electrodes (A1 and Ae2) are interconnected.

При измерении кажущегося сопротивления обеспечивается одинаковый потенциал всех электродов. Таким образом, экранные электроды препятствуют растеканию тока центрального электрода по скважине и обеспечивают направление его непосредственно в исследуемый пласт (Фиг. 3)».When measuring the apparent resistance, the same potential of all electrodes is provided. Thus, the screen electrodes prevent the spreading of the current of the central electrode through the borehole and direct it directly into the studied formation (Fig. 3). "

Данный способ измерения предназначен для измерения сопротивления пород в скважинах, и конечно не предназначен для диагностики техсостояния труб.This measurement method is designed to measure rock resistance in wells, and of course is not intended to diagnose the technical condition of pipes.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является выявление малогабаритных повреждений защитно-изоляционного покрытия трубопровода, вызывающих протечку перекачиваемых агрессивных жидкостей к стальной стенке трубы, вызывающих ее активное коррозионное разрушение.The objective of the invention is to identify small-sized damage to the protective insulating coating of the pipeline, causing leakage of pumped aggressive liquids to the steel wall of the pipe, causing its active corrosion failure.

Поставленная задача решается измерением утечки электрического тока, возникающей вследствие нарушения внутреннего изоляционного покрытия стального трубопровода.The problem is solved by measuring the leakage of electric current arising from a violation of the internal insulation coating of the steel pipe.

На Фиг. 4 представлен внутритрубный прибор для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий (далее «Внутритрубный прибор»), размещенный в исследуемом трубопроводе.In FIG. 4 shows an in-line device for flaw detection of internal protective-insulating coatings (hereinafter referred to as the "In-pipe device"), placed in the studied pipeline.

На Фиг. 5 - Конструкция зонда внутритрубного прибора.In FIG. 5 - The design of the probe in-tube device.

На Фиг. 6. - Электрическая схема зонда внутритрубного прибора.In FIG. 6. - Electrical diagram of the tube probe.

На Фиг. 7. - Распределение токовых линий внутритрубного прибора в исследуемом трубопроводе.In FIG. 7. - Distribution of current lines of the in-tube device in the studied pipeline.

На Фиг. 8 представлена эквивалентная электрическая схема внутритрубного прибора и исследуемого трубопровода.In FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of an in-line instrument and a test pipeline.

Из схем на Фиг. 6÷8 можно понять, что основной контур тока составляют элементы: «Генератор - Электроды А0, Аэ1, Аэ2 с одинаковым потенциалом - электроды В1, В2.»From the diagrams in FIG. 6–8, you can understand that the main current loop is made up of elements: “Generator - Electrodes A0, Ae1, Ae2 with the same potential - electrodes B1, B2.”

Роль проводников в этой схеме играет жидкость, заполняющая внутреннее пространство исследуемого трубопровода. Жидкость, естественно, не идеальная, не дистиллированная водичка, и обычно имеет очень хорошую проводимость, которая на схеме отображена резисторами «R0», «Re1», «Re2», «Rb1», «Rb2».The role of the conductors in this circuit is played by the fluid filling the internal space of the studied pipeline. The liquid, of course, is not perfect, not distilled water, and usually has very good conductivity, which is shown in the diagram by the resistors "R0", "Re1", "Re2", "Rb1", "Rb2".

Показанные на схеме конденсаторы, включенные последовательно с каждым из резисторов, отображают емкостные свойства изоляционного покрытия в каждом из секторов.The capacitors shown in the diagram, connected in series with each of the resistors, display the capacitive properties of the insulation coating in each of the sectors.

Проводимость каждого из участков будет зависеть как от свойств заполняющей жидкости, так и от геометрических параметров участков, соответствующих определенным электродам внутритрубного прибора.The conductivity of each of the sections will depend both on the properties of the filling fluid and on the geometric parameters of the sections corresponding to certain electrodes of the in-tube device.

Емкостные свойства каждого из участков будут зависеть от:The capacitive properties of each of the sites will depend on:

1) толщины покрытия1) coating thickness

2) протяженности участка, соответствующего определенному электроду2) the length of the section corresponding to a specific electrode

3) внутреннего диаметра исследуемого трубопровода.3) the internal diameter of the studied pipeline.

В общем случае емкость каждого из участков будет определяться по формуле:In the General case, the capacity of each of the sites will be determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

ε0=8,854187817×10-12 ф/м представляет собой постоянную величину.ε 0 = 8.854187817 × 10 -12 f / m is a constant value.

ε - диэлектрическая проницаемостью диэлектрика между обкладками,ε is the dielectric constant of the dielectric between the plates,

S - площадь обкладки,S is the area of the lining,

d - зазор между обкладками (в нашем случае - толщина покрытия).d is the gap between the plates (in our case, the thickness of the coating).

Площадь «S» вычисляется по формуле «Площадь поверхности цилиндра»:Area "S" is calculated by the formula "cylinder surface area":

S=π*D*LS = π * D * L

гдеWhere

π=3,14 - геометрическая постоянная;π = 3.14 - geometric constant;

D - диаметр цилиндра (в нашем случае внутренний диаметр трубопровода);D is the cylinder diameter (in our case, the inner diameter of the pipeline);

L - длина цилиндра (у нас протяженность каждого из участков).L is the length of the cylinder (we have the length of each of the sections).

В целом, не вдаваясь в подробности алгоритма расчетов, можно выделить основные моменты, характеризующие способ измерения:In general, without going into details of the calculation algorithm, we can highlight the main points that characterize the measurement method:

1. Поскольку в схеме есть реактивные элементы (конденсаторы), такая схема не может работать на постоянном токе.1. Since there are reactive elements (capacitors) in the circuit, such a circuit cannot operate on direct current.

2. Поскольку электрические свойства заполняющей жидкости будут изменяться, и геометрические параметры участков над зондом будут зависеть от диаметра исследуемых трубопроводов, рабочую частоту необходимо настраивать в каждом конкретном случае, для более качественных измерений.2. Since the electrical properties of the filling fluid will change, and the geometric parameters of the sections above the probe will depend on the diameter of the studied pipelines, the operating frequency must be adjusted in each case, for better measurements.

Конечно, это не означает регулярной ручной перенастройки прибора. С этой функцией благополучно справится контроллер во внутритрубном приборе, работающий по определенному алгоритму.Of course, this does not mean regular manual reconfiguration of the device. With this function, the controller in the in-tube device, working according to a certain algorithm, can safely cope.

3. Для подобных измерений удобнее использовать сигнал не синусоидальной формы, а импульсной.3. For such measurements it is more convenient to use a signal not of a sinusoidal shape, but of a pulsed one.

Во-первых, намного упрощается схема генератора.Firstly, the generator circuit is much simplified.

Во-вторых, измерять можно не только средние значения токов, но и параметры переходных процессов, что существенно расширяет возможности метода.Secondly, it is possible to measure not only the average values of currents, but also the parameters of transients, which significantly expands the capabilities of the method.

4. Поскольку протяжность участков трубопровода, соответствующих электродам «В1» и «В2», будет практически бесконечной, то и соответствующие им емкости (конденсаторы «Св1» и «Св2») будут как минимум на порядок больше, чем емкость в основной измерительной цепи «С0».4. Since the length of the sections of the pipeline corresponding to the electrodes “B1” and “B2” will be almost infinite, the corresponding capacities (capacitors “Sv1” and “Sv2”) will be at least an order of magnitude larger than the capacity in the main measuring circuit “ C0. "

Это для нас самое главное. Это значит, что «С0» - наш основной чувствительный элемент.This is the most important thing for us. This means that “C0” is our main sensitive element.

И стоит появиться утечке (дефекту изоляционного покрытия) в секторе измерительного электрода «А0», измерительная схема приобретает вид Фиг. 9.And it is worth leaking (defect of the insulation coating) in the sector of the measuring electrode "A0", the measuring circuit takes the form of FIG. 9.

Этот дополнительный элемент, резистор «Rу» (сопротивление утечки), будет изменять параметры измерительной схемы, в зависимости от площади дефекта изоляционного покрытия.This additional element, the resistor "Ru" (leakage resistance), will change the parameters of the measuring circuit, depending on the area of the defect of the insulation coating.

То есть конечная наша цель - максимально точный расчет «Rу», и тогда мы с соответствующей точностью сможем судить о характере нарушения изоляционного покрытия. Либо это царапина с минимальной площадью нарушения, либо это «выдранный» лоскут площадью в десятки и сотни квадратных сантиметров.That is, our ultimate goal is the most accurate calculation of Ru, and then we will be able to judge with appropriate accuracy the nature of the violation of the insulation coating. Either this is a scratch with a minimum area of violation, or it is a “torn” flap with an area of tens or hundreds of square centimeters.

5. Поскольку внутренняя среда исследуемого трубопровода неидеальна, она может вызвать замасливание электродов (нефтяная пленка, но конечно не мазут). Пытаться обеспечить чистоту электродов для надежного гальванического контакта - неблагодарная задача. Это может оказаться либо хлопотно (усложнение конструкции, регулярные чистки), либо дорого (специальные покрытия).5. Since the internal environment of the studied pipeline is not ideal, it can cause greasing of the electrodes (oil film, but of course not fuel oil). Trying to keep the electrodes clean for reliable galvanic contact is an ungrateful task. This can be either troublesome (complicating the design, regular cleaning), or expensive (special coatings).

На самом деле возможная толщина такой пленки - сотые доли миллиметра. Поэтому при существенной площади электродов, и мизерной толщине изолятора такого «конденсатора» - получим достаточно большую емкость, многократно превышающую емкость «С0». Значит, никаких существенных погрешностей в наши измерения такая пленка не внесет, и мы можем пренебречь этой дополнительной емкостью в схеме измерений.In fact, the possible thickness of such a film is hundredths of a millimeter. Therefore, with a significant area of the electrodes, and the meager thickness of the insulator of such a "capacitor", we obtain a sufficiently large capacitance, many times greater than the capacitance of "C0". This means that such a film will not introduce any significant errors in our measurements, and we can neglect this additional capacity in the measurement scheme.

6. При проталкивании внутритрубного прибора внутри исследуемого трубопровода, неизбежно возникнут утечки жидкости между трубой и тянущей манжетой, а также между трубой и чистящими дисками.6. When pushing the in-tube device inside the test pipe, fluid leakage will inevitably occur between the pipe and the pulling sleeve, as well as between the pipe and the cleaning discs.

Но так как у нас есть «экранные электроды», они не позволят, чтобы протечки жидкости привели к утечкам тока с измерительного электрода напрямую на электроды «В1» и «В2».But since we have “screen electrodes”, they will not allow liquid leaks to lead to current leaks from the measuring electrode directly to the “B1” and “B2” electrodes.

То есть это не грозит нам существенными погрешностями.That is, it does not threaten us with significant errors.

Еще один существенный момент измерений.Another significant point of measurement.

Трубопровод всегда содержит определенный набор арматуры - тройники, задвижки, врезки и т.п., которые не будут содержать достаточно качественных защитных покрытий, и соответственно будут вносить дополнительные погрешности в измерения.The pipeline always contains a certain set of fittings - tees, gate valves, taps, etc., which will not contain enough high-quality protective coatings, and accordingly will introduce additional errors in the measurements.

Но дело в том, что обычно такие элементы разнесены достаточно далеко друг от друга. Поэтому можно считать, что относительно внутритрубного прибора они обычно будут находиться только с одной стороны, либо в секторе электрода «В1», либо в секторе электрода «В2».But the fact is that usually such elements are spaced far enough apart. Therefore, we can assume that with respect to the in-tube device, they will usually be located only on one side, either in the sector of electrode “B1” or in the sector of electrode “B2”.

А также, если труба предварительно не очищена, то перед внутритрубным прибором она будет с отложениями, а проходящий внутритрубный прибор своими чистящими дисками и тянущей манжетой хоть как-то, но трубу почистят.And also, if the pipe is not previously cleaned, then it will be sediment in front of the in-tube device, and the passing in-pipe device with its cleaning discs and pulling cuff will at least somehow clean the pipe.

И получается, что измерения в цепи «Измерительный электрод - электрод В1» должны всегда отличаться от измерений в цепи «Измерительный электрод - электрод В2».And it turns out that the measurements in the circuit "Measuring electrode - electrode B1" should always be different from the measurements in the circuit "Measuring electrode - electrode B2".

Обратим это в достоинство, организовав раздельные измерения в этих цепях. Схема на Фиг. 10.Let us turn this into a virtue by organizing separate measurements in these chains. The circuit of FIG. 10.

Временная диаграмма сигналов в цепях «Измерительный электрод - электрод В1» (Генератор Г1) и «Измерительный электрод - электрод В2» (Генератор Г2) - на Фиг. 11.Timing diagram of signals in the circuits “Measuring electrode - electrode B1” (Generator G1) and “Measuring electrode - electrode B2” (Generator G2) - in FIG. eleven.

То есть эти цепи работают в импульсном режиме, поочередно.That is, these circuits operate in a pulsed mode, alternately.

Оба экранные электрода «А1» и «А2» работают всегда.Both screen electrodes “A1” and “A2” always work.

Техническим результатом изобретения является высококачественная дефектоскопия внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов.The technical result of the invention is a high-quality flaw detection of internal protective and insulating coatings of existing field pipelines.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1. Схема зонда бокового каротажа.FIG. 1. Scheme of the side logging probe.

Эта, ставшая уже классической, схема зонда бокового каротажа, наглядно демонстрирует, что ток измерительного электрода направлен перпендикулярно вертикальной оси зонда, благодаря наличию экранных электродов. Поскольку потенциалы электродов «А0», «А1-0» и «А1-1» равны, это не позволяет току измерительного электрода идти по кратчайшему пути, через буровой раствор, а направляет его в породу, находящуюся напротив измерительного электрода.This, which has already become classic, the scheme of the side logging probe clearly demonstrates that the current of the measuring electrode is directed perpendicular to the vertical axis of the probe, due to the presence of screen electrodes. Since the potentials of the electrodes “A0”, “A1-0” and “A1-1” are equal, this does not allow the current of the measuring electrode to follow the shortest path through the drilling fluid, but directs it to the rock opposite the measuring electrode.

Фиг. 2. Электрическая схема трехэлектродного зонда бокового каротажа (БК-3).FIG. 2. The electrical circuit of the three-electrode lateral logging probe (BK-3).

«Аэ1» - экранный электрод 1;"Ae1" - screen electrode 1;

«А0» - измерительный электрод;"A0" - measuring electrode;

«Аэ2» - экранный электрод 2;"Ae2" - screen electrode 2;

Rш - шунт с малым сопротивлением (Rш≈0,01 Ом) между экранными и измерительным электродами.Rш - a shunt with low resistance (Rш≈0.01 Ohm) between the screen and measuring electrodes.

Обозначение экранных электродов здесь и далее по тексту: «Аэ1», «Аэ2».The designation of the screen electrodes hereinafter: “Ae1”, “Ae2”.

Фиг. 3. Схема распределения токовых линий зондов бокового каротажа в однородной среде для трехэлектродного зонда.FIG. 3. The distribution pattern of the current lines of the lateral logging probes in a homogeneous medium for a three-electrode probe.

Эта схема очень близка по сути изображенной на Фиг. 1, но более наглядно отображает исследуемый интервал.This circuit is very similar in essence to that shown in FIG. 1, but more clearly displays the studied interval.

Фиг. 4. Внутритрубный прибор, размещенный в исследуемом трубопроводе.FIG. 4. In-tube device located in the studied pipeline.

1 - Устройство запуска прибора в трубу.1 - Device for starting the device into the pipe.

2 - Исследуемая труба.2 - The studied pipe.

3 - Внутритрубный прибор.3 - In-tube device.

4 - Камера приема прибора.4 - Camera receiving device.

Фиг. 5 Конструкция внутритрубного прибора.FIG. 5 Design of the in-line device.

5 - электрод «В1»5 - electrode "B1"

6 - экранный электрод «Аэ1»6 - screen electrode "AE1"

7 - измерительный электрод «А0»7 - measuring electrode "A0"

8 - экранный электрод «Аэ2»8 - screen electrode "AE2"

9 - электрод «В2»9 - electrode "B2"

10 - тянущая манжета10 - pulling cuff

11 - чистящие диски11 - cleaning discs

12 - изоляторы12 - insulators

Фиг. 6. Электрическая схема внутритрубного прибора.FIG. 6. The electric circuit of the in-tube device.

Генератор «Ген» подает импульсный сигнал на экранные и измерительный электроды. Причем на измерительный электрод сигнал подается через низкоомный резистор «Ран», для измерения протекающего в цепи тока.Generator generates a pulse signal to the screen and measuring electrodes. Moreover, the signal is fed to the measuring electrode through a low-resistance resistor "Run" to measure the current flowing in the circuit.

Все электроды разделены между собой изоляторами, над каждым из которых устанавливается либо тянущая манжета, либо чистящий диск.All electrodes are separated by insulators, above each of which is installed either a pulling cuff or a cleaning disc.

Причем эти элементы устанавливаются на изоляторы таким образом, чтобы обеспечить герметичность между участками, соответствующими каждому из электродов.Moreover, these elements are installed on the insulators in such a way as to ensure tightness between the sections corresponding to each of the electrodes.

Фиг. 7. Распределение токовых линий внутритрубного прибора в исследуемом трубопроводе.FIG. 7. Distribution of current lines of the in-tube device in the studied pipeline.

Здесь наглядно отображается направление токов на каждом из участков, и примерное соотношение геометрических размеров каждого участка трубы.Here, the direction of the currents in each of the sections is visually displayed, and the approximate ratio of the geometric dimensions of each section of the pipe.

Фиг. 8. Эквивалентная электрическая схема внутритрубного прибора и исследуемого трубопровода.FIG. 8. Equivalent electrical circuit of the in-tube device and the studied pipeline.

Каждому из электродов внутритрубного прибора соответствует определенный объем жидкости.Each of the electrodes of the in-tube device corresponds to a certain volume of liquid.

Заполняющая жидкость имеет определенную электрическую проводимость, в зависимости от химического состава.The filling fluid has a certain electrical conductivity, depending on the chemical composition.

Геометрические размеры каждого объема жидкости над соответствующим электродом внутритрубного прибора также будут влиять на электрические параметры.The geometric dimensions of each volume of liquid above the corresponding electrode of the in-tube device will also affect the electrical parameters.

Поэтому каждый из участков над соответствующим электродом отображен эквивалентной электрической схемой, состоящей из последовательно включенных резистора (проводимость жидкости) и конденсатора (защитно-изоляционное покрытие исследуемого трубопровода).Therefore, each of the sections above the corresponding electrode is displayed by an equivalent electrical circuit consisting of a series-connected resistor (liquid conductivity) and a capacitor (protective and insulating coating of the studied pipeline).

Фиг. 9. Эквивалентная электрическая схема внутритрубного прибора и исследуемого трубопровода, с дефектом в изоляционном покрытии на участке измерительного электрода.FIG. 9. Equivalent electrical circuit of the in-tube device and the studied pipeline, with a defect in the insulation coating on the measuring electrode.

То же самое, что и на Фиг. 8, но в исследуемом участке (напротив измерительного электрода), появляется дефект изоляционного покрытия -проводник электрического тока «Ry» (Сопротивление утечки).The same as in FIG. 8, but in the test area (opposite the measuring electrode), a defect in the insulation coating appears - an electric current conductor "Ry" (Leakage Resistance).

Фиг. 10. Электрическая схема внутритрубного прибора при раздельных измерениях с электродами «В1» и «В2».FIG. 10. The electric circuit of the in-tube device for separate measurements with electrodes "B1" and "B2".

В отличие от схемы на Фиг. 6, здесь имеем 2 генератора, генерирующие поочередно импульсные сигналы.In contrast to the circuit of FIG. 6, here we have 2 generators generating alternating pulse signals.

Фиг. 11. Временная диаграмма сигналов при раздельных измерениях с электродами «В1» и «В2», соответствующая схеме на Фиг. 10.FIG. 11. Timing diagram of signals during separate measurements with electrodes “B1” and “B2”, corresponding to the circuit in FIG. 10.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Как и все внутритрубные диагностические снаряды, работающие на длинных дистанциях (километры, десятки километров, и даже сотни километров), данный внутритрубный прибор проталкивается рабочей средой исследуемого трубопровода. Никакие протягивания на тросиках здесь неприменимы, поэтому мы их не рассматриваем.Like all in-line diagnostic shells operating over long distances (kilometers, tens of kilometers, and even hundreds of kilometers), this in-line device is pushed by the working medium of the pipeline under study. No pulling on the cables is applicable here, so we do not consider them.

При проталкивании внутритрубного прибора рабочей средой исследуемого трубопровода, требуется определенная арматура. Весь комплекс мы расписывать не будем, ограничимся основными элементами, изображенными на Фиг. 4: Устройство запуска и Камера приема.When pushing the in-tube device with the working medium of the studied pipeline, certain reinforcement is required. We will not describe the whole complex; we will restrict ourselves to the main elements depicted in FIG. 4: Launcher and Reception Camera.

Исходно внутритрубный прибор помещается в Устройство запуска, и проталкивается рабочей жидкостью внутрь исследуемого трубопровода.Initially, the in-tube device is placed in the Launcher, and is pushed by the working fluid into the test pipeline.

Скорость движения по трубопроводу определяется производительностью насоса, и строго оговаривается в ТЗ на обследование трубопровода.The speed of movement through the pipeline is determined by the performance of the pump, and is strictly specified in the statement of work for inspection of the pipeline.

Прошедший всю дистанцию внутритрубный прибор поступает в камеру приема, о чем свидетельствует специальный «флажок».The in-tube device that has passed the entire distance enters the receiving chamber, as evidenced by a special “flag”.

Прибор извлекается из камеры приема, отмывается. Из него извлекаются записанные данные (на карте памяти, или через интерфейсный кабель), и прибор консервируется до следующего цикла работ.The device is removed from the reception chamber, laundered. Recorded data is extracted from it (on a memory card, or through an interface cable), and the device is preserved until the next cycle of work.

Требования к рабочей среде исследуемого трубопровода, однозначно вытекающие из способа измерений:Requirements for the working environment of the studied pipeline, unambiguously arising from the measurement method:

1. Жидкость должна быть хорошо проводящей, и не содержать вязких изолирующих фракций (мазут).1. The liquid must be well conductive and not contain viscous insulating fractions (fuel oil).

2. Желательно минимальное количество газа. Образующаяся в верхнем секторе рабочего участка (Объем вокруг измерительного электрода) воздушная пробка исключает соответствующий сектор из обследуемой зоны, так как электрический ток в этом секторе отсутствует.2. A minimum amount of gas is desirable. The air plug formed in the upper sector of the working area (Volume around the measuring electrode) excludes the corresponding sector from the examined area, since there is no electric current in this sector.

Привязка измеренных данных к дистанции по исследуемому трубопроводу может производиться различными способами, например:Linking the measured data to the distance along the studied pipeline can be made in various ways, for example:

- с использованием одометрических колес, и записи их показаний в память внутритрубного прибора;- using odometric wheels, and recording their readings in the memory of the in-tube device;

- строгое измерение объема прокачиваемой жидкости, с записью данных в память измерительной системы на пункте управления прокачкой. После извлечения внутритрубного прибора, его данные синхронизируются с данными по прокачке.- strict measurement of the volume of pumped liquid, with the recording of data in the memory of the measuring system at the pumping control point. After removing the in-tube device, its data is synchronized with the pumping data.

- С помощью системы радиомаяков и маркерных пунктов;- Using a system of beacons and marker points;

- И т.д.- Etc.

Claims (11)

1. Способ дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов,1. The method of flaw detection of internal protective and insulating coatings of existing field pipelines, заключающийся в излучении зондирующих импульсов напряжения с помощью генератора,consisting in the emission of probing voltage pulses using a generator, отличающийся тем, что с целью обнаружения утечек тока между внутренней средой обследуемого трубопровода и стальной стенкой трубы, свидетельствующих о наличии дефекта в защитно-изоляционном покрытии,characterized in that in order to detect current leaks between the internal environment of the examined pipeline and the steel wall of the pipe, indicating the presence of a defect in the protective insulation coating, измеряют параметры импульса тока через внутреннее защитно-изоляционное покрытие трубопровода на ограниченном участке.measure the parameters of the current pulse through the internal protective-insulating coating of the pipeline in a limited area. 2. Способ дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения качества измерений на участках, содержащих отложения или арматуру типа задвижек, тройников и т.п., измерения производят поочередно относительно электрода «В1» в задней части внутритрубного прибора и электрода «В2» - в передней части.2. The method of defectoscopy of internal protective-insulating coatings of existing field pipelines according to claim 1, characterized in that in order to improve the quality of measurements in areas containing deposits or valves such as valves, tees, etc., the measurements are made alternately relative to the electrode "B1 "In the rear of the in-tube device and the B2 electrode in the front. 3. Способ дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что с целью разделения дефектов на малогабаритные, типа царапина, с минимальной площадью повреждения, и на крупногабаритные, площадью в десятки и сотни квадратных сантиметров, прибор калибруют по определенным уровням на специальных моделях с повреждениями.3. The method of flaw detection of internal protective-insulating coatings of existing field pipelines according to claim 1, characterized in that the device is calibrated to compact defects, such as a scratch, with a minimum damage area, and to large ones, with an area of tens or hundreds of square centimeters at certain levels on special models with damage. 4. Устройство для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов, основанное на генерации зондирующих импульсов напряжения и измерении параметров импульса тока через внутреннее защитно-изоляционное покрытие трубопровода, возникающего на участке, ограниченном двумя изолирующими чистящими дисками, герметично закрепленными на корпусе внутритрубного прибора,4. A device for defectoscopy of internal protective-insulating coatings of existing field pipelines, based on the generation of sounding voltage pulses and measuring the parameters of the current pulse through the internal protective-insulating coating of the pipeline arising in the area bounded by two insulating cleaning disks hermetically fixed to the body of the in-tube device, отличающееся тем, что с целью обнаружения утечек тока между внутренней средой обследуемого трубопровода и стальной стенкой трубы, свидетельствующих о наличии дефекта в защитно-изоляционном покрытии,characterized in that in order to detect current leaks between the internal environment of the examined pipeline and the steel wall of the pipe, indicating the presence of a defect in the protective insulation coating, измерительная система содержит измерительный электрод «А0», а также электрод «В1» в задней части внутритрубного прибора и электрод «В2» в передней части, относительно которых производятся поочередные импульсные измерения, причем измерительный электрод подключен через низкоомный шунт для измерения параметров протекающих через него импульсов тока.the measuring system contains a measuring electrode "A0", as well as an electrode "B1" in the rear of the in-tube device and an electrode "B2" in front of which alternate pulse measurements are made, and the measuring electrode is connected through a low-impedance shunt to measure the parameters of the pulses flowing through it current. 5. Устройство для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов по п. 4, отличающееся тем, что с целью устранения влияния утечки электрического тока в зазоре между чистящими дисками и внутренней стенкой обследуемого трубопровода внутритрубный прибор содержит экранные электроды «Аэ1» и «Аэ2» с двух сторон от измерительного электрода, имеющие равный с ним электрический потенциал.5. A device for defectoscopy of internal protective-insulating coatings of existing field pipelines according to claim 4, characterized in that in order to eliminate the influence of leakage of electric current in the gap between the cleaning discs and the inner wall of the pipeline under examination, the in-tube device contains screen electrodes "A1" and "Ae2 »On both sides of the measuring electrode, having equal electrical potential with it. 6. Устройство для дефектоскопии внутренних защитно-изоляционных покрытий действующих промысловых трубопроводов по п. 4, отличающееся тем, что с целью повышения качества измерений при изменении электрических свойств заполняющей жидкости, а также при изменении диаметра исследуемых трубопроводов параметры зондирующих импульсов настраиваются с помощью контроллера во внутритрубном приборе, работающего по определенному алгоритму.6. A device for defectoscopy of internal protective-insulating coatings of existing field pipelines according to claim 4, characterized in that in order to improve the quality of measurements when changing the electrical properties of the filling fluid, as well as when changing the diameter of the studied pipelines, the parameters of the probe pulses are adjusted using the controller in the in-pipe a device that works according to a certain algorithm.
RU2017123805A 2017-07-05 2017-07-05 Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines RU2679042C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123805A RU2679042C2 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123805A RU2679042C2 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017123805A RU2017123805A (en) 2019-01-10
RU2017123805A3 RU2017123805A3 (en) 2019-01-10
RU2679042C2 true RU2679042C2 (en) 2019-02-05

Family

ID=64977379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123805A RU2679042C2 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679042C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718136C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Method and device for monitoring of technical condition of internal protective-insulating coatings of operating field pipelines

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985696A (en) * 1986-11-20 1991-01-15 Lagoven S.A. Electronic controller by resistivity of water-oil interface
SU1774294A1 (en) * 1990-11-22 1992-11-07 Inzh Ts Vnii Str Magistralnykh Device for checking dielectric coats on cylindrical metal parts for continuity
RU2087906C1 (en) * 1995-01-10 1997-08-20 Виталий Георгиевич Беляков Method and device for determining proportion of analyzed medium components
RU2362159C1 (en) * 2008-04-16 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения Method of flaw location in pipelines
RU2393466C2 (en) * 2007-01-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method
RU2503039C1 (en) * 2009-10-19 2013-12-27 Смит Интернэшнл, Инк. Microresistivity imaging in conductive and nonconductive drilling fluid

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985696A (en) * 1986-11-20 1991-01-15 Lagoven S.A. Electronic controller by resistivity of water-oil interface
SU1774294A1 (en) * 1990-11-22 1992-11-07 Inzh Ts Vnii Str Magistralnykh Device for checking dielectric coats on cylindrical metal parts for continuity
RU2087906C1 (en) * 1995-01-10 1997-08-20 Виталий Георгиевич Беляков Method and device for determining proportion of analyzed medium components
RU2393466C2 (en) * 2007-01-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" Method for magnetic inspection of interior profile of pipelines and device for realising said method
RU2362159C1 (en) * 2008-04-16 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения Method of flaw location in pipelines
RU2503039C1 (en) * 2009-10-19 2013-12-27 Смит Интернэшнл, Инк. Microresistivity imaging in conductive and nonconductive drilling fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718136C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") Method and device for monitoring of technical condition of internal protective-insulating coatings of operating field pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017123805A (en) 2019-01-10
RU2017123805A3 (en) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9759646B2 (en) Scale monitoring and inhibitor quantification technique in multiphase meters
US7642790B2 (en) Systems and methods for testing conductive members employing electromagnetic back scattering
CA2901851C (en) System and method for identifying levels or interfaces of media in a vessel
US7940061B2 (en) Systems and methods for detecting anomalies on internal surfaces of hollow elongate structures using time domain or frequency domain reflectometry
EP0817974B1 (en) Reflectometry methods for insulated pipes
US7196529B2 (en) Systems and methods for testing conductive members employing electromagnetic back scattering
US8310243B2 (en) Local electrochemical impedance spectroscopy (LEIS) for detecting coating defects in buried pipelines
US8030946B2 (en) In-pipe coating integrity monitor for very long pipes
EP2238440A2 (en) Automated phase separation and fuel quality sensor
EP3146320B1 (en) Detection apparatus and method
Cataldo et al. Simultaneous measurement of dielectric properties and levels of liquids using a TDR method
RU2679042C2 (en) Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines
AU2018250311B2 (en) Reflectometry devices and methods for detecting pipe defects
RU2704517C1 (en) Method and device for flaw detection of internal protective-insulating coatings of pipelines
RU2718136C1 (en) Method and device for monitoring of technical condition of internal protective-insulating coatings of operating field pipelines
RU2702408C1 (en) Method and device for scanning flaw detection of internal protective-insulating coatings of pipelines
JP2004198410A (en) Method for inspecting defect in coated pipe, and method for diagnosing corrosion
RU2671296C1 (en) Method of metal corrosion loss assessment in pipeline inaccessible area
RU2263333C2 (en) Method for detection of disruptions of insulating cover of underground pipeline
US10551335B2 (en) Hydrocarbon salinity measurement system at bottom of well at extreme conditions of pressure and temperature by means of time domain reflectometry
JP2007271540A (en) Corrosion estimation apparatus and corrosion estimation method
Guo et al. Instrument design for detecting the inner damage of casing
RU2559117C2 (en) Conductometric method to measure liquid level
JP4354499B2 (en) Judgment method for buried piping
Mousatov et al. Application of superficial electromagnetic methods for localization and inspection of oil and gas pipelines' technical condition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190706

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201124