RU2748297C1

RU2748297C1 - Method for determining the location of a stopped inline device

Info

Publication number: RU2748297C1
Application number: RU2020117238A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Супрунчик; Алексей Станиславович Маслов; Александр Владимирович Ямкин; Виктор Владимирович Киселев; Антон Сергеевич Кремис
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск")
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-05-21

Abstract

FIELD: pipeline operation.SUBSTANCE: invention relates to pipeline operation and is aimed at determining the location of an inline device that stopped inside a pipeline. The location of the inline device that stopped inside the pipeline is determined by the position of the maximum of the autocorrelation function of the infrasonic acoustic signal in the pipeline. Infrasonic acoustic noise propagates from the pumping station towards the inline device that stopped inside the pipe and is reflected from it. Acoustic noise in the pipeline is recorded by an acoustic sensor located in the area between the pumping station and the inline device.EFFECT: invention determines the location of an inline device that stopped in a pipeline without the use of special emitting devices while ensuring high accuracy and range.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов и предназначено для определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства внутри трубопровода.The invention relates to the field of operation of pipelines and is intended to determine the location of a stopped inline device inside the pipeline.

Известен импульсно-акустический способ определения местоположения внутритрубного снаряда и устройство для его осуществления (RU, патент №2307978 от 10.10.2007), заключающийся в том, что с места измерения посылают по центру трубопровода к внутритрубному снаряду акустический импульс, генерируемый путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха, в полость магистрального трубопровода в направлении внутритрубного снаряда с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца подачи и процесса импульсной подачи воздуха, принимают в месте измерения акустический импульс, отраженный от внутритрубного снаряда, при этом измеряют промежуток времени от момента посылки акустического импульса до момента приема отраженного акустического импульса и определяют расстояние от места измерения до внутритрубного снаряда.There is a known impulse-acoustic method for determining the location of the in-line slug and a device for its implementation (RU, patent No. 2307978 dated 10.10.2007), which consists in the fact that an acoustic pulse is sent from the measurement point along the center of the pipeline to the in-line slug, generated by pulsed supply of a portion of compressed up to supercritical air pressure, into the main pipeline cavity in the direction of the in-line shell with the maximum time-limited duration of transient processes of the beginning and end of the air supply and the process of pulsed air supply, an acoustic pulse reflected from the in-line shell is taken at the measurement point, while measuring the time interval from the moment sending an acoustic pulse until the moment of receiving the reflected acoustic pulse and determining the distance from the measurement point to the inline shell.

Недостатком известного способа является необходимость применения специального устройства для генерации акустического импульса.The disadvantage of this method is the need to use a special device for generating an acoustic pulse.

Наиболее близким аналогом является способ и устройство для обнаружения и диагностики дефектов газовых трубопроводов (RU, патент №2422814 от 27.06.2011), заключающийся в том, что на трубе устанавливают накладной датчик продольных колебаний, с его помощью записывают в память вычислительного устройства в течение достаточно длительного интервала времени оцифрованный естественный шумовой сигнал газового потока, содержащий в себе отражения от дефектов трубопровода, разделенные временными задержками, а затем вычисляют функцию автокорреляции записанного сигнала путем последовательных сдвигов исходного сигнала дискретными шагами в пределах временной задержки отражений на максимальную дистанцию зондирования, при этом координаты дефектов определяют по положению максимумов функции автокорреляции на временной оси, а классификацию дефектов производят по амплитуде, длительности и форме корреляционных максимумов.The closest analogue is a method and a device for detecting and diagnosing defects in gas pipelines (RU, patent No. 2422814 dated 06/27/2011), which consists in the fact that a patch sensor of longitudinal vibrations is installed on the pipe, with its help it is written into the memory of the computing device for a sufficient a long time interval a digitized natural noise signal of a gas flow, containing reflections from pipeline defects, separated by time delays, and then the autocorrelation function of the recorded signal is calculated by successive shifts of the original signal in discrete steps within the time delay of reflections to the maximum sensing distance, while the coordinates of the defects are determined by the position of the maxima of the autocorrelation function on the time axis, and the classification of defects is performed by the amplitude, duration and shape of the correlation maxima.

Недостатком известного аналога является применение накладных датчиков продольных колебаний подверженных влиянию шумов, приходящих снаружи трубопровода, что снижает отношение полезного сигнала к шумам. Другой недостаток заключается в регистрации шумового сигнала газового потока, ограничивающего применение известного способа на трубопроводах с внутренней средой в газообразном агрегатном состоянии.The disadvantage of the known analogue is the use of overhead longitudinal vibration sensors influenced by noise coming from outside the pipeline, which reduces the ratio of the useful signal to noise. Another disadvantage lies in the registration of the noise signal of the gas flow, which limits the application of the known method to pipelines with an internal medium in a gaseous aggregate state.

Целью заявляемого изобретения является устранение перечисленных недостатков для достижения такой цели, как определение местоположения остановившегося (застрявшего) внутритрубного устройства в трубопроводах с внутренней средой в жидком или газообразном агрегатном состоянии при обеспечении высокой точности и дальности.The aim of the claimed invention is to eliminate the above disadvantages to achieve such a goal as determining the location of a stopped (stuck) inline device in pipelines with an internal medium in a liquid or gaseous aggregate state while ensuring high accuracy and range.

Поставленная цель решается тем, что обнаружение остановившегося внутритрубного устройства осуществляется с использованием инфразвуковых акустических шумов, распространяющихся во внутренней среде трубопровода, при этом регистрация акустического сигнала осуществляется при помощи акустического датчика, установленного на трубопроводе и контактирующего с внутренней средой трубопровода.This goal is solved by the fact that the detection of a stopped in-line device is carried out using infrasonic acoustic noises propagating in the internal environment of the pipeline, while the acoustic signal is recorded using an acoustic sensor installed on the pipeline and in contact with the internal environment of the pipeline.

Способ в частности может характеризоваться тем, что источником инфразвукового акустического шума может быть насосная станция.In particular, the method can be characterized in that a pumping station can be a source of infrasonic acoustic noise.

Способ в частности может характеризоваться тем, что источником инфразвукового акустического шума может быть запорная арматура.In particular, the method can be characterized by the fact that the source of infrasonic acoustic noise can be shut-off valves.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве акустического датчика применен гидрофон.The method can be characterized in particular in that a hydrophone is used as an acoustic sensor.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве акустического датчика применен датчик давления.The method can be characterized in particular in that a pressure sensor is used as an acoustic sensor.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве внутренней среды трубопровода может быть газ.The method can be characterized in particular in that gas can be used as the internal medium of the pipeline.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве внутренней среды трубопровода может быть жидкость.The method can be characterized in particular in that the internal medium of the pipeline can be a liquid.

На Фиг. 1 схематично изображена схема, поясняющая сущность изобретения. На трубопроводе (1) между остановившимся внутритрубным устройством (2) и насосной станцией (3) расположен акустический датчик (4), контактирующий с внутренней средой трубопровода. Инфразвуковой акустический шум от насосной станции, распространяющийся во внутренней среде трубопровода, проходит в направлении остановившегося внутритрубного устройства и отражается от него обратно. Инфразвуковой акустический шум в трубопроводе регистрируется акустическим датчиком. Данные с акустического датчика подвергаются автокорреляционной обработке с накоплением. По положению максимума автокорреляционной функции вычисляется расстояние от акустического датчика до внутритрубного устройства.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the essence of the invention. On the pipeline (1) between the stopped in-line device (2) and the pumping station (3) there is an acoustic sensor (4) in contact with the internal environment of the pipeline. Infrasonic acoustic noise from the pumping station, propagating in the internal environment of the pipeline, passes in the direction of the stopped inline device and is reflected back from it. Infrasonic acoustic noise in the pipeline is recorded by an acoustic sensor. The data from the acoustic sensor is subjected to autocorrelation processing with accumulation. The position of the maximum of the autocorrelation function is used to calculate the distance from the acoustic sensor to the in-line device.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что инфразвуковой акустический сигнал распространяется на большие расстояния, обеспечивая дальность определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства. Применение акустических датчиков, контактирующих с внутренней средой трубопровода, увеличивает отношение полезного сигнала к шумам, что также увеличивает дальность и точность определения местоположения.The advantages of the proposed method are that the infrasonic acoustic signal propagates over long distances, providing a range for determining the location of a stopped inline device. The use of acoustic sensors in contact with the internal environment of the pipeline increases the ratio of the useful signal to noise, which also increases the range and accuracy of location determination.

Способ может быть использован на трубопроводах с внутренней средой в жидком или газообразном агрегатном состоянии. Изобретение может быть реализовано в виде автоматизированной системы, что позволит удаленно и в непрерывном режиме обнаруживать остановившееся (застрявшее) внутритрубное устройство.The method can be used on pipelines with an internal medium in a liquid or gaseous state of aggregation. The invention can be implemented in the form of an automated system that will allow remote and continuous detection of a stopped (stuck) inline device.

Claims

A method for determining the location of a stopped in-line device, which consists in registering with an acoustic sensor in contact with the product inside the pipeline, infrasonic acoustic noise propagating in the internal environment of the pipeline in the section between the source of infrasonic acoustic noise and a stopped (stuck) in-line device, calculating and accumulating the autocorrelation function acoustic noise signal, finding the maximum of the autocorrelation function and determining the position of the maximum of the autocorrelation function of the distance from the acoustic sensor to the in-line device.