RU2782679C1 - Apparatus for non-contact indication of pipeline current - Google Patents
Apparatus for non-contact indication of pipeline current Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782679C1 RU2782679C1 RU2021130505A RU2021130505A RU2782679C1 RU 2782679 C1 RU2782679 C1 RU 2782679C1 RU 2021130505 A RU2021130505 A RU 2021130505A RU 2021130505 A RU2021130505 A RU 2021130505A RU 2782679 C1 RU2782679 C1 RU 2782679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- pipeline
- contact
- pipe
- indication
- Prior art date
Links
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 238000005500 petroleum industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано, в частности, для контроля эффективности электрохимической защиты от коррозии подземного трубопровода без воздействия на металл труб, что позволяет не снимать изоляционное покрытие в местах установки и обеспечить возможность автоматизированной передачи данных в системы коррозионного мониторинга.The invention relates to the oil and gas industry and can be used, in particular, to control the effectiveness of electrochemical protection against corrosion of an underground pipeline without affecting the metal of the pipes, which makes it possible not to remove the insulating coating at the installation sites and to provide the possibility of automated data transmission to corrosion monitoring systems.
Предложенное устройство предназначено для измерения направления и силы тока в трубопроводе, а при комплексном использовании в системах коррозионного мониторинга индикатор позволяет выявлять зоны блуждающих токов вблизи защищаемого трубопровода, определять анодные зоны на трубопроводе, проводить анализ токораспределения на участке катодной защиты и определять зоны повреждения изоляции трубопровода.The proposed device is designed to measure the direction and strength of the current in the pipeline, and when used in complex corrosion monitoring systems, the indicator makes it possible to detect zones of stray currents near the protected pipeline, determine the anode zones on the pipeline, analyze the current distribution in the cathodic protection section and determine the pipeline insulation damage zones.
Известно устройство бесконтактного измерения тока катодной защиты [RU2379673, C1, G01N 27/72, 20.01.2010], содержащее феррозонд с первой компенсационной обмоткой, аналоговый преобразователь, включающий в себя измерительный усилитель, вход которого подключен к выходу феррозонда, а выход к первому избирательному усилителю, последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр низких частот, первый преобразователь напряжение-ток, выход которого подключен к первой компенсационной обмотке, аналого-цифровой преобразователь, цифровой выход которого соединен с первым входом контроллера, а аналоговый вход соединен с выходом фильтра низких частот, генератор возбуждения, выходы которого соединены с входом феррозонда и первым входом фазового детектора соответственно, вторую компенсационную обмотку, при этом, аналоговый преобразователь дополнительно содержит устройство вывода, устройство формирования временных интервалов, индикатор, клавиатуру, второй избирательный усилитель и преобразователь напряжение-ток, цифроаналоговый преобразователь и управляемый переключатель, первый вход которого соединен с первым выходом контроллера, второй выход которого соединен со входом устройства вывода, вход первого преобразователя напряжение-ток соединен через первые нормально замкнутый и нормально разомкнутые контакты управляемого переключателя с выходом фильтра низких частот и выходом цифроаналогового преобразователя соответственно, вход которого соединен с третьим выходом контроллера, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно со входами индикатора и клавиатуры, а второй вход контроллера соединен с выходом устройства формирования временных интервалов, вход которого соединен с выходом фильтра низких частот и через третий нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя с входом второго преобразователя напряжение-ток, выход которого соединен со второй компенсационной обмоткой, второй вход фазового детектора соединен через вторые нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты управляемого переключателя с выходами первого и второго избирательных усилителей соответственно, вход последнего из которых соединен с выходом измерительного усилителя.A device for non-contact measurement of the current of cathodic protection [RU2379673, C1, G01N 27/72, 20.01.2010], containing a ferroprobe with the first compensation winding, an analog converter that includes a measuring amplifier, the input of which is connected to the output of the fluxgate, and the output to the first selective amplifier, a phase detector and a low-frequency filter connected in series, the first voltage-to-current converter, the output of which is connected to the first compensation winding, an analog-to-digital converter, the digital output of which is connected to the first input of the controller, and the analog input is connected to the output of the low-frequency filter, the generator excitation, the outputs of which are connected to the fluxgate input and the first input of the phase detector, respectively, the second compensation winding, while the analog converter additionally contains an output device, a device for forming time intervals, an indicator, a keyboard, a second selective amplifier and a voltage converter voltage-to-current converter, a digital-to-analog converter and a controlled switch, the first input of which is connected to the first output of the controller, the second output of which is connected to the input of the output device, the input of the first voltage-to-current converter is connected through the first normally closed and normally open contacts of the controlled switch to the output of the low-pass filter and the output of the digital-to-analog converter, respectively, the input of which is connected to the third output of the controller, the fourth and fifth outputs of which are connected, respectively, to the inputs of the indicator and the keyboard, and the second input of the controller is connected to the output of the device for forming time intervals, the input of which is connected to the output of the low-pass filter and through the third normally open contact of the controlled switch with the input of the second voltage-to-current converter, the output of which is connected to the second compensation winding, the second input of the phase detector is connected through the second normally closed and normally open th contacts of the controlled switch with the outputs of the first and second selective amplifiers, respectively, the input of the last of which is connected to the output of the measuring amplifier.
Недостатком этого технического решения является относительно высокая сложность.The disadvantage of this technical solution is the relatively high complexity.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является бесконтактное устройство контроля тока утечки [RU2379673, C1, G01N 27/72, 20.01.2010], содержащее блок формирования сигналов из двух датчиков, с селективным фильтром, выпрямителями и усилителями, блок коррекции, индикатор тока утечки и аппарат защитного отключения, причем, дифференциальные датчики размещены на подводящих проводниках силового питания электрооборудования бесконтактно таким образом, что трансфоматор датчика переменной составляющей силового тока обхватывает один из подводящих проводников силового питания, а трансформатор другого датчика дифференциального тока обхватывает оба подводящих проводника силового тока.The closest in technical essence to the proposed one is a non-contact leakage current monitoring device [RU2379673, C1, G01N 27/72, 01/20/2010], containing a signal generation unit from two sensors, with a selective filter, rectifiers and amplifiers, a correction unit, a leakage current indicator and a residual current device, moreover, the differential sensors are placed on the power supply conductors of the electrical equipment in a non-contact manner, so that the transformer of the sensor of the variable component of the power current wraps around one of the supply conductors of the power supply, and the transformer of the other differential current sensor wraps around both supply conductors of the power current.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, обусловленная необходимостью использования трансформаторов, а также относительно узкая область применения, обусловленная возможностью измерения только относительно больших токов утечки электрофицированных устройств.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively high complexity due to the need to use transformers, as well as the relatively narrow scope due to the ability to measure only relatively high leakage currents of electrified devices.
Задача, которая решатся в предложенном устройстве, направлена на создание бесконтактного индикатора тока, используемого без воздействия на металл труб, что позволяет не снимать изоляционное покрытие в местах установки и обеспечить возможность автоматизированной передачи данных в системы коррозионного мониторинга.The task that will be solved in the proposed device is aimed at creating a non-contact current indicator used without affecting the pipe metal, which allows not to remove the insulating coating at the installation sites and provide the possibility of automated data transmission to corrosion monitoring systems.
Требуемый технический результат заключается в повышении точности измерений с одновременным расширением арсенала технических средств, обеспечивающих индикацию тока трубопровода без снятия изоляционного покрытия трубопроводов.The required technical result is to increase the accuracy of measurements with a simultaneous expansion of the arsenal of technical means that provide an indication of the current of the pipeline without removing the insulating coating of the pipelines.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство бесконтактной индикации тока трубопровода, содержащее блок измерительных приборов, выполненный с возможностью соединения со средствами катодной защиты, согласно изобретению, введены соединенные с блоком измерительных приборов вспомогательный электрод, электрод сравнения и, по крайней мере, один бесконтактный индикатор тока, закрепленный в точке приварки на трубе с охватывающей ее крепежной лентой из электротехнической стали.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, according to the invention, an auxiliary electrode connected to the measuring instrument unit, a reference electrode and, at least one non-contact current indicator fixed at the welding point on the pipe with an electrical steel fastening tape covering it.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, устройство бесконтактной индикации тока трубопровода содержит два бесконтактных индикатора тока, закрепленных в точке приварки на трубе с охватывающей ее крепежной лентой из электротехнической стали, на расстоянии друг от друга, равном 1 метру.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the device for non-contact indication of the pipeline current contains two non-contact current indicators fixed at the welding point on the pipe with a fixing tape made of electrical steel covering it, at a distance from each other equal to 1 meter.
На чертеже представлены:The drawing shows:
на фиг. 1 - устройство бесконтактной индикации тока трубопровода для случая использования одного бесконтактного индикатора тока, закрепленного на трубе с охватывающей трубу крепежной лентой из электротехнической стали;in fig. 1 - device for non-contact indication of pipeline current for the case of using one non-contact current indicator fixed on a pipe with an electrical steel fastening tape covering the pipe;
на фиг. 2 - устройство бесконтактной индикации тока трубопровода для случая использования двух бесконтактных индикаторов тока, закрепленных на трубе с охватывающими трубу крепежными лентами из электротехнической стали.in fig. 2 - device for non-contact indication of pipeline current for the case of using two non-contact current indicators mounted on a pipe with fixing bands made of electrical steel around the pipe.
Устройство бесконтактной индикации тока трубопровода содержит блок 1 измерительных приборов, размещенный в стойке контрольно-измерительного пункта и выполненный с возможностью соединения со средствами катодной защиты и соединенные с блоком измерительных приборов, вспомогательный электрод 2 и электрод 3 сравнения.The device for non-contact indication of the pipeline current contains a
Кроме того, устройство бесконтактной индикации тока трубопровода содержит, по крайней мере, один бесконтактный индикатор 4 тока, закрепленный на трубе 5 с охватывающей трубу крепежной лентой 6 из электротехнической стали (фиг. 1).In addition, the device for non-contact indication of the pipeline current contains at least one non-contact
В частном случае, устройство бесконтактной индикации тока трубопровода может содержать два бесконтактных индикатора 4 тока с охватывающими трубу крепежными лентами из электротехнической стали, закрепленных на трубе 5 на расстоянии друг от друга, равном не менее 1,5 м (фиг. 2). В частном случае это расстояние преимущественно равно 1 м.In a particular case, the device for non-contact indication of the pipeline current may contain two non-contact
Используется устройство бесконтактной индикации тока трубопровода следующим образом.A device for non-contact indication of pipeline current is used as follows.
Представленное устройство предназначено для измерения направления и силы тока в трубопроводе.The presented device is designed to measure the direction and strength of the current in the pipeline.
Помимо этого, при комплексном использовании в системах коррозионного мониторинга устройство позволяет решать следующие задачи:In addition, with complex use in corrosion monitoring systems, the device allows solving the following tasks:
- выявление зон блуждающих токов вблизи защищаемого трубопровода;- detection of stray current zones near the protected pipeline;
- определение анодных зон на трубопроводе;- determination of anode zones on the pipeline;
- проведение анализа токораспределения на участке катодной защиты;- analysis of current distribution in the area of cathodic protection;
- определение зон повреждения изоляции трубопровода.- determination of pipeline insulation damage zones.
Принцип работы устройства основан на эффекте Холла и для максимально точного измерения предусмотрено использование бесконтактного индикатора 4 тока, который крепится поверх трубы с крепежной лентой 6 из электротехнической стали без повреждения изоляции. После подачи питания устройство производит непрерывные измерения направления и силы тока и передачу измеренных значений по интерфейсной линии связи RS 485. Протокол передачи данных Modbus RTU (Slave).The principle of operation of the device is based on the Hall effect and for the most accurate measurement, the use of a non-contact
Таким образом, благодаря использованию вспомогательного электрода, электрод сравнения и, по крайней мере, одного бесконтактного индикатора тока, закрепленного в точке приварки на трубе с охватывающей ее крепежной лентой из электротехнической стали, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении точности измерений с одновременным расширением арсенала технических средств, обеспечивающих индикацию тока трубопровода без снятия изоляционного покрытия трубопроводов и автоматизированную передачу данных в системы коррозионного мониторинга.Thus, due to the use of an auxiliary electrode, a reference electrode and at least one non-contact current indicator fixed at the welding point on a pipe with a fixing tape made of electrical steel covering it, the required technical result is achieved, which consists in increasing the accuracy of measurements with simultaneous expansion an arsenal of technical means that provide indication of the current of the pipeline without removing the insulating coating of pipelines and automated transmission of data to corrosion monitoring systems.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782679C1 true RU2782679C1 (en) | 2022-10-31 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU785768A1 (en) * | 1978-03-27 | 1980-12-07 | Предприятие П/Я Г-4126 | Apparatus for contact-free measuring of currents in underground main pipelines |
RU2574696C2 (en) * | 2011-09-12 | 2016-02-10 | ЭсЭмСи КОРПОРЕЙШН | Securing tape of position sensor |
CN111413536A (en) * | 2020-05-11 | 2020-07-14 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | High-precision detection device and method for stray current of buried pipeline |
CN111579846A (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 浙江浙能天然气运行有限公司 | High-voltage direct-current detection device and detection system for buried metal pipeline |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU785768A1 (en) * | 1978-03-27 | 1980-12-07 | Предприятие П/Я Г-4126 | Apparatus for contact-free measuring of currents in underground main pipelines |
RU2574696C2 (en) * | 2011-09-12 | 2016-02-10 | ЭсЭмСи КОРПОРЕЙШН | Securing tape of position sensor |
CN111579846A (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 浙江浙能天然气运行有限公司 | High-voltage direct-current detection device and detection system for buried metal pipeline |
CN111413536A (en) * | 2020-05-11 | 2020-07-14 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | High-precision detection device and method for stray current of buried pipeline |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5481198A (en) | Method and device for measuring corrosion on a portion of a metallic path carrying an undetermined load current | |
CN104988513B (en) | The GIC measuring methods and device of buried oil-gas pipeline and cathode protection device | |
JP2008164374A (en) | Device and method for measuring leakage current | |
JP5743296B1 (en) | Leakage location exploration method and apparatus | |
JP2011137718A (en) | Device for monitoring high voltage insulation | |
RU2782679C1 (en) | Apparatus for non-contact indication of pipeline current | |
KR20000037146A (en) | A new technical method and equipment for the grounding resistance measurement on power service | |
JP4984411B2 (en) | Insulation degradation position evaluation apparatus and method | |
RU2377581C1 (en) | Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation | |
CN204558230U (en) | Cable punching full-shield electronic current transducer | |
US4725778A (en) | Detecting resistance faults | |
RU2566112C2 (en) | Method for determining heat pipeline leakage point | |
JP2008232737A (en) | Electric leakage detection method and digital tester used in the same method | |
KR20000037145A (en) | A new diagnostic technique and equipment for lightning arrester by leakage current harmonic analysis on power service | |
Plakhtiev et al. | Estimation of the error of a magnetic modulation non-contact wide-range device for non-destructive control of high amperage currents | |
KR100888902B1 (en) | Low Voltage On-Line Insulation Monitoring System | |
WO1988001748A1 (en) | Method and device for determination of the condition of the insulation of an object made of an electrically conducting material, coated with an electrical insulation and positioned in an electrically conducting medium | |
KR20080015663A (en) | Insulation monitoring system | |
EP0036257A1 (en) | Equipment for monitoring a signal current in an elongate conductor | |
RU2157424C1 (en) | Cathode protection system and diagnostics of pipe-lines | |
JP2848850B2 (en) | Corrosion protection system for steel pipes for gas transport | |
RU2364879C1 (en) | System to diagnose nonlinear surge suppressor (nss) at operating voltage | |
JP2005315864A (en) | Impedance measuring method and diagnostic method for piping corroded condition | |
RU2767717C1 (en) | Device for quality control of insulating coating of steel pipeline laid in soil | |
KR20190012785A (en) | Test Box Remote Monitoring System For Measuring Protective Potential Base On NarrowBand Internet Of Things |