Способ определения мест утечек в трубопроводах

Способ определения мест утечек в трубопроводах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам определения мест малых утечек в подземных трубопроводах пссредстзом воздействия на них электрического поля и позволяет расширить функциональные возможности способа и повысить чувствительность к появлению мапых утечек нефтепродукта. Первоначально определяют электрическую емкость между диагностируемым трубопроводом и стержневым зондом при параллельном расположении зонда относительно оси трубопровода на поверхности грунта непосредственно над трубопроводом. Затем проводят аналогичные замеры в двух сопряженных точках на расстоянии х и 2х от точки первого замера при плоскопараллельном переносе зонда в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, и по трем измерениям вычисляют глубину залегания трубопровода. Рассчитывают теоретическое значение электрической емкости для этой глубины, определяют отношения величин теоретической и экспериментальной, измеренной непосредственно над трубопроводом , электрических емкостей по всей трассе диагностируемого трубопровода и по величине отношений электрических емкостей определяют место утечки нефтепродукта по трассе трубопровода. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1777О14 А1 (! 9) (11) (51)5 G 01 M 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4866138/28 (22) 14,09.90 (46) 23.11.92, Бюл. ¹ 43 (72) А.П.Белкин, Г.Г.Гужавин и Х.И.Асхабов (56) Патент США

N 4570477, кл. G 01 M 3/16, Заявка Японии № 59 — 38537, кл. G 01 M 3/18. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ УТЕ (ЕК В ТРУБОПРОВОДАХ (57) Изобретение относится к способам определенил мест малых утечек в подземных трубопроводах посредством воздействил на них электрического полл и позволяет расширить функциональные возможности способа и повысить чувствительность к появлению малых утечек нефтепродукта.

Первоначально определяют электрическую емкость между диагчостируемым трубапроИзобретение относится к области технического диагностирования трубопроводных коммуникаций, в частности к способам определения утечек в подземных трубопроводах.

Известен способ определения утечек B подземных трубопроводах с помощью коаксиальнога кабеля, прокладываемого в непосредственной близости от трубопровода или спирально обматываемого вокруг трубопровода. Внутренний и наружный проводники кабеля разделены пористой диэлектрической оболочкой, При возникновении утечки нефтепродукты проникают в пористую диэлектрическую оболочку, разделя1ощую внутренний и наружный проводводам и стержневым зондом при параллельном расположении зонда относительно оси трубопровода на поверхности грунта непосредственно над трубопроводом. Затем проводят аналогичные замеры в двух сопряженных точках на расстоянии х и 2х от точки первого замера при плоскопараллельном переносе зонда в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, и по трем измерениям вычисляют глубину залеганил трубопровода, Рассчитывают теоретическое значение электрической емкости для этой глубины, определяют отношения величин теоретической и экспериментальной, измеренной непосредственно над трубопроводом, электрических емкостей по всей трассе диагностируемого трубопровода и по величине отношений электрических емкостей определяют место утечки нефтепродукта по трассе трубопровода. 2 ил. ники кабеля, в результате чего изменяется емкостное сопротивление между проводниками коаксиальнаго кабеля и изменение этого сопротивления служит индикатором утечки, Однако этот способ имеет рлд недостатков. Во-первых, этот способ применим только при условии, чта на трубопровод в процессе строительства наложен специальный кабель. Во-вторых, этот способ определяет только факт утечки, но не местоположение утечки, B-трстьих, прокладка специального кабеля в процессе строительства трубопровода требует дополнительных затрат. В-четвертых, извсстный способ не обладает достаточной

1777014 чувствительностью к малым утечкам нефте,и родукта.

Наиболее близким техническим решением является способ определения мест утечек в трубопроводах, в котором одним из электродов является покрытие, выполненное на наружной поверхности теплоизоляционного материала, а другие электроды подключены непосредственно к трубопроводу с текущей средой в нескольких, определенным образом выбранных точках.

Величину утечки определяют по разности длительности импульсов мультиплексора, определяемого электрической емкостью между указанными электродами и длительностью импульсов ждущего мультивибратора, определяемого электрической емкостью конденсатора сравнения.

Однако этот способ имеет ряд недостатков. Во-первых, этот способ применим тольКо в том случае, если есть возможность свободного выбора точек подключения непосредственно к трубопроводу, что представляет определенную трудность при обследовании подземных трубопроводов.

Во-вторых, этот способ применим только для трубопроводов с металлизированным покрытием теплоизоляционного слоя, что также сужает область применения данного изобретения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение чувствительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе к трубопроводу и к металлическому покрытию теплоизоляционного слоя подключается несколько электродов и по разности длительности импульсов мультиплексора, определяемого электрической емкостью между указанными электродами и длительности импульсов ждущего мультивибратора, определяемого электрической емкостью конденсатора сравнения определяют величину утечки.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве измеряемого параметра используют электрическую емкость между зондом и трубопроводом как обкладками электрического конденсатора, Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". В известном решении контролируют изменение диэлектрических свойств теплоизоляционного материала трубопровода. В заявляемом решении определяется изменение электрической емкости вследствие изменения диэлектрической проницаемости грунта в результате утечек иэ трубопровода. Это отличие позволяет утверждать о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "существенные от5 личия".

Измерение электрической емкости пары зонд-трубопровод в трех точках íà поверхности земли, когда одна из точек замера находится непосредственно над

10 трубопроводом, а две другие — на расстоянии х и 2х от первой точки замера, причем расстояния откладываются по прямой перпендикулярной оси пролегания трубопровода, позволяет определить глубину

15 залегания трубопровода с достаточно высокой точностью. Глубина залегания трубопровода определяется следующим образом.

По величине электрической емкости

20 пары зонд-трубопровод, измеренной в трех точках (С, С2 и C3), определяют безразмерный относительный параметр t no формуле

25 t = (Сз(С2 С1))/((С2(Сз-С1)), (1) Глубина залегания трубопровода определяется по следующей зависимости: (2) 30 d=At +Ht+D, 55 5

4П Ln(1+V j d )- d — / -ЮИЗ

{3) Наличие мест утечек по длине трубопровода определяется по отношению значений электрической емкости пары зонд-трубопровод, экспериментальной, измеренной непосредственно над трубопроводом, и теоретической, К С

С (4) На фиг,1 представлена схема измерения электрической емкости пары зонд-трубопровод, где обозначено: 1 — положение зонда в первой точке замера нспосредственно над трубопроводом;

2 — положение зонда so второй точке замера на удавлении х от первой точки замера; где А, В, С вЂ” коэффициенты, определяемые конкретными параметрами зонда. Затем определяется величина теоретической

35 электрической емкости пары зонд-трубопровод для рассчитанной глубины залегания трубопровода d по формуле

1777014

3 — поло>кение зонда в третьей точке замера на удалении 2х от первой точки замера;

4 — lloBepxHocTb грунта;

5 — заглубленный трубопровод.

На фиг,2 представлена последовательность определения места утечки нефтепродукта в подземном трубопроводе, где обозначено:

"I — заглубленный трубопровод;

2 — место утечки нефтепродукта в грунт;

3 — поверхность грунта;

4 — зависимость глубины залегания трубопровода по его длине;

5 — зависимость величины отношения теоретической электрической емкости пары зонд-трубопровод, к величине электрической емкости, измеренной непосредственно над трубопроводом по длине трубопровода.

Предлагаемый способ определенил мест малых утечек в подземных трубопроводах реализован следующим образом, Первоначально определяется местоположение заглубленного трубопровода по величине электрической емкости пары зонд-трубопровод, При нахождении непосредственно над трубопроводом величина электрической емкости принимает максимальное значение. Следующий шаг — определение направленил пролегания трубопровода посредством поворота зонда вокруг фиксированной точки, Максимальное значение величины электрической емкости указывает на направление заглубленного трубопровода, В данной точке определяетсл значение электрической емкости (С|), Затем зонд переносится во вторую и третью точки замера параллельно по прямой, перпендикулярной направлению оси трубопрогода, на расстоянии х и 2х соответственно, В этих точках определяетсл величина электрической емкости(Cz и Сз). Затем результаты измерений (Сф, С2 и Сз) преобразовываются в безразмерный относительный парамегр К по формуле (1), рассчитывается глубина залеганил подземного трубопровода (d) по формуле (2) и определяется величина теоретической электрической емкости пары зонд-трубопровод (С ).по формуле (3), причем глубина залегания трубопровода в формуле (3) является величиной, полученной по формуле (2).

Затем определяется безразмерный относительный параметр К по формуле (4).

Аналогичные операции производятсл в нескольких точках по трассе трубопровода

По результатам проведенных измерений и расчетов по длине трубопровода строится график (фиг.2). Резкое изменение величины К в некоторой области по длине трубопровода указывает на возникновение утечки нефтепродукта в грунт из подземнага трубопровода на данном участке.

Использование предлагаемого способа определения мест малых утечек в подземных трубопроводах обеспечивает па сравнению с существующими способами следующие преимущества; — позволяет выявить незначительные утечки нефтепродукта в подземных трубопроводах; — позволяет определить с высокой точностью область распространения пятна нефтепродукта в грунте; — доступность и дешевизна измерительной аппаратуры, а также простота конструкции зонда позволит снизить затраты на реализацию способа.

Формула изобретения

Способ определения мест утечек в трубопроводах путем измерения электрической емкости между трубопроводом и электродом по всей трассе трубопровода, о т л и ч а «а щ и и с л тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышенил чувствительности, в качестве электрода используют стержневой зонд, измерение электрической емкости осуществляют при параллельном расположении зонда относительно оси трубопровода на поверхности грунта непосредственно над трубопроводом, дополнительно измеряют электрическую емкость при плоскопараллельном переносе зонда по поверхности грунта в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, на двух расстоянилх х и

2х от поло>кения при первом измерении по трем измеренным значениям определяют глубину эалеганил трубопровода, теоретическое значение электрической емкости для этой глубины и отношение теоретического значения к измеренному непосредственна над трубопроводам, повторные измерения по всей трассе трубопровода осуществля ат аналогично и определяют по всей трассе значение I<, и по изменению этого значения определя от место утечки.

1777014 и ° I

Составитель Х. Асхабов

Редактор М. Кузнецова Техред M,Moðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ 4116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина п