Способ контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов и система для его реализации

Способ контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов и система для его реализации

Реферат

Изобретения относятся к трубопроводному транспорту и могут быть использованы для контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов (МТ).

При взаимном пересечении МТ могут возникать нежелательные процессы, связанные с их взаимодействием, имеющие различную физическую природу, например нестабильность пространственного положения МТ, которое может привести как к появлению силового контакта между трубопроводами, так и к повышению уровня напряженно-деформированного состояния. Также может быть превышена допустимая разность потенциалов пересекающихся трубопроводов, что может привести к образованию опасных токов утечки и резкому усилению коррозионных процессов.

В настоящее время в патентной и научно-технической литературе отсутствуют аналоги, направленные на решение поставленной задачи.

Ниже приводятся описания технических решений, не имеющих аналогов. Способ контроля технического состояния пересечений МТ заключается в том, что измеряют значение электрического сопротивления R между пересекающимися трубопроводами и при R<R₀, где R₀ - пороговое значение, диагностируют угрозу опасного состояния пересечения.

Пороговое значение R₀ задают в интервале от 1 до 5 Ом.

Электрическое сопротивление R измеряют на переменном токе.

Частоту переменного тока задают в интервале от 200 до 400 Гц.

Электрическое сопротивление R измеряют на постоянном токе.

Силу постоянного тока задают в интервале от 50 мА до 1 А.

Система контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов содержит источник тока и усилитель, подключенные параллельно к контролируемой паре пересекающихся трубопроводов в месте их пересечения и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также блок передачи цифровой информации и регистратор, при этом выход усилителя подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, а выходы микропроцессора - к регистратору и управляемым входам источника тока и блока передачи цифровой информации.

Система дополнительно содержит датчик утечки транспортируемой среды, выход которого подключен через дополнительно введенный аналого-цифровой преобразователь к микропроцессору.

Блок передачи цифровой информации выполнен в виде радиомодема, или блока передачи цифровой информации по кабелю, или блока передачи цифровой информации по трубопроводу.

Система содержит дисплей, установленный в диспетчерском пункте оперативного контроля состояния пересечения трубопроводов.

Система содержит сервер сбора, хранения и отображения информации, средства оповещения служб оперативного реагирования об опасном состоянии пересечения.

Изобретения поясняются чертежом, на котором представлена схема системы для реализации способа контроля технического состояния для одного пересечения двух МТ.

Данные способ и система могут быть последовательно или одновременно применены для множества пересечений МТ.

Система контроля технического состояния пересечения 1 трубопроводов 2, 3 содержит электроды 4, 5, приваренные соответственно к трубопроводам 2, 3, с которыми параллельно электрически соединены усилитель 6 и источник постоянного или переменного тока 7.

Имеются также последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8 и микропроцессор (МП) 9, а также блок 10 передачи цифровой информации (БПЦИ) 10, выполненный в виде радиомодема или блоков передачи информации по кабелю или трубопроводу. Информация передается на диспетчерский пункт контроля состояния пересечения МТ (на чертеже не показан).

Система включает в себя регистратор 11 технического состояния пересечения МТ 2 и 3. Система может дополнительно содержать датчик утечки транспортируемой среды, выход которого подключен через дополнительно введенный АЦП к МП 9 (датчик утечки и дополнительный АЦП на чертеже не приведены).

Система также включает в себя дисплей, установленный в диспетчерском пункте, и сервер сбора, хранения и отображения информации (на чертеже не показаны).

Система может включать в себя средства оповещения служб оперативного реагирования об опасном состоянии пересечения (на чертеже не показаны).

Способ реализуется следующим образом на примере двух пересекающихся трубопроводов.

С помощью источника 7 постоянного или переменного токов замыкается электрическая цепь электрод 4, МТ 3, грунт межтрубного пространства в месте пересечения 1 трубопроводов 2,3, МТ 2, электрод 5.

При этом в зависимости от значения электрического сопротивления R между парой МТ 2 и 3 величина сигнала, поступающего с электродов 4,5 на усилитель 6 будет различной.

В свою очередь величина электрического сопротивления R между парой трубопроводов 2,3 будет зависеть от расстояния между МТ и состояния грунта в промежутке между трубопроводами в месте пересечения 1.

Изменение расстояния между трубопроводами в месте контролируемого пересечения 1 может привести к появлению опасного силового контакта у МТ, а изменение физико-химического состояния грунта - к резкому ускорению коррозионных процессов в месте пересечения трубопроводов. Оба процесса ведут к появлению опасного состояния контролируемого пересечения.

После усилителя 6 сигнал R через АЦП 8 подается на вход МП 9, где сравнивается с опорным значением сопротивления R₀, значение которого задается исходя из расчетно-экспериментальных данных конкретного пересечения МТ. Как показали эксперименты, R₀ лежит в интервале (1,0…5,0) Ом для большинства пересечений МТ.

Для диагностики штатного состояния пересечения МТ значение R не должно быть ниже наперед заданного порогового значения R₀.

Значение R₀ заносится заранее в МП 9, сигнал с которого направляется на регистратор 11 и БПЦИ 10. Информация о техническом состоянии пересечений трубопроводов передается на диспетчерский пункт (не показан).

Измерение сопротивления R можно проводить как на переменном, так и на постоянном токах. В первом случае используют переменный ток частотой (200…400) Гц, во втором - постоянный ток силой (0,05…5) А.

Данные величины являются оптимальными для решения поставленной задачи и подобраны расчетно-экспериментальным путем для типовых пересечений МТ.

1. Способ контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов, заключающийся в том, что измеряют значение электрического сопротивления R между пересекающимися трубопроводами и при R<R₀, где R₀ - пороговое значение, диагностируют угрозу опасного состояния пересечения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пороговое значение R₀ задают в интервале от 1 до 5 Ом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое сопротивление R измеряют на переменном токе.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что частоту переменного тока задают в интервале от 200 до 400 Гц.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое сопротивление R измеряют на постоянном токе.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что силу постоянного тока задают в интервале от 50 мА до 1 А.

7. Система контроля технического состояния пересечений магистральных трубопроводов, содержащая источник тока и усилитель, подключенные параллельно к контролируемой паре пересекающихся трубопроводов в месте их пересечения, и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также блок передачи цифровой информации и регистратор, при этом выход усилителя подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, а выходы микропроцессора - к регистратору и управляемым входам источника тока и блока передачи цифровой информации.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик утечки транспортируемой среды, выход которого подключен через дополнительно введенный аналого-цифровой преобразователь к микропроцессору.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что блок передачи цифровой информации выполнен в виде радиомодема.

10. Система по п.7, отличающаяся тем, что блок передачи цифровой информации выполнен в виде блока передачи цифровой информации по кабелю.

11. Система по п.7, отличающаяся тем, что блок передачи цифровой информации выполнен в виде блока передачи цифровой информации по трубопроводу.

12. Система по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дисплей, установленный в диспетчерском пункте оперативного контроля состояния пересечения трубопроводов.

13. Система по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сервер сбора, хранения и отображения информации.

14. Система по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства оповещения служб оперативного реагирования об угрозе опасного состояния пересечения.