Способ определения места и характерного размера течи в подземном трубопроводе

 

Сущность изобретения: в трубопроводе создают электромагнитное излучение помещенным в нем излучателем передатчика и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ее место на трассе. Вдоль трубопровода ориентировано посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принимают их приемником. Полоса пропускания приемника равна диапазону излучения передатчика. Местоположение и характерный размер отверстия течи определяют по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя частоту спада. 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 17 D 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886575/29 (22) 26.11.90 (46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Московский инженерно-физический институт . (72) Р.М.Исахов, В.М,Казаков, С.В.Алексеев, Л.С. Кокорев и В.А. Пономарев (56) Авторское свидетельство СССР № 72410, кл, 6 01 V 3/06, 1946.

Молдаванов О.И. Производственный контроль в трубопроводном строительстве.

Недра: 1986, с. 261. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА И ХАРАКТЕРНОГО РАЗМЕРА ТЕЧИ В ПОДЗЕМ НОМ ТРУБОПРОВОДЕ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения места течи и характерного размера течи в подземном трубопроводе.

Цель изобретения — повышение эффективности определения места и характерного размера течи и снижение трудозатрат.

На фиг, 1 показан разрез участка трубопровода со схематическим изображением реализации способа.

Способ реализуется следующим образом.

От передатчика 1 сверхвысокочастотный сигнал подается на излучатель 2, помощенный в газовую или газоконденсаторную среду внутри трубопровода 3. От излучателя электромагнитное поле распространяется вдоль трубопровода, отражаясь от стенок 4.

В месте трубопровода, где находится отверстие течи 5 генерируется электромагнитный

„„ U„„1812386 А1

2 (57) Сущность изобретения: в трубопроводе создают электромагнитное излучение помещенным в нем излучателем передатчика и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ее место на трассе, Вдоль трубопровода ориентировано посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принймают их приемником. Полоса пропускания приемника равна диапазону излучения передатчика. Местоположение и характерный размер отверстия течи определяют по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя часm y cnapa. 2 ил. сигнал, который покидает пределы трубопровода и пройдя толщину грунта 6 попадает на приемную антенну 7 приемника 8 электромагнитного излучения.

Для определения характерного размера

D отверстия течи 5 используется следующее соотношение между критической длиной волны излучения il кр и D:

Якр = l,25 О, при котором происходит переход от экспоненциального затухания излучения в канале, образованном отверстием 5 в стене трубы 4, к пропусканию, обусловленному возможностью распространения основной волны в волноводном канале отверстия 5.

Если трубопровод заполнен средой с относительной диэлектрической проницаемостью г, то соответствующая Я р частота излучения бакр определяется из выражения;

1812386 где с — скорость света в вакууме.

Таким образом, зная частоту излучения

f p, при которой начинает резко возрастать сигнал на входе приемника, используемого для пеленгации течи, можно определить характерный равмер отверстия. течи:

4с

5%Г1кр

На фиг.2 представлен график зависимости коэффициента пропускания t излучения отверстием диаметра О = 2 а в экране толщиной d от относительной толщины экрана d/28. Иэ вида зависимости f = f)d/2à) следует, что оценка характерного размера отверстия О будет точной при d /2а>1.

Именно в этой области наблюдается резкая зависимость коэффициента пропускания с (1) от величины ka =2аб/А, т.е. при небольшом изменении частоты сигнала интенсивности прошедшего через отверстие излучения сильно изменяется. При ka - 2,5 в волноводном канале, образованном отверстием в стенке трубы, может распространяться основная волна — поэтому наблюдается периодическая зависимость

t отd.

Эффективность предложенного -способа заключается в облегчении поиска места течи трубопровода, расширения возможности определения характерного размера течи при снижении. трудозатрат за счет исключения каких-либо земляных работ или остановки транспортирования газа или газоконденсата по трубопроводу. Способ позволяет спределить наличие дефекта в трубопроводе как при наличии в нем нефтепродуктов, так и при их отсутствии.

Пример, Для расчета чувствительности приемно-передающей системы для реальных условий используем следующие параметры:

Р - 3 Вт — мощность электромагнитного излучения, возбуждаемая в трубопроводе;

О " 2йтр = 0,7 "диаметр трубы трубопровода;

d - 0,01 м — толщина стенки трубы;

2а 4 см — диаметр отверстия течи;

I = 100 км = 10 м - удаленность течи от источника излучения;

h = 2 м — глубина залегания трубопровода;

1=3ra = 0,2 м-длина волны излучения. в трубопроводе

Используя формулы, возможно рассчитать необходимые параметры приемника излучения в месте течи, в частности:

Е» = 0,32 В/м-амплитуда колебаний электрического поля в трубопроводе в сечении с течью;

Еи1= 1,74 10 В/м — амплитуда колвба-3 ний электрического поля на внешней сторо15 не отверстия;

E 2 = 4,3 ° 10 B/ è — амплитуда колеба-5 ний электрической компоненты э/м поля вблизи поверхности грунта со стороны атмосферы, П =2,6 10 12 Вт/м — плотность потока . излучения в области приемной антенны вблизи от поверхности грунта и при соприкосновении измерения приемной антенны йг 60 ом сигнал на входе приемника U =

25 =V/Кг П=1,2 105В.

Таким образом, для обнаружения течи необходим приемник с чувствительностью

S 10 м кВ, Формула изобретения

Способ определения места и характерного размера речи в подземном трубопроводе, заключающийся в том, что в трубопроводе создают электромагнитное

- излучение с помощью помещенного в нем:

35 излучателя передачи и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ее место на трассе, отличающийся тем, что вдоль трубопровода ориентироваино

40 посылают. сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принимают их с помощью приемника, полоса ппропускания которого равна диапазону излучения

45 передатчика, при этом местоположение и характерный размер отверстия течи опредеllAIoT по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя частоту спада.

1812386

1.0

0>5

0@8

Составитель С.Алексеев

Техред M.Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1568 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5