Способ определения момента и места утечки продукта из трубопровода с полой герметичной оболочкой

 

Изобретение относится к способам обнаружения утечек из трубопроводов в полых герметичных оболочках и кожухах. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости при обнаружении утечек. В способе датчики, чувствительные к изменению давления, устанавливают в полости герметичной оболочки, покрывающей трубопровод, и регистрируют момент появления волны повышенного давления, возникшей в месте утечки и распространяющейся по полости герметичной оболочки в обе стороны от места утечки.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может найти применение для обнаружения места утечки перекачиваемого продукта из трубопроводов с полыми герметичными защитными оболочками [например, патент RU 2125677, 6 F 16 L 1/024, бюл. 3, 1999 г.], что позволит значительно уменьшить время определения места повреждения и увеличить чувствительность, следовательно, и величину потерь продукта и ущерб окружающей среде.

Известен способ определения момента и места утечки газа из газопровода, включающий контроль газа в воздухе, движущемся в канале между контролируемым газопроводом и его кожухом с помощью детектора, установленного на конце контролируемого участка, отличающийся тем, что при обнаружении детектором факта утечки газа продувают канал в противоположном направлении до полной замены воздуха, затем воздух транспортируют к детектору, в момент появления газа определяют объем прокаченного воздуха с начала его транспортирования и, зная удельный объем канала, определяют расстояние до места утечки газа [авторское свидетельство 1767281, F 17 D 5/00, бюл. 37, 1992 г.]. Недостатком этого способа является то, что для обнаружения места утечки приходится дважды менять направление продувки воздуха через контролируемый участок, т.е. конструкция должна быть достаточно сложна и время определения места утечет весьма значительно, что так же увеличивает погрешность определения места утечки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является акустический способ [авторское свидетельство 191284, "Изобретения, промышленные образцы, товарные знаки", 3, 1967 г.] определения момента и места повреждения трубопровода, заключающийся в регистрации акустического возмущения, возникшего в месте повреждения, отличающийся тем, что с целью регистрации момента и места повреждения на противоположных концах трубопровода устанавливают датчики, чувствительные к действию волны разрежения, возникшей в месте повреждения и распространяющейся по перекачиваемым продуктам вдоль трубопровода, и определяют момент возникновения повреждения по скорости звука, скорости перекачки и времени срабатывания датчика, до которого волна разрежения дойдет быстрее, а место повреждения - по разности времен срабатывания датчиков.

Недостаток этого способа - низкая чувствительность к малым утечкам, обусловленная тем, что давление в трубопроводах, как правило, на несколько порядков больше значения амплитуды волны разрежения и невозможно отличить эксплуатационные возмущения давления от возмущений, вызванных появлением утечки.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу увеличения чувствительности и помехоустойчивости при определении места утечки.

Указанная техническая задача решается тем, что в известном акустическом способе определения момента и места повреждения трубопровода, включающем регистрацию изменения давления, возникшего в месте утечки датчиками, устанавливаемыми на противоположных концах трубопровода, с последующим определением момента и места утечки по времени, прошедшему между моментами срабатывания датчиков и скорости звука, согласно изобретению датчики, чувствительные к изменению давления, устанавливают в полости герметичной оболочки, покрывающей трубопровод, и регистрируют момент появления волны повышенного давления, возникшей в месте утечки и распространяющейся по полости герметичной оболочки в обе стороны от места утечки.

Способ осуществляется следующим образом. Перекачиваемый продукт, попадая через повреждение в полость оболочки, вызывает резкое увеличение давления в полости оболочки в месте утечки, при этом волна повышенного давления распространяется со скоростью звука в воздухе по полости герметичной оболочки в обе стороны от места утечки.

Зная скорость звука U и регистрируя датчиками время прихода волны повышенного давления в начало и конец трубопровода, можно определить место возникновения утечки по формуле: где х - координата утечки; L - длина контролируемого участка трубопровода; ΔT - время, прошедшее между моментами регистрации волны повышенного давления датчиками на разных концах трубопровода.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ отличают следующие преимущества: 1. Более высокая чувствительность; 2. Более высокая помехоустойчивость; 3. Отсутствие необходимости внесения поправки на скорость движения среды в трубопроводе.

Предлагаемый способ может быть реализован как в трубопроводном транспорте нефти, газа и нефтепродуктов, так и на трубопроводных коммуникациях промышленных предприятий для обнаружения утечек на участках трубопроводов, заключенных в полые герметичные оболочки протяженностью до нескольких километров.

Формула изобретения

Способ определения момента и места утечки продукта из трубопровода с полой герметичной оболочкой, включающий регистрацию изменения давления, возникшего в месте утечки датчиками, устанавливаемыми на противоположных концах трубопровода, с последующим определением момента и места утечки по времени, прошедшему между моментами срабатывания датчиков, и скорости звука, отличающийся тем, что датчики, чувствительные к изменению давления, устанавливают в полости герметичной оболочки, покрывающей трубопровод, и регистрируют момент появления волны повышенного давления, возникшей в месте утечки и распространяющейся по полости герметичной оболочки в обе стороны от места утечки.