Способ определения места утечки продукта из трубопроводов в полых оболочках и кожухах

 

Изобретение относится к способам точного обнаружения утечек из трубопроводов в полых оболочках и кожухах. Техническим результатом изобретения является непрерывный контроль за герметичностью трубопровода, повышение чувствительности и скорости обнаружения утечек. Предлагаемый способ определения места утечки продукта из трубопроводов в полых оболочках и кожухах, включающий контроль газа в воздухе, продуваемом в канале между контролируемым трубопроводом и его оболочкой с помощью детектора, установленного на конце контролируемого участка, заключается в том, что при обнаружении детектором факта утечки продукта скорость продувки изменяют, чем обеспечивается скачкообразное изменение концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, затем фиксируют время, прошедшее с момента изменения скорости продувки до момента обнаружения детектором скачкообразного изменения концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, расстояние от детектора до места утечки определяется как произведение этого времени и скорости продувки воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может найти применение для обнаружения места утечки перекачиваемого продукта из трубопроводов в полых кожухах, защитных оболочках и каналах. Изобретение позволяет обнаруживать утечки на ранних стадиях развития повреждений, уменьшить время обнаружения места утечки и снизить тем самым потери 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, 07.10.92 г.]. Этот способ имеет ряд недостатков: - для обнаружения места утечки необходимо дважды менять направление продувки воздуха через контролируемый участок, т.е. необходимо достаточно сложное конструктивное исполнение; - велика погрешность определения места утечки из-за неоднократной продувки воздуха в различных направлениях; - время определения места утечки весьма значительно из-за неоднократной продувки воздуха в разных направлениях.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ определения момента и места утечки продукта из трубопровода с полой защитной оболочкой, включающий контроль газа в воздухе, продуваемом в канале между контролируемым трубопроводом и его оболочкой с помощью детектора, установленного на конце контролируемого участка, отличающийся тем, что при обнаружении детектором факта утечки продукта продувку приостанавливают для формирования в месте утечки газового ядра повышенной концентрации, а затем возобновляют и фиксируют время, прошедшее от момента возобновления перекачки до момента обнаружения детектором газового ядра повышенной концентрации, зная по время и скорость продувки, определяют расстояние от детектора до места утечки и момент возникновения утечки [патент RU 2166689].

Указанный метод эффективен для обнаружения утечек из трубопроводов, транспортирующих газообразные среды и сжиженные газы, однако для трубопроводов, транспортирующих жидкие углеводороды (нефть, нефтепродукты), время приостановки продувки, необходимое для формирования газового ядра повышенной концентрации, достаточно велико из-за снижения интенсивности испарения продукта при отсутствии продувки. В результате этого время обнаружения утечки возрастает.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу увеличения быстродействия определения места утечки.

Указанная техническая задача решается тем, что в известном способе определения момента и места утечки продукта из трубопровода с полой защитной оболочкой, включающем контроль газа в воздухе, продуваемом в канале между контролируемым трубопроводом и его оболочкой с помощью детектора, установленного на конце контролируемого участка, согласно изобретению при обнаружении детектором факта утечки продукта, скорость продувки изменяют, чем обеспечивается скачкообразное изменение концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, затем фиксируют время, прошедшее с момента изменения скорости продувки до момента обнаружения детектором скачкообразного изменения концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, расстояние от детектора до места утечки определяют как произведение этого времени и скорости продувки воздуха.

Временная диаграмма (см. чертеж) концентрации вещества утечки, фиксируемого детектором в конце контролируемого участка, имеет вид, представленный на графике, где 1 - момент обнаружения утечки и увеличения скорости продувки, 2 - момент обнаружения скачка концентрации перекачиваемого продукта, I - уровень концентрации для случая утечки жидких продуктов, II - уровень концентрации для случая утечки газообразных веществ.

Способ осуществляется следующим образом. Газ или жидкий перекачиваемый продукт проникает сквозь поврежденную стенку трубопровода в полость между оболочкой и трубопроводом и образует в месте утечки смесь воздуха с перекачиваемым газом или парами жидкого перекачиваемого продукта (газовое ядро), концентрация которого пропорциональна величине утечки. Воздушная среда, находящаяся в полости между оболочкой и трубопроводом, в конце контролируемого участка продувается через детектор. В случае возникновения утечки детектор обнаруживает следы перекачиваемого вещества, в этот момент скорость продувки воздуха изменяется, что ведет к скачкообразному изменению концентрации перекачиваемого вещества в продуваемом воздухе. Момент изменения скорости продувки фиксируется, также фиксируется момент обнаружения детектором скачкообразного изменения концентрации перекачиваемого вещества в продуваемом воздухе. Таким образом, расстояние от детектора до места утечки находится как произведение скорости продувки воздуха на время Т, прошедшее с момента изменения скорости продувки до момента обнаружения детектором скачкообразного изменения концентрации перекачиваемого вещества в продуваемом воздухе, вызванного изменением скорости продувки. Момент возникновения утечки определяется исходя из скорости продувки и определенного расстояния от места утечки до детектора.

Следует отметить, что при увеличении скорости продувки для перекачиваемых газообразных веществ концентрация в продуваемом воздухе понижается, а для нефти и нефтепродуктов - увеличивается за счет более существенного увеличения интенсивности испарения по сравнению с увеличением расхода воздуха.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: 1. За счет отказа от приостановки продувки уменьшается время определения места утечки.

2. Можно значительно уменьшить время обнаружения утечки за счет увеличения скорости продувки.

3. Можно увеличить точность обнаружения утечки за счет снижения скорости продувки, при этом увеличение времени продувки компенсируется отсутствием необходимости приостановки продувки.

Таким образом, предлагаемый способ имеет целый ряд преимуществ по сравнению с прототипом, особенно очевидных для трубопроводов, перекачивающих жидкие среды.

Предлагаемый способ может быть реализован как в системе трубопроводного транспорта нефти, газа и нефтепродуктов, так и на трубопроводных коммуникациях промышленных предприятий для обнаружения утечек на ранних стадиях их развития на участках трубопроводов, заключенных в полые оболочки, кожухи, каналы и дюкеры, протяженностью до несколько километров.

Формула изобретения

Способ определения места утечки продукта из трубопроводов в полых оболочках и кожухах, включающий контроль газа в воздухе, продуваемом в канале между контролируемым трубопроводом и его оболочкой с помощью детектора, установленного на конце контролируемого участка, отличающийся тем, что при обнаружении детектором факта утечки продукта скорость продувки изменяют, чем обеспечивается скачкообразное изменение концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, затем фиксируют время, прошедшее с момента изменения скорости продувки до момента обнаружения детектором скачкообразного изменения концентрации продукта утечки в продуваемом воздухе, расстояние от детектора до места утечки определяют как произведение этого времени и скорости продувки воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1