Способ определения места утечки жидкости из трубопровода

 

Изобретение относится к напорному трубопроводному транспорту и может быть использовано для определения места утечки жидкости из напорного трубопровода, расположенного под значительным слоем грунта. Техническим результатом изобретения является повышение точности и скорости определения места утечки, возможность зондирования утечки на больших расстояниях от источника гидроударных волн, упрощение способа. Место утечки жидкости из трубопровода определяют по интервалу времени между зондирующей и отраженной гидроударными волнами, которые посылают с амплитудой 50-6,5•10⁶ Па и частотой колебаний в диапазоне от 0,004 до 500 кГц, а расстояние до места утечки определяют по местоположению стандартного снаряда, например скребка, от которого поступает сигнал отраженной гидроударной волны по формуле Х=τ•v/2, где Х - расстояние до места утечки, м; τ - время прохождения волны от источника до приемника, с; v - скорость волны, м/с, причем характер утечки определяют по изменению амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик отраженного сигнала волнового поля. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к напорному трубопроводному транспорту и может быть использовано для определения места утечки жидкости из напорного трубопровода, расположенного под значительным слоем грунта.

Известен способ определения места утечки жидкости из трубопровода (Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. М-Л., Гостехиздат, 1949), характеризующийся тем, что определение расстояния до места утечки жидкости из трубопровода (фонтана) осуществляется по скорости распространения гидроударных волн, создаваемых искусственно, и интервалу времени между зондирующей и отраженной от места утечки волнами.

Недостатком этого способа является то, что он не обладает достаточной чувствительностью на малые утечки в условиях, когда полезный сигнал меньше уровня случайных помех, а следовательно, и достаточной точностью при определении расстояния до утечки.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемому изобретению является способ определения места утечки жидкости из трубопровода (Авт. свид. 1707429, F 17 D 5/02, 23.01.92, Бюл. 3) по интервалу времени между зондирующей и отраженной от места утечки гидроударными волнами, которые посылают с малой амплитудой и плавно изменяющейся частотой их следования до наступления резонанса при колебаниях жидкости в трубопроводе на участке от источника гидроударных волн до места утечки, и измеряют резонансную частоту, а расстояние до места утечки определяют делением скорости распространения гидроударной волны на учетверенную частоту их следования.

В основе известного способа обнаружения места утечки жидкости из трубопровода заложен принцип достижения резонанса, что может привести к нарушению целостности трубы в наиболее напряженных ее участках, недостатком этого способа является также малая амплитуда колебаний, что не позволяет зондировать утечки на больших расстояниях от источника гидроударной волны; длительность способа, обусловленная необходимостью подбора частоты для достижения резонанса.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения точности и скорости определения места утечки, возможность зондирования утечек на больших расстояниях от источника гидроударных волн, упрощение способа.

Сущность изобретения заключается в том, что место утечки жидкости из трубопровода определяют по интервалу времени между зондирующей и отраженной гидроударными волнами, которые согласно изобретению посылают с амплитудой 50-6,5•10⁶ Па и частотой колебаний в диапазоне от 0,004 до 500 кГц, а расстояние до места утечки определяют по местоположению стандартного снаряда, например скребка, или разделителя, от которого поступает сигнал отраженной гидроударной волны по формуле Х=τ•v/2, где Х - расстояние до места утечки, м; τ - время прохождения волны от источника до приемника, с; v - скорость волны, м/с, причем характер утечки определяют по изменению амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик отраженного сигнала волнового поля.

Способ осуществляют следующим образом: с помощью гидравлического генератора волн давления, который расположен в начале участка трубы, создается импульс давления определенной длительности и амплитуды, который распространяется по трубе, и отраженный сигнал с фиксацией его пьезоэлектрическими датчиками давления, преобразованный в цифровой код с помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь), фиксируется в ПК (персональный компьютер). Датчики давления расположены в непосредственной близости от генератора волн. После определения времени τ при известной скорости v определяют место утечки и ее характер.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для диагностики состояния трубопроводов в нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах.

Использование предлагаемого изобретения позволит, по сравнению с прототипом: 1. Повысить скорость определения места утечки в связи с сокращением затрат времени на изменение частоты и использование нелинейной волны, которая имеет большую скорость распространения.

2. Определить характер утечки, например, свищи, врезки или иные дефекты за счет анализа амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик отраженного сигнала.

Формула изобретения

1. Способ определения места утечки из трубопровода по интервалу времени между зондирующей и отраженной гидроударными волнами, отличающийся тем, что гидроударные волны посылают с амплитудой 50-6,5•10⁶ Па и частотой колебаний в диапазоне от 0,004 Гц до 500 кГц, а расстояние до места утечки определяют с помощью стандартного снаряда, от которого поступает сигнал отраженной гидроударной волны, по его местонахождению.

2. Способ определения места утечки жидкости из трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что расстояние до места утечки определяют по формуле Х= τ•v/2, где Х - расстояние до места утечки, м;
τ - время прохождения волны от источника до приемника, с;
v - скорость волны, м/с.

3. Способ определения места утечки жидкости из трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что характер утечки определяют по изменению амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик отраженного сигнала волнового поля.

4. Способ определения места утечки жидкости из трубопровода по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве снаряда для отражения гидроударной волны используют стандартные скребки или разделители.