Способ определения места образования закупорки в трубопроводе и устройство для его осуществления

Использование: в способах и устройствах определения места образования закупорок в трубопроводе. Способ заключается в том, что замеряют время изменения измеряемых значений давлений и температуры до граничных значений как при закачке рабочего агента с устройства подачи рабочего агента, так и при ее прекращении. Расстояние до места закупорки определяют из математической зависимости. Устройство содержит устройство закачки рабочего агента и датчики давления. Это устройство имеет также датчики температуры и блок управления, обеспечивающий считывание значений давления и температуры рабочего агента, а также измерение времени изменения давления и температуры как при закачке рабочего агента, так и при ее прекращении. Изобретения обеспечивают повышение точности определения места закупорки в трубопроводе. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к трубопроводному транспорту, позволяющее определить место образования закупорки в трубопроводе, возникающее в результате разрушения трубопровода, образования гидратных пробок, заклинивания ершей, поршней, строительного мусора, остатков монтажной воды.

Задача определения места закупорки в трубопроводной системе сводится к решению задачи определения объема негерметичных емкостей. В общем случае под негерметичностью понимается закупорка неполного сечения исследуемого трубопровода вышеуказанными предметами.

Негерметичная емкость ограничена стенками трубопровода, закрытой задвижкой с одной стороны и серединой протяженности пробки при ее равномерном распределении в зоне трубы - с другой стороны, в противном случае - самой узкой частью между стенкой трубопровода и пробкой.

Известен способ определения объема негерметичной емкости, с ламинарным характером истечения газа из нее, включающий создание избыточного давления в ней с последующим отключением источника давления, регистрацию изменения давления во времени в негерметичной емкости, вычисление постоянной времени негерметичной емкости, подключение негерметичной емкости к эталонной емкости, создание в системе из негерметичной и эталонной емкостей избыточного давления, с последующим отключением источника давления, регистрацию изменения давления в образованной системе, вычисление постоянной времени образованной системы и определение объема негерметичной емкости вычислительным путем [1].

Недостатком указанного способа является сложность определения объема, связанная с необходимостью применения дополнительной эталонной емкости.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ определения места образования закупорки в трубопроводе (см. авт. свид. №1469242). Из указанного источника известно устройство для определения места образования закупорки в трубопроводе, содержащее устройство закачки рабочего агента и датчики давления, реализующее способ определения места образования закупорки в трубопроводе.

Недостаток - низкая точность определения места закупорки в трубопроводе и сложность в реализации способа.

Технический результат изобретения - упрощение и повышение точности определения места образования закупорки в трубопроводе.

Технический результат достигается тем, что производят измерение объема рабочего агента при его равномерной закачке, измерение давления и температуры рабочего агента, измерение времени изменения давления и температуры до их граничных значений как при закачке рабочего агента, так и при прекращении закачки, при этом расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе определяют из соотношения

,

где L - расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе, м;

V_p.a. - объем закаченного рабочего агента, м³;

S_тр. - площадь сечения трубопровода, м²;

Р₀, P₁, - соответственно нижнее и верхнее граничные значения давлений газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе;

Т₀, T₁ - соответственно нижнее и верхнее значения температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе;

t₁, t₂ - время изменения давления и температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе как при равномерной закачке рабочего агента, так и при его прекращении, соответственно, с.

Устройство для определения места образования закупорки в трубопроводе, содержащее устройство закачки рабочего агента и датчики давления, отличающееся тем, что содержит дополнительно датчики температуры и блок управления, обеспечивающий считывание значений давления и температуры рабочего агента, а также измерение времени изменения давлениями температуры как при закачке рабочего агента, так и при ее прекращении, для определения расстояния от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе из соотношения

,

где L - расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе, м;

V_p.a. - объем закаченного рабочего агента, м³,

S_тр. - площадь сечения трубопровода, м²,

Р₀, Р₁, - соответственно нижнее и верхнее граничные значения давлений газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе, МПа,

Т₀, T₁ - соответственно нижнее и верхнее значения температуры газа, являющегося рабочим агентом в трубопроводе, К,

t₁, t₂ - время изменения давления и температуры газа, являющегося рабочим агентом в трубопроводе как при равномерной закачке рабочего агента, так и при его прекращении, соответственно, с.

Сущность метода заключается в следующем: в контролируемую полость трубопровода в течение определенного промежутка времени вводят фиксированное количество рабочего агента. Вследствие негерметичности емкости с течением времени будет происходить выравнивание давлений внутри емкости с атмосферным из-за утечки газа из нее. Замеряя начальные, промежуточные и конечные параметры газа (давление Р и температуру Т), можно определить искомый объем емкости (см. фиг.1).

Считается, что в процессе закачки рабочий агент не вытекает из емкости. При условиях Р₀, Т₀ внутрь исследуемой емкости объемом V₀ начинают равномерно закачивать рабочий агент объемом V_p.а, одновременно начиная измерение времени t₁, в течение которого параметры газа внутри емкости станут равными Р₁, Т₁. Затем закачку рабочего агента прекращают и начинают отсчет времени t₂ изменения давления и температуры до значений Р₀, Т₂ (фиг.1).

Таким образом, предлагаемый способ компенсирует деформацию емкости из-за изменения Р и Т [1 стр.22], а также воссоздает аналогичный или близкий к этому режим истечения газа из емкости через неплотности как при закачке, так и при прекращении закачки рабочего агента в испытываемую емкость и устраняет необходимость графического построения зависимостей ΔР=f(t); q=ψ(ΔР); ΔТ=φ(t) и графического интегрирования.

Принцип реализации способа следующий (см. фиг.2): при закрытой задвижке 3 и начальных условиях в трубе 1 - Р₀Т₀ блоком управления 4 подается команда на устройство подачи 5 рабочего агента V_pa, который через кран 8 с обратным клапаном осуществляет подачу рабочего агента в трубопровод 1. При достижении в трубопроводе 1 через измеряемый промежуток времени t₁ какого-то давления Р₁ и температуры T₁ блок управления подает команду на отключение устройства подачи рабочего агента 5. Из-за утечки q между поверхностью закупорки и стенкой трубопровода давление и температура в трубопроводе станут соответственно Р₀ и Т₂ через какое-то измеряемое время t₂.

Описанную процедуру повторяют, добиваясь t₁≈t₂.

Позиция 6 - датчик давления, а позиция 7 - датчик температуры.

Источники информации

1. RU 2026533, G01F 17/00.

1. Способ определения места образования закупорки в трубопроводе, характеризующийся тем, что производят измерение объема рабочего агента при его равномерной закачке, измерение давления и температуры рабочего агента, измерение времени изменения давления и температуры до их граничных значений как при закачке рабочего агента, так и при прекращении закачки, при этом расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе определяют из соотношения

где L - расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе, м;
V_p.a - объем закаченного рабочего агента, м³;
S_тр - площадь сечения трубопровода, м²;
Р₀, P₁ - соответственно нижнее и верхнее граничные значения давлений газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе, МПа;
Т₀, T₁ - соответственно нижнее и верхнее значения температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе, К;
t₁, t₂ - время изменения давления и температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе как при равномерной закачке рабочего агента, так и при его прекращении соответственно, с.

2. Устройство для определения места образования закупорки в трубопроводе, содержащее устройство закачки рабочего агента и датчики давления, отличающееся тем, что содержит дополнительно датчики температуры и блок управления, обеспечивающий считывание значений давления и температуры рабочего агента, а также измерение времени изменения давления и температуры как при закачке рабочего агента, так и при ее прекращении, для определения расстояния от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе из соотношения

где L - расстояние от закрытой задвижки до места образования закупорки в трубопроводе, м;
V_p.a - объем закаченного рабочего агента, м³;
S_тр - площадь сечения трубопровода, м²;
Р₀, Р₁ - соответственно нижнее и верхнее граничные значения давлений газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе, МПа;
Т₀, T₁ - соответственно нижнее и верхнее значения температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе, К;
t₁, t₂ - время изменения давления и температуры газа, являющегося рабочим агентом, в трубопроводе как при равномерной закачке рабочего агента, так и при его прекращении соответственно, с.