Способ диагностики технических параметров подземного трубопровода

Использование: для обнаружения и оконтуривания участков нарушения целостности трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает возбуждение в трубопроводе переменного тока путем подключения генератора переменного тока к трубопроводу, измерение над и вблизи трубопровода индукции переменного магнитного поля, создаваемой током в трубопроводе, измерение компонент магнитного поля путем перемещения датчиков вдоль трубопровода, обработку результатов измерений и определение расположения аномалий постоянного и переменного магнитного поля, магнитные моменты и параметры нарушения изоляционного покрытия трубопровода, при этом на обоих концах обследуемого участка подземного трубопровода на расстоянии от его оси, равном более 10 величин глубины заложения трубопровода, формируется электрическая токовая цепь путем установки: в начале участка - электрода заземления, который соединяют проводом с генератором, а генератор с трубопроводом; а на конце участка - электрода для отвода обратного тока, который соединяют проводом с трубопроводом, или соединяют клемму заземления генератора проводом с электродом, установленным на противоположном конце диагностируемого участка трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности снижения уровня погрешности. 2 ил., 1 табл.

 

Предлагаемый способ относится к бесконтактной магнитометрической диагностике в области наружного контроля технических параметров подземного трубопровода и может быть использовано при проведении комплексного обследования технического состояния подземного трубопровода в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях, где эксплуатируется подземные и подводные трубопроводы.

Известны способы [1-6] наружного диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода, которые включают возбуждение переменного тока в обследуемый участок подземного трубопровода, измерение над трубопроводом индукции магнитного поля в процессе перемещения магнитной антенны измерительного прибора, содержащей трехкомпонентные датчики магнитного поля, которые расположены в строго определенных местах магнитной антенны; математическую обработку измерений путем решения избыточной системы уравнений, составленной для градиентов индукции постоянного магнитного поля, определение технических параметров трубопровода.

Недостатками данных способов диагностического контроля являются:

Отсутствие анализа влияния обратных токов. В способах принята модель, когда ток идет только по бесконечно длинному трубопроводу и вблизи него другие токи отсутствуют. В реальных условиях диагностики пропустить ток от генератора по трубопроводу можно только при наличии замкнутой электрической цепи. Это означает, что будет зона где идет обратный ток параллельный диагностируемому трубопроводу. Обратный ток в грунте при определенных условиях приводит к образованию неконтролируемой величине суммарной магнитной индукции, регистрируемой магнитной антенной прибора при проведении диагностического контроля технических параметров обследуемого участка подземного трубопровода, что приводит к увеличению суммарной погрешности измерения.

Отсутствие технических решений, исключающих негативное влияние обратных токов в электрической цепи при возбуждении рабочего тока генератора в трубопроводе.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ диагностики технического состояния подземного трубопровода [4].

Способ диагностики включает возбуждение в зоне трубопровода переменного магнитного поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, а при диагностировании, идентификации и ранжировании аномалий внесение поправок в величины компонент поля и их разностей, связанных с расстоянием от датчиков до оси трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной оси, получение матрицы поправок и внесение их в матрицы компонент поля и их разностей, измерение индукции постоянного магнитного поля не менее чем в шести точках пространства над трубопроводом и не менее девяти разностей величин индукции постоянного магнитного поля в этих же точках, одновременно с индукцией постоянного магнитного поля проводят измерение не менее двух компонент вектора индукции переменного магнитного поля по крайней мере в трех точках пространства над трубопроводом, расположенных вдоль горизонтальной или вертикальной оси и совпадающих с точками измерения постоянного магнитного поля, и не менее двух компонент вектора напряженности переменного электрического поля, причем датчики постоянного магнитного поля, переменного магнитного поля и переменного электрического поля совмещены в одном конструктиве, проведение предварительной статистической обработки результатов измерений, выделение по совокупности признаков участки трубопровода для последующей обработки, определение расположения и магнитных моментов источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и проведение по полученным данным идентификации и ранжирования особенностей технического состояния трубопровода.

Данный способ диагностического контроля обладает такими же недостатками, как и в способах, рассмотренных выше.

Задачей изобретения является повышение достоверности и точности диагностического контроля за счет снижения уровня погрешности измерений, вызванных негативным влиянием обратных токов на контролируемые технические параметры трубопровода при проведении его обследования.

Это достигается за счет того, что в способе диагностики, включающего возбуждение в зоне трубопровода переменного магнитного и переменного электрического поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, а при диагностировании, идентификации и ранжировании аномалий внесение поправок в величины компонент поля и их разностей, связанных с расстоянием от датчиков до оси трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной оси, получение матрицы поправок и внесение их в матрицы компонент поля и их разностей, измерение индукции постоянного магнитного поля не менее чем в шести точках пространства над трубопроводом и не менее девяти разностей величин индукции постоянного магнитного поля в этих же точках, одновременно с индукцией постоянного магнитного поля проводят измерение не менее двух компонент вектора индукции переменного магнитного поля по крайней мере в трех точках пространства над трубопроводом, расположенных вдоль горизонтальной или вертикальной оси и совпадающих с точками измерения постоянного магнитного поля, и не менее двух компонент вектора напряженности переменного электрического поля, причем датчики постоянного магнитного поля, переменного магнитного поля и переменного электрического поля совмещены в одном конструктиве, проведение предварительной статистической обработки результатов измерений, выделение по совокупности признаков участки трубопровода для последующей обработки, определение расположения и магнитных моментов источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и проведение по полученным данным идентификации и ранжирования особенностей технического состояния трубопровода, отличающийся тем, что снижают уровень погрешности измерений, исключая негативное влияние обратного тока, за счет того, что на обоих концах обследуемого участка подземного трубопровода на расстоянии от его оси, равном более 10 величин глубины заложения трубопровода, формируется электрическая токовая цепь путем установки: в начале участка - электрода заземления, который соединяют проводом с генератором, а на конце участка - электрода для отвода обратного тока, который соединяют проводом с трубопроводом, или

отличающийся тем, что соединяют заземление генератора проводом с электродом, установленном на противоположном конце диагностируемого участка трубопровода.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг. 1, на которой представлена схема токов и магнитных полей, создаваемых этими токами в около трубном пространстве, где 1 - трубопровод;

2 - ток генератора, возбужденный в трубопроводе;

3 - индукция магнитного поля, создаваемая током генератора;

4 - обратный ток, протекаемый в грунте и натекаемый на электрод заземления

генератора;

5 - индукция магнитного поля, создаваемая обратным током;

6 - суммарная индукция магнитного поля в около трубном пространстве, создаваемая суммарным током, протекаемым в около трубном пространстве.

На фиг. 2 представлен пример, где профиль глубины фактического заложения оси магистрального нефтепровода на участке его перехода через реку был измерен с использованием предложенного технического решения,

где 7 - профиль глубины заложения трубопровода, измеренный с использованием технического решения;

8 - проектный профиль глубины заложения трубопровода.

В рассматриваемых способах диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода рассматривается схема, когда в трубопроводе 1 возбуждается рабочий ток генератора 2, который создает в около трубном пространстве магнитное поле, имеющее конфигурацию вида 3. При перемещении магнитной антенны прибора магнитные датчики фиксируют распределение величин этого поля по длине обследуемого трубопровода и после последующей обработки определяются его технические параметры. Индукция магнитного поля для бесконечно длинного проводника в точке измерения связана с током, протекаемым по трубопроводу, и глубиной заложения следующей формулой:

где h- глубина заложения от оси трубопровода до точки измерения на поверхности земли; I - ток в трубопроводе; μ0 - магнитная постоянная; μ - относительная проницаемость вещества среды.

В реальных условиях грунты в зоне прокладки подземного трубопровода не однородны, имеют различные величины электрического сопротивления. Встречаются слои грунтов, имеющие низкое электрическое сопротивление, например, водонасыщенные грунты, которые могут располагаться вдоль трубопровода в непосредственной близости от него. Эти грунты создают условия, при которых обратный ток 4 протекает в непосредственной близости от трубопровода 1, создает в около трубном пространстве магнитное поле 5.

Токи 2 и 4 взаимодействуют друг с другом, создавая суммарное магнитное поле В в около трубном пространстве, имеющее конфигурацию вида 6.

где Iг - рабочий ток генератора, возбужденный в трубопроводе; Iоб - обратный ток в водонасыщенном слое грунта.

Обратный ток при определенных условиях может негативно влиять на погрешность измерения при выполнении контроля технических параметров подземного трубопровода. Суммарная погрешность измерения с учетом влияния обратного тока будет иметь вид:

где δп - погрешность диагностического прибора; δот - погрешность, вызванная влиянием обратного тока.

Если рассматривать протекание обратного тока не локализовано, а распределено в грунте, то можно получить следующие оценки для допустимого расстояния обратного тока от оси трубопровода. В таблице 1 приведена погрешность измерения, например, глубины для различных комбинаций расположения обратного тока и его расстояние от оси трубопровода. Величина прямого и обратного тока одинаковы.

Из таблицы видно, что на погрешность измерения технического параметра трубопровода оказывает влияние удаленности электрической цепи обратного тока от оси трубопровода. Особенно это касается трубопроводов глубокого заложения, к которым относятся переходы трубопровода через глубоководные преграды, глубокие овраги и другие искусственные и естественные преграды.

Для снижения уровня погрешности измерения δот, вызванного негативным влиянием обратного тока, на контролируемые параметры трубопровода до величины менее 1,0%, предлагается техническое решение по созданию электрической цепи для обратного тока 4 на расстоянии, равном 10 и более величин глубины заложения трубопровода, путем установки: в начале участка - электрода заземления, который соединяют проводом с генератором, а на конце участка - электрода для отвода обратного тока, который соединяют проводом с трубопроводом, или

соединить проводом клемму заземления генератора с электродом, установленным на противоположном конце диагностируемого участка трубопровода.

Предлагаемый способ диагностики технических параметров подземного трубопровода позволяет снизить уровень погрешности измерений, повысить точность и достоверность наружного метода контроля технических параметров подземного трубопровода за счет реализуемых технических решений по максимальному снижению уровня погрешности, вызванного негативным влиянием обратного тока, в около трубном пространстве.

Источники информации:

1. Патент РФ №2264617.

2. Патент РФ №2510500.

3. Патент РФ №2633019.

4. Патент РФ №2453760. Прототип.

5. ВРД 39-1.10-026-2001. УДК 622.692.4.047. Разработан НТЦ "Ресурс газопроводов" ООО "ВНИИГАЗ". Введен в действие 29.01. 2001 г.

6. Pergam.ru/articles/poisk-kabelei-trub.htm. 2020 г. Методика применения диагностических приборов RD 7000 и RD 8000.

Способ диагностики технических параметров подземного трубопровода, включающий возбуждение в зоне трубопровода переменного магнитного поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, а при диагностировании, идентификации и ранжировании аномалий внесение поправок в величины компонент поля и их разностей, связанных с расстоянием от датчиков до оси трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной оси, получение матрицы поправок и внесение их в матрицы компонент поля и их разностей, измерение индукции постоянного магнитного поля не менее чем в шести точках пространства над трубопроводом и не менее девяти разностей величин индукции постоянного магнитного поля в этих же точках, одновременно с индукцией постоянного магнитного поля проводят измерение не менее двух компонент вектора индукции переменного магнитного поля по крайней мере в трех точках пространства над трубопроводом, расположенных вдоль горизонтальной или вертикальной оси и совпадающих с точками измерения постоянного магнитного поля, и не менее двух компонент вектора напряженности переменного электрического поля, причем датчики постоянного магнитного поля, переменного магнитного поля и переменного электрического поля совмещены в одном конструктиве, проведение предварительной статистической обработки результатов измерений, выделение по совокупности признаков участка трубопровода для последующей обработки, определение расположения и магнитных моментов источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и проведение по полученным данным идентификации и ранжирования особенностей технического состояния трубопровода, отличающийся тем, что на обоих концах обследуемого участка подземного трубопровода на расстоянии от его оси, равном более 10 величин глубины заложения трубопровода, формируется электрическая токовая цепь путем установки: в начале участка - электрода заземления, который соединяют проводом с генератором, а на конце участка - электрода для отвода обратного тока, который соединяют проводом с трубопроводом, или соединяют клемму заземления генератора проводом с электродом, установленным на противоположном конце диагностируемого участка трубопровода.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам определения численности микроорганизмов в системах кондиционирования воздуха и вентиляции. Техническим результатом предлагаемого способа является снижение трудоемкости отбора проб в труднодоступных участках воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования.

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам для измерения содержания микропримесей оксида углерода и других газов. Полупроводниковый газовый датчик содержит полупроводниковое основание и подложку, при этом полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки твердого раствора (CdTe)0,74(CdSe)0,26, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора.

Изобретение описывает способ определения совместимости и стабильности компонентов топливной смеси, включающий отбор проб компонентов топливной смеси, их перемешивание до гомогенного состояния, нагрев полученной смеси и последующую оценку совместимости компонентов, при этом перед перемешиванием проб компонентов топливной смеси определяют значение общего осадка каждой пробы и находят среднее значение общего осадка в пробах (Sср), при этом последующий нагрев смеси, полученной после перемешивания отобранных проб компонентов, производят до температуры от 95 до 105°С, при технологической выдержке от 23 часов 30 минут до 24 часов 30 минут, затем осуществляют повторное перемешивание смеси и ее фильтрацию, далее проводят подготовку фильтров и их сушку, затем рассчитывают значение массовой доли осадка в смеси (Sc) по формуле: , где - массовая доля осадка в смеси, мас.%, - масса верхнего фильтра после фильтрации, мг, - масса верхнего фильтра перед фильтрацией, мг, - масса нижнего фильтра после фильтрации, мг, - масса нижнего фильтра перед фильтрацией, мг, - масса образца, г, при этом выполняют два параллельных опыта и расчета по определению массовой доли осадка в смеси , после чего находят среднеарифметическое значение двух определений Х, затем рассчитывают индекс совместимости компонентов топливной смеси ИС по формуле , где – среднее значение общего осадка в отобранных пробах, мас.%, – повторяемость среднего значения общего осадка в отобранных пробах, если среднеарифметическое значение двух определений больше или равно индексу совместимости компонентов топливной смеси, то компоненты топливной смеси не совместимы, если среднеарифметическое значение двух определений меньше индексу совместимости компонентов топливной смеси, то компоненты топливной смеси совместимы и стабильны.

Изобретение относится к устройству для измерения теплопроводности газовых компонентов газовой смеси для определения концентрации газовых компонентов смеси. В устройстве, содержащем множество теплопроводных датчиков, каждый из которых является составной частью резистивной мостовой схемы для измерения сопротивления и соединен с присоединенным к устройству анализатором, согласно изобретению, каждый теплопроводный датчик включает один нагревательный элемент и один встроенный элемент измерения температуры, которые при изменении температуры теплопроводного датчика вследствие отвода тепла газовой смесью генерируют два измерительных напряжения Uм3 и Uм2, которые анализатор сравнивает для определения погрешностей измерения.

Изобретение относится к системе и устройству микромониторинга. Система для анализа по меньшей мере одного химического соединения в газовой смеси, содержащая: пробоотборный вход; фильтр; ловушку; хроматографическую колонку; детектор; и насос, причем пробоотборный вход, ловушка и насос соединены по текучей среде с образованием первого пути потока газа, в котором насос расположен ниже пробоотборного входа и ловушки по ходу потока, причем пробоотборный вход, фильтр, ловушка, хроматографическая колонка, детектор и насос соединены по текучей среде с образованием второго пути потока газа, в котором насос расположен ниже всех указанных компонентов по ходу потока, при этом газовая смесь представляет собой воздух.

Изобретение относится к области получения пористых кремний-углеродных композитов путем пиролиза кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей и может быть использовано для создания чувствительных элементов измерительных устройств газовых сенсоров, используемых в химической промышленности, а также для изготовления на их основе полупроводниковых газовых сенсоров, работающих на основе хеморезистивного эффекта и предназначенных для детектирования оксидов азота и паров аммиака в воздухе.

Изобретение относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к разработке мультисенсорных линеек хеморезистивного типа, используемых для селективного детектирования газов.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен электрод для электрохимического сенсора, электрохимический сенсор для измерения концентрации аналита, способ изготовления электрода и способ измерения аналита в среде.

Изобретение относится к области технических средств для обнаружения мин, невзорвавшихся боеприпасов и взрывчатых веществ на железных дорогах. Предлагаемый роботизированный комплекс на железнодорожном ходу по обнаружению взрывоопасных предметов на верхнем строении пути включает в себя передвижной широкозахватный индукционный миноискатель (ШИМ), оборудованный модернизированной колесной парой с двигателем по системе «мотор-колесо», аккумулятор для подачи питания на двигатель, блок управления, датчик геолокации, внешнюю антенну для бесконтактной передачи и приема информации и пункт управления с рабочим местом оператора, отличающийся тем, что является самоходным, а передача информации и управление ведется дистанционно на безопасном расстоянии, что позволяет снизить вероятность гибели личного состава при проведении разведки и потери времени и ресурсов при минной разведке.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии многослойных углепластиковых объектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ вихретокового контроля многослойных углепластиковых объектов дополнительно содержит этапы, на которых перед сканированием с помощью второй катушки индуктивности, идентичной первой, возбуждают в зоне контроля дополнительные вихревые токи, а второй вихретоковый сигнал получают под их воздействием, поворачивают вторую катушку относительно оси, нормальной к поверхности контролируемого объекта, регистрируют локальный максимум второго вихретокового сигнала U2 при угловой ориентации второй катушки, не совпадающей с угловой ориентацией первой, и фиксируют взаимное положение первой и второй катушек при полученной для них угловой ориентации.
Наверх