Способ определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов и предназначено для определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства внутри трубопровода. Местоположение остановившегося внутритрубного устройства определяется по положению максимума автокорреляционной функции инфразвукового акустического сигнала в трубопроводе. Инфразвуковой акустический шум распространяется от насосной станции по направлению к остановившемуся внутритрубному устройству и отражается от него. Акустический шум в трубопроводе регистрируется акустическим датчиком, расположенным на участке между насосной станцией и остановившимся внутритрубным устройством. Технический результат: определение местоположения, остановившегося внутритрубного устройства без использования специальных излучающих устройств при обеспечении высокой точности и дальности. 1 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов и предназначено для определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства внутри трубопровода.

Известен импульсно-акустический способ определения местоположения внутритрубного снаряда и устройство для его осуществления (RU, патент №2307978 от 10.10.2007), заключающийся в том, что с места измерения посылают по центру трубопровода к внутритрубному снаряду акустический импульс, генерируемый путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха, в полость магистрального трубопровода в направлении внутритрубного снаряда с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца подачи и процесса импульсной подачи воздуха, принимают в месте измерения акустический импульс, отраженный от внутритрубного снаряда, при этом измеряют промежуток времени от момента посылки акустического импульса до момента приема отраженного акустического импульса и определяют расстояние от места измерения до внутритрубного снаряда.

Недостатком известного способа является необходимость применения специального устройства для генерации акустического импульса.

Наиболее близким аналогом является способ и устройство для обнаружения и диагностики дефектов газовых трубопроводов (RU, патент №2422814 от 27.06.2011), заключающийся в том, что на трубе устанавливают накладной датчик продольных колебаний, с его помощью записывают в память вычислительного устройства в течение достаточно длительного интервала времени оцифрованный естественный шумовой сигнал газового потока, содержащий в себе отражения от дефектов трубопровода, разделенные временными задержками, а затем вычисляют функцию автокорреляции записанного сигнала путем последовательных сдвигов исходного сигнала дискретными шагами в пределах временной задержки отражений на максимальную дистанцию зондирования, при этом координаты дефектов определяют по положению максимумов функции автокорреляции на временной оси, а классификацию дефектов производят по амплитуде, длительности и форме корреляционных максимумов.

Недостатком известного аналога является применение накладных датчиков продольных колебаний подверженных влиянию шумов, приходящих снаружи трубопровода, что снижает отношение полезного сигнала к шумам. Другой недостаток заключается в регистрации шумового сигнала газового потока, ограничивающего применение известного способа на трубопроводах с внутренней средой в газообразном агрегатном состоянии.

Целью заявляемого изобретения является устранение перечисленных недостатков для достижения такой цели, как определение местоположения остановившегося (застрявшего) внутритрубного устройства в трубопроводах с внутренней средой в жидком или газообразном агрегатном состоянии при обеспечении высокой точности и дальности.

Поставленная цель решается тем, что обнаружение остановившегося внутритрубного устройства осуществляется с использованием инфразвуковых акустических шумов, распространяющихся во внутренней среде трубопровода, при этом регистрация акустического сигнала осуществляется при помощи акустического датчика, установленного на трубопроводе и контактирующего с внутренней средой трубопровода.

Способ в частности может характеризоваться тем, что источником инфразвукового акустического шума может быть насосная станция.

Способ в частности может характеризоваться тем, что источником инфразвукового акустического шума может быть запорная арматура.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве акустического датчика применен гидрофон.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве акустического датчика применен датчик давления.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве внутренней среды трубопровода может быть газ.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве внутренней среды трубопровода может быть газ.

Способ в частности может характеризоваться тем, что в качестве внутренней среды трубопровода может быть жидкость.

На Фиг. 1 схематично изображена схема, поясняющая сущность изобретения. На трубопроводе (1) между остановившимся внутритрубным устройством (2) и насосной станцией (3) расположен акустический датчик (4), контактирующий с внутренней средой трубопровода. Инфразвуковой акустический шум от насосной станции, распространяющийся во внутренней среде трубопровода, проходит в направлении остановившегося внутритрубного устройства и отражается от него обратно. Инфразвуковой акустический шум в трубопроводе регистрируется акустическим датчиком. Данные с акустического датчика подвергаются автокорреляционной обработке с накоплением. По положению максимума автокорреляционной функции вычисляется расстояние от акустического датчика до внутритрубного устройства.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что инфразвуковой акустический сигнал распространяется на большие расстояния, обеспечивая дальность определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства. Применение акустических датчиков, контактирующих с внутренней средой трубопровода, увеличивает отношение полезного сигнала к шумам, что также увеличивает дальность и точность определения местоположения.

Способ может быть использован на трубопроводах с внутренней средой в жидком или газообразном агрегатном состоянии. Изобретение может быть реализовано в виде автоматизированной системы, что позволит удаленно и в непрерывном режиме обнаруживать остановившееся (застрявшее) внутритрубное устройство.

Способ определения местоположения остановившегося внутритрубного устройства, заключающийся в регистрации акустическим датчиком, находящимся в контакте с продуктом внутри трубопровода, инфразвукового акустического шума, распространяющегося во внутренней среде трубопровода на участке между источником инфразвукового акустического шума и остановившимся (застрявшим) внутритрубным устройством, вычислении и накоплении автокорреляционной функции сигнала акустического шума, нахождении максимума автокорреляционной функции и определении по положению максимума автокорреляционной функции расстояния от акустического датчика до внутритрубного устройства.