Способ выявления и определения местоположения утечки в трубопроводах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 212 А 17 О 5/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К Г)АТЕ НТУ Изобретентроля трубопрозовано для опутечек й трубоппроводах, и нефдоступных дляЦелью изоние качества и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ВЬЯВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ УТЕЧКИ В ТРУБОПРОВОДАХ(57) Изобретение может быть использовано при определении местоположения утечек в трубопроводах, в частности в газопроводах. и нефтепроводах, на участках, недоступных для технического осмотра, Цель изобретения - повышение качества и скорости обследования, а также расширение области одновременного обследования трубопроводов. Способ включает Обследование участка трубопровода путем приема акустических сигналов в двух точках, соответствующйх установленным по длине трубопровода датчикам, обработку наложением на сигналы определенных последовательных запаздываний путем переменной задержки во времени одного из сигналов по отношению к другому, взаимную корреляцию сигналов суммированием интервалов е относится к способам кон- водов и может быть испольределения местоположения роводах, в частности в газотепроводах на участках, неехнического осмотра.бретения является повыше- скорости обследования, а времени, на которых происходит совпадение по амплитуде коррелируемых сигналов,выявление корреляционного пика для обследуемого участка трубопровода, разделенного на й окон обследования,соответствующих Й линиям задержки, и определение расстояния до утечки по максимуму корреляционной кривой, величинамвремени запаздывания, скорости распространения сигнала и известному расстояниюмежду датчиками, Предварительно обследуют весь участок трубопровода между двумядатчиками, а затем проводят повторное обследование И-М окон обследования участка .трубопровода, где М - количество окон обследования, в которых корреляционный пикне обнаружен, путем увеличения метриче- Яского масштаба каждого из них. Обработкуведут независимо в масштабе времени,.сжатом по отношению к реальному, причем приобработке одновременно осуществляют вычитание интервалов времени, на которых Япроисходит несовпадение по амплитудекоррелируемых сигналов. Предварительное е фобследование участка трубопровода ведутпри помощи многоканальной системы пу- атем попарного приема и обработки акусти- цческих сигналов от установленных по длинетрубопровода 1 датчиков. 1 з.п, ф-лы. также расширение области одновременного обследования трубопровода,Способ выявления и определения местоположения утечки в трубопроводах включает обследование участка. трубопровода путем приема акустических сигналов в двух точках, соответствующих установленным по длине трубопровода датчикам, обработкуналожением на сигналы определенных последовательных запаздываний путем переменной задержки во времени одного из сигналов по отношению к другому, для которых осуществляется взаимная корреляция сигналов суммированием интервалов времени, на которых происходит совпадение по амплитуде коррелируемых сигналов, выявление корреляционного пика для обследуемого участка трубопровода, разделенного на й окон обследования, соответствующих Й линиям задержки, и определение расстояния до утечки по максимуму корреляционной кривой, величинам времени запаздывания, скорости распространения сигнала и известному расстоянию между датчиками.Предварительно обследуют весь участок трубопровода между двумя датчиками, а затем проводят повторное обследование й-М окон обследования участка трубопровода, где М - количество окон обследования, в которых корреляционный пик не обнаружен, путем увеличения метрического масштаба каждого из них, при этом прием акустических сигналов осуществляют в ре.- альном масштабе времени, а обработку ведут независимо в масштабе времени, сжатом по отношению к реальному, причем при обработке одновременно осуществляют вычитание интервалов времени, на которых происходит несовпадение по амплитуде коррелируемцх сигналов.С целью расширения области одновременного обследования предварительное обследование участка трубопровода ведут с помощью многоканальной системы путем попарного приема и обработки акустических сигналов от установленных по длине трубопроводадатчиков.Способ выявления и определения местоположения утечки в трубопроводах осуществляется в два этапа и может быть реализован как для двухканальной (обследуемцй участок трубопровода охватывается двумя датчиками), так и для многоканальной (обследуемый участок трубопровода охватывается 1. датчиками) системы. Участок трубопровода, по которому транспортируется жидкость или газ, обследуемцй на наличие утечек, охватывается двумя датчиками, Шумовые сигналы, распространяемых вдоль трубопровода в обе стороны от возможной утечки, воспринимают с помощью упомянутых датчиков, преобразуют электрические, усиливают, фильтруют и записываютдискретные значения отсчетов сигналов в запоминающее устройство блока регулируемой задержки с с 10 1 С 20 2 С 30 зс 40 заранее определенной частотой 1 зп. В описанном блоке происходит формирование искусственных задержек сигналов наложением на сигналы определенных последовательных запаздываний путем переменной задержки по времени сигналов, поступающих по другому каналу приема, по отношению к сигналам; поступающим по другому каналу приема,.а затем наоборот. Указанную операцию, наряду с последующими операциями обработки, ведут с частотой 1 сч во много, порядка 10 -10, раз превцшаюзщей частоту записи 1 зп. Накладывая на записанные сигналы непрерывные временные запаздывания различной величины, осуществляют их взаимную корреляцию для каждой такой величины, путем суммирования временных интервалов, на протяжении которых наблюдаются совпадение амплитуд сигналов и вычитание временных интервалов, на протяжении которых наблюдается несовпадение амплитуд упомянутых сигналов, Таким образом, значения корреляционной функции формируются в виде алгебраической суммы интервалов времени совпадений и несовпадений амплитуд обрабатываемых сигналов. В результате на экране устройства отображения прослеживают ярко выраженный корреляционный пик, а чаще несколько корреляционных пиков. На этом этап предварительного обследования окончен.Повторное обследование участка трубопровода между двумя датчиками включает разбиение его на Й окон и вцборочное обследование именно тех из них, на которые приходится обнаруженный корреляционный пик или несколько пиков. Разбиение на М окон осуществляется увеличением в М раз частоты 1 эп записи в пределах реального масштаба времени, т,е. имеющаяся емкость памяти используется для записи последовательного ряда отсчетов сигнала эа один и тот же.промежуток времени в й раз меньшего по длине участка трубопровода, так называемого окна обследования при сохранени и общего количества отсчетов сигналов, используемых на этапе предварительного обследования. На экране устройства отображения происходит увеличение метрического масштаба в К раз повторно обследуемого окна, что позволяет на данном этапе уточнить расстояние до утечки. Функцией расстояния до утечки является величина тз запаздывания между сигналами от утечки, равная величине искусственно сформированной задержки, компенсирующей естественную задержку, с которой сигналы поступают в блок регу1715212 Составитель С.РыбинТехред М,Моргентал Редактор Н.Гунько Корректор М.Максимишинец Заказ 706 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 лируемой задержки. Величина искусственно сформированной задержки уточняетсяна этапе повторного обследования путемформирования визира строго под обнаруженным максимумом на укрепленном в й 5раз изображении корреляционной кривой,при этом положение визира соответствуетвремени запаздывания между сигналами сучетом вклада естественной задержки, Вычисление расстояния до утечки производится по формулеЯ -О - Утз2где Я - расстояние до утечки от ближайшегодатчика; 15О - расстояние между датчиками;Ч - скорость распространения акустического сигнала в трубопроводе;з - время запаздывания между сигналами от утечки. 20Участок трубопровода, по которомутранспортируется жидкость или газ, обследуемый на наличие утечек, охватывается .датчиками, Датчики располагают на одинаковом расстоянии один от другого, причем 25выбор расстояния зависит от интервалакорреляции, при прохождении которогосигналы от утечки сохраняют регистрируемую степень подобия (например, в водопроводах это расстояние составляет порядка 30500 - 800 м), либо может быть регламентирован расположением контрольно-измерительных колодцев, обеспечивающихдоступ к трубопроводу. При этом шумовыесигналы воспринимают путем опроса любой 35пары датчиков. Последующие операциипредварительного и повторного обследований участка трубопровода выполняются также, как в случае с двумя датчиками,Основными преимуществами изображения являются высокая скорость и точность обследования, при этом точностьопределения координаты утечек не зависитот длины одновременно обследуемого участка между двумя датчиками. 45Формула изобретения1. Способ выявления и определения местоположения утечки в трубопроводах,включающий обследование участка трубопровода путем приема акустических сигналов в двух точках, соответствующих установленным по длине трубопровода датчикамобработку наложением на сигналы определенных последовательных запаздываний путем переменной задержки во времени одного из сигналов по отношению к другому, для которых осуществляется взаимная корреляция сигналов суммированием интервалов времени, на которых происходит совпадение по амплитуде коррелируемых сигналов, выявление корреляционного пика для обследуемого участка трубопровода, разделенного на М окон обследования, соответствующих й линиям задержки, и определение расстояния до утечки по максимуму корреляционной кривой, величинам времени запаздывания, скорости распространения сигнала и известному расстоянию между датчиками, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения качества и скорости обработки, предварительно обследуют весь участок трубопровода между двумя датчиками, а затем проводят повторное обследование й-М окон обследования участка трубопровода, где М - количество окон обследования, в которых корреляционный пик не обнаружен, путем увеличения метрического масштаба каждого из них, при этом прием акустических сигналов осуществляют в реальном масштабе времени,.а обраб 1 отку ведут независимо в масштабе времени, сжатом по отношению к реальному, причем при обработке одновременно осуществляют вычитание интервалов времени, на которых происходит несовпадение по амплитуде коррелируемых сигналов. 2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что, с целью расширения области одно- временного обследования, предварительное обследование участка трубопровода ведут при помощи многоканальной системы путем попарного приема и обработки акустических сигналов от установленных по длине трубопровода .датчиков.