Способ определения места и характерного размера течи в подземном трубопроводе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 812386 17 О 5/02 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР.ГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТ трольнобыть иста течи и одземном ие зффек- рактерноозатрат.астка тру- ображенил об рхвысокочастотучатель 2, помеконденсаторную 3, От излучателя аспространяется аясь от стенок 4, находится отвер- ектромагнитный КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (72) Р.М.Исахов, В.М,Казаков, С.В.Алексеев,Л.С. Кокорев и В,А. Пономарев56) Авторское свидетельство СССРМ 72410, кл, 6 01 Ч 3/06, 1946,Молдаванов О,И. Производственныйконтроль в трубопроводном строительстве.Недра: 1986, с. 261.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА И ХАРАКТЕРНОГО РАЗМЕРА ТЕЧИ В ПОДЗЕМ НОМ ТРУБОПРОВОДЕ Изобретение относится к ко измерительной технике и может пользовано для определения мес характерного размера течи в и трубопроводе,Цель изобретения - повышен тивности определения места и ха го размера течи и снижение труд На фиг, 1 показан разрез уч бопровода со схематическил из ем реализации способа. Способ реализуется следуютОт передатчика 1 све ный сигнал подается на из щенный в газовую или газо среду внутри трубопровода электромагнитное поле р вдоль трубопровода,отраж В месте трубопровода,где стие течи 5 генерируется з.(57) Сущность изобретения; в трубопроводе создают электромагнитное излучение помещенным в нем излучателем передатчика и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ее место на трассе, Вдоль трубопровода ориентировано посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принймают их приемником. Полоса пропускания приемника равна диапазону излучения передатчика. Местоположение и характерный размер отверстия течи определяют по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя частоту спада. 2 ил. сигнал, который покидает пределы трубопровода и пройдя толщину грунта 6 попадает . на приемную антенну 7 приемника 8 электромагнитного излучения.Для определения характерного размера О отверстия течи 5 используется следующее соотношение между критической длиной волны излученияАкр и О:Яр = 1,25 О,при котором происходит переход от экспоненциального затухания излучения в канале, образованном отверстием 5 в стене трубы 4, к пропусканию, обусловленному возможностью распространения основной волны в волноводном канале отверстия 5.Если трубопровод заполнен средой с относительной диэлектрической проницаемостью г, то соответствующая Яр частота издучения Гкр определяется из выражения;Сгде с - скорость света в вакууме.Таким образом, зная частоту излучения бакр, при которой начинает резко возрастать сигнал на входе приемника, используемого для пеленгации течи, можно определить характерный равмер отверстия течи:4 с5 МГ 1 крНа фиг.2 представлен график висимости коэффициента пропускания т излучения отверстиемдиаметра 0=2 а в экране толщиной б от относительной толщины экрана б/2 а. Иэ вида зависимости 1 = т)б/2 а) следует, что оценка характерного размера отверстия О будет точной при б /2 а 1. Именно в этой области наблюдается резкая зависимость коэффициента пропускания с (1) от величины ка =2 йб/Я, т,е. при небольшом изменении частоты сигнала интенсивности прошедшего через отверстие излучения сильно изменяется. При Ка - 2,5 в волноводном канале, образованном отверстием в стенке трубы, может распространяться основная волна - поэтому блюдается периодическая зависимость т" отб.Эффективность предложенного способа заключается в облегчении поиска места течи трубопровода, расширения возможности определения характерного размера течи при снижении. трудозатрат за счет исключения каких-либо земляных работ или остановки транспортирования газа или газоконденсата по трубопроводу. Способ позволяет спределить наличие дефекта в трубопроводе как при наличии в нем нефтепродуктов, так и при их отсутствии.П р и м е р, Для расчета чувствительности приемно-передающей системы для реальных условий используем следующие параметры:Р - 3 Вт - мощность электромагнитного излучения, возбуждаемая в трубопроводе,. О " 2 йтр = 0,7 "диаметр трубы трубопровода;б - 0,01 м - толщина стенки трубы;2 а 4 см - диаметр отверстия течи;= 100 км = 10 м - удаленность течи отисточника излучения;и = 2 м - глубина залегания трубопровода;5 А=Зтга =0,2 м-длина волны излученияв трубопроводеИспользуя формулы, возможно рассчитать необходимые параметры приемникаизлучения в месте течи, в частности:Еи = 032 В/м-амплитуда колебанийэлектрического поля в трубопроводе в сечении с течью;Еи 1= 1,7410 В/м -амплитуда колвба ний электрического поля на внешней сторо 15 не отверстия;Ем 2 = 4,3 10 В/м - амплитуда колеба-Бний электрической компоненты э/м полявблизи поверхности грунта со стороны атмосферы;20 . П =2,5 102 Вт/м - плотность потока. излучения в области приемной антеннывблизи от поверхности грунта и при соприкосновении измерения приемной антенныйг о 60 ом сигнал на входе приемника О =25:1/йг =1,2 10 В,Таким образом для обнаружения течинеобходим приемник с чувствительностью3 10 мкВ,формула изобретенияСпособ определения места и характерного размера речи в подземном трубопроводе, заключающийся в том, что втрубопроводе создают электромагнитное- излучение с помощью помещенного в нем35 излучателя передачи и по утечке из отвер-стия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ееместо на трассе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что вдоль трубопровода ориентироваино40 посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся вовремени частотой и принимают их с помощью приемника, полоса прапускания которого равна диапазону излучения45 передатчика, при этом местоположение ихарактерный размер отверстия течи определяют по появлению резкого возрастанияэлектромагнитного сигнала, Фиксируя частату спада.18123860.8Составитель С.Алексеев Редактор Техред М.Моргентал Корректор М. Керецман Заказ 1568 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагарина, 101