Способ определения мест утечек в трубопроводах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я) (1 МЗ 1 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЕЧЕК В ТРУБОПРОВОДАХ або УТЕ(57) Изобретение от ределенил мест мал трубопроводах псср них электрического ширить функционал саба и повысить появлению малых Первоначально опр кость между диагчостируемым трубопро Изобретение атно нического диагностир ных коммуникаций, в ч определения утечек в г водах.сится к области техованил трубопроводастности к способам одземных трубопропособ определения утечек в бопроводах с помощью коакеля, прокладываемого в ней близости от трубопроводаобматываемого вокруг труутренний и наружный праеля разделены пористой ой оболочкой, При возникноефтепродукты проникают в ектрическую оболочку, разтренний и наружный проводИзвестен с подземных тру сиального каб посредственно или спирально бопровода. Вн водники каб диэлектрическ вении утечки ь пористую диэл деляющую вну носится к способам опых утечек в подземных едстзом воздействил на полл и позволяет расьные возможности спочувствительность к утечек нефтепродукта. еделяют электрическую водам и стержневым зондом при параллельном расположении зонда относительно оси трубопровода на поверхности грунта непосредственно над трубопроводом. Затем проводят аналогичные замеры в двух сопряженных точках на расстоянии х и 2 х от точки первого замера при плоскопараллельном переносе зонда в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, и по трем измерениям вычисляют глубину залегания трубопровода, Рассчитывают теоретическое значение электрической емкости для этой глубины, определяют отношения величин теоретической и экспериментальной, измеренной непосредственно над трубопроводом, электрических емкостей по всей трассе диагностируемого трубопровода и по величине отношений электрических емкостей определяют место утечки нефтепродукта по трассе трубопровода. 2 ил. ники кабеля, в результате чего изменяется емкостное сопротивление между проводниками коаксиального кабеля и изменение этого сопротивления служит индикатором утечки,Однако этот способ имеет рлд недостатков. Во-первых, этот способ применим только при условии, чта на трубопровод в процессе строительства наложен специальный кабель. Во-вторых, этот способ определяет только факт утечки, но не местоположение утечки, В-трстьих, прокладка специального кабеля в процессе строительства трубопровода требует дополнительных затрат. В-четвертых, извсстный способ не обладает достаточнойчувствительностью к малым утечкам нефте,продуктаа.Наиболее близким техническим решением является способ определения мест утечек в трубопроводах, в котором одним из электродов является покрытие, выполненное на наружной поверхности теплоизоляционного материала, а другие электроды подключены непосредственно к трубопроводу с текущей средой в нескольких, определенным образом выбранных точках, Величину утечки определяют по разности длительности импульсов мультиплексора, определяемого электрической емкостью между указанными электродами и длительностью импульсов ждущего мультивибратора, определяемого электрической емкостью конденсатора сравнения,Однако этот способ имеет ряд недостатков. Во-первых, этот способ применим только в том случае, если есть возможность свободного выбора точек подключения непосредственно к трубопроводу, что представляет определенную трудность при обследовании подземных трубопроводов, Во-вторых, этот способ применим только для трубопроводов с металлизированным покрытием теплоизоляционного слоя, что также сужает область применения данного изобретения.Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение чувствительности способа,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе к трубопроводу и к металлическому покрытию теплоизоляционного слоя подключается несколько электродов и по разности длительности импульсов мультиплексора, определяемого электрической емкостью между указанными электродами и длительности импульсов ждущего мультивибратора, определяемого электрической емкостью конденсатора сравнения определяют величину утечки.Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показь 1 вает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве измеряемого параметра используют электрическую емкость между зондом и трубопроводом как обкладками электрического конденсатора, Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". В известном решении контролируют изменение диэлектрических свойств теплоизоляционного материала трубопровода. В заявляемом решении определяется изменение электрической емкости вследствие изменения диэлектрической проницае мости грунта в результате утечек иэ трубопровода. Это отличие позволяет утверждать о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "существенные от личия".Измерение электрической емкости пары зонд-трубопровод в трех точках на поверхности земли, когда одна из точек замера находится непосредственно над 10 трубопроводом, а две другие - на расстоянии х и 2 х от первой точки замера, причем расстояния откладываются по прямой перпендикулярной оси пролегания трубопровода, позволяет определить глубину 15 залегания трубопровода с достаточнавысокой точностью. Глубина залегания трубопровода определяется следующим образам.По величине электрической емкости 20 пары зонд-трубопровод, измеренной втрех точках (С 1, С 2 и Сз), определяют безразмерный относительный параметр 1 по формуле 25 т = (Сз(С 2 - С 1)Д/(С 2(СЗ-С 1)1 (1) Глубина залегания трубопровода определяется по следующей зависимости:(3)Наличие мест утечек по длине трубопровода определяется по отношению значений электрической емкости пары зонд-трубопровод, экспериментальной, измеренной непосредственно над трубопроводом, и теоретической,(4) На фиг,1 представлена схема измерения электрической емкости пары зонд-тру бопровод, где обозначено: 1 - положениезонда в первой точке замера нспосредственно над трубопроводом;2 - положение зонда во второй точкезамера на удавлении х от первой точки замера; где Л, В, С - коэффициенты, определяемые конкретными параметрами зонда. Затем определяется величина теоретической 35 электрической емкости пары зонд-трубопровод для рассчитанной глубины залегания трубопровода О по формуле40 50 3 - полокение зонда в третьей точке замера на удалении 2 х от первой точки замера;4 - поверхность грунта;5 - заглубленный трубопровод, На фиг,2 представлена последовательность определения места утечки нефтепродукта в подземном трубопроводе, где обозначено:1 - заглубленный трубопровод;2 - место утечки нефтепродукта в грунт;3 - поверхность грунта;4 - зависимость глубины залегания трубопровода по его длине;5 - зависимость величины отношения теоретической электрической емкости пары зонд-трубопровод, к величине электрической емкости, измеренной непосредственно над трубопроводом по длине трубопровода.Предлагаемый способ определения мест малых утечек в подземных трубопроводах реализован следующим образом, Первоначально определяется местоположение заглубленного трубопровода по величине электрической емкости пары зонд-трубопровод, При нахождении непосредственно над трубопроводом величина электрической емкости прицимает максимальное значение. Следующий шаг - определение направления пролегания трубопровода посредством поворота зонда вокруг фиксированной точки, Максимальное значение величины электрической емкости указывает на награвление заглубленного трубопровода, В данной точке определяетсл значе;е электрической емкости (С), Затем зонд переносится во вторую и третьо точки замера параллельно по прямой, перпендикулярной направлению оси трубопровода, на аасстоянии х и 2 х соответствецно, В этих точках определяетсл величина электрической емкости(С 2 и Сз). Затем результаты измерений (С, С 2 и Сз) греобразовьваотся в безразмерный отосителььпарамегр К по формуле(1, рассчитывается глубина залегания подземного трубопровода (О) по формуле (21 и определяется величина теоретической электрической емкости пары зонд-трубопровод (С).по формуле Я причем глубина залегания трубопровода в формуле (ЗД является величиной, получеай по формуле Я Затем определяется безразмерный относительный параметр К по формуле (41. 5 10 15 20 25 30 Аналогичные операции производятся в нескольких точках по трассе трубопровода По результатам проведенных измерений и аасчетов по длине трубопровода строится график (фиг,2). Резкое изменение величи. ны К в некоторой области по длине тру. бопровода указывает на возникновение утечки нефтепродукта в грунт из подземнага трубопровода на данном участке.Использование предлагаемого способа определения мест малых утечек в подземных трубопроводах обеспечивает па сравненио с существующими способами следующие преимущества;- позволяет выявить незначительные утечки нефтепродукта в подземных трубопроводах;- позволяет определить с высокой точностью область распространения пятна нефтепродукта в грунте;- доступность и дешевизна измерительной аппаратуры, а также простота конструкции зонда позволит снизить затраты на реализацию способа. Формула изобретения Способ определения мест утечек в трубопроводах путем измерения электрической емкости между трубопроводом и электродом по всей трассе трубопровода, о т л и ч а а щ и й с л тем, что, с цельо расширения технологических возможностей и повышенил чувствительности, в качестве электрода используют стержневой зонд, измерение электрической емкости осуществляют при параллельном расположении зонда относительно оси трубопровода на поверхности грунта непосредственно над трубопроводом, дополнительно измеряют электрическуо емкость при плоскопараллельном переносе зонда по поверхности грунта в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, на двух расстоянилх х и 2 х от полокения при первом измерении по трем измеренным значениям определяют глубину залегацил трубопровода, теоретическое значение электрической емкости для этой глубины и отношение теоретического значения к измеренному непосредственна над трубопроводам, повторные измерения по всей трассе трубопровода осуществляат аналогично и определяют по всей трассе значение К, и по изменению этого значения определяот место утечки.Корректор Э, Лончаков роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, у иня п аказ 4116 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раувская наб., 4/5