СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2001 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к дистанционному контролю состояния и защиты магистрального трубопровода от утечек перекачиваемого продукта и может быть использовано при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов, газа и других продуктов.

Известен способ контроля состояния магистрального трубопровода, связанный с пропуском внутри трубопровода различных регистрирующих приборов [1, 2]. Недостатки способа - сложность аппаратуры и периодичность осуществляемого контроля.

Известны также способы контроля состояния магистрального трубопровода по изменениям значений технологических и энергетических параметров от значений тех же параметров нормального режима перекачки определенного продукта [3, 4, 5, 6].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ контроля состояния линейной части магистрального трубопровода, заключающийся в визуальном осмотре поверхности его трассы с помощью тепловизионной аппаратуры, установленной на борту вертолета или самолета [7]. Контроль состояния магистрального трубопровода, основанный на данном способе, весьма дорогостоящий, периодичен и не всегда осуществим из-за сложных природно-климатических условий.

Задача изобретения - сокращение потерь перекачиваемого по магистральному трубопроводу продукта и вредного воздействия на окружающую среду вдоль его трассы без применения мобильных средств передвижения тепловизионной аппаратуры.

Технический результат достигается путем непрерывного (по циклической программе) визуального осмотра поверхности трассы магистрального трубопровода с помощью стационарной тепловизионной аппаратуры, установленной вдоль трассы на опорах воздушной линии электропередачи катодной защиты трубопровода, и передачи сигнала измерения по радиоканалу на ее центральное устройство, стационарно установленное на ближайшей (вверх по движению транспортируемого продукта) перекачивающей станции, где при нормальном режиме работы трубопровода по запросу оператора в реальном масштабе времени развертываются на экране видеоконтрольного устройства изображения тепловых полей, а с помощью печатающего устройства документируется цифровая информация осматриваемых участков. При возникновении на трассе магистрального трубопровода аварийной ситуации (появлении утечки перекачиваемого продукта) тепловизионная аппаратура автоматически прерывает циклическую программу осмотра, выдает аварийный сигнал, фиксирует местоположение порыва трубопровода, развертывает на экране видеоконтрольного устройства изображение аномального теплового поля и документирует цифровую информацию по аварийному участку, чем обеспечивает оперативность обнаружения утечки и локализации аварийного участка, и, как следствие, сокращение потерь перекачиваемого продукта и повышение экологической безопасности на территории, расположенной вдоль трассы магистрального трубопровода.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что в отличие от мобильного варианта использования тепловизионной аппаратуры для осуществления периодического контроля состояния теплового поля поверхности трассы магистрального трубопровода в заявляемом решении тепловизионную аппаратуру дополняют радиопередатчиком и устанавливают стационарно на опорах воздушной линии электропередачи катодной защиты магистрального трубопровода, сооружаемой вдоль его трассы, а устройство обработки информации (центральное устройство), содержащее вычислительное, видеоконтрольное и печатающее устройства, снабжают радиоприемником и устанавливают на ближайшей перекачивающей станции магистрального газопровода, тем самым обеспечивают непрерывный контроль теплового состояния поверхности его трассы.

На чертеже представлена структурная схема тепловизионной системы, с помощью которой реализуется заявляемый способ контроля состояния магистрального трубопровода.

Тепловизионная система контроля состояния магистрального трубопровода 1 автоматически реагирует на изменения теплового поля в местах появления утечек транспортируемого продукта.

На опорах 2 воздушной линии электропередачи стационарно установлены тепловизионные камеры 3, которые при нормальном режиме работы магистрального трубопровода осуществляют непрерывный (по циклической программе) осмотр поверхностей контролируемых его участков, и радиопередатчики 4. Зона контроля одной тепловизионной камеры определяется ее разрешающей способностью, углом обзора, высотой установки и расстоянием по горизонтали до оси трассы контролируемого участка магистрального трубопровода.

Тепловое излучение с контролируемой поверхности трассы попадает в объектив тепловизионной камеры 3, преобразуется в электрический сигнал, фильтруется, усиливается и затем с помощью радиопередатчика 4 передается на центральное устройство 5 тепловизионной системы, установленной на перекачивающей станции ПС магистрального трубопровода, расположенной вверх по движению транспортируемого продукта. Принятый сигнал демодулируется, обрабатывается, сравнивается вычислительным устройством тепловизионной системы с заданной уставкой и по запросу оператора развертывается на экране видеоконтрольного устройства в виде изображения теплового поля, а также документируется цифровая информация о тепловом состоянии данного участка трассы магистрального трубопровода с помощью печатающего устройства.

Если уровень теплового излучения на каком-нибудь участке трассы магистрального трубопровода превысит заданную уставку, то тепловизионная система автоматически прерывает циклический опрос тепловизионных камер, выдает аварийный сигнал, одновременно развертывает на экране видеоконтрольного устройства изображение аномального теплового поля и с помощью печатающего устройства документирует цифровую информацию по аварийному участку. После дешифровки поступившей информации о местоположении и масштабах аварии оперативный персонал перекачивающей станции ПС принимает штатные технологические меры, направленные на локализацию аварийного участка магистрального трубопровода.

Заявляемый способ позволяет дистанционно осуществлять непрерывный контроль состояния магистрального трубопровода, оперативно обнаруживать местоположения появляющихся утечек перекачиваемого продукта, визуально оценивать масштабы аварии и быстро локализовывать аварийный участок.

Источники информации
1. Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. - Л.: Недра, 1987. - С. 69 - 71.

2. Трубопроводный транспорт нестабильного газового конденсата / А.А. Коршак, А.И. Забазнов, В.В. Новоселов, В.И. Матросов, Б.А. Клюк - М.: ВНИИОЭНГ, 1994. - С. 153 - 161.

3. Моделирование задач эксплуатации систем трубопроводного транспорта / Е. И. Яковлев, В.Д. Куликов, А.В. Шибнев, В.А. Поляков, Н.С. Ковалевич, Ю.К. Шарабудинов - М.: ВНИИОЭНГ, 1992. - С. 77 - 107.

4. Способ обнаружения утечки перекачиваемого продукта из магистрального трубопровода. Патент на изобретение РФ N 2119611, F 17 D 5/02, 1998. Бюл. N 27.

5. Способ обнаружения утечки газа из магистрального газопровода. Патент на изобретение РФ N 2119610, F 17 D 5/02, 1998. Бюл. N 27.

6. Система обнаружения утечек газа на магистральных газопроводах. Гришин В. Г., Каменских И.А., Иванов В.А. - Известия вузов. Нефть и газ. 1999, N 1. - С. 62 - 67.

7. Алеев P.M., Овсянников В.А., Чепурский В.Н. Воздушная тепловизионная аппаратура для контроля нефтепродуктопроводов. - М.: Недра, 1995. - 160 с.

Изобретение относится к дистанционному контролю состояния и защиты магистрального трубопровода от утечек перекачиваемого продукта и может быть использовано при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов, газа и других продуктов. Техническим результатом изобретения является сокращение потерь перекачиваемого по магистральному трубопроводу продукта и вредного воздействия на окружающую среду вдоль его трассы без применения мобильных средств передвижения тепловизионной аппаратуры. Это достигается путем непрерывного визуального осмотра поверхности трассы магистрального трубопровода с помощью стационарной тепловизионной аппаратуры, установленной вдоль трассы на опорах воздушной линии электропередачи катодной защиты трубопровода, и передачи сигнала измерения по радиоканалу на ее центральное устройство, стационарно установленное на ближайшей вверх по движению транспортируемого продукта перекачивающей станции, где по запросу оператора, а при появлении утечек автоматически в реальном масштабе времени развертываются на экране видеоконтрольного устройства изображения тепловых полей, а с помощью печатающего устройства документируется цифровая информация осматриваемых участков. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля состояния магистрального трубопровода, заключающийся в визуальном осмотре поверхности его трассы с помощью тепловизионной аппаратуры, отличающийся тем, что визуальный осмотр осуществляют с помощью стационарно установленной тепловизионной аппаратуры, включающей тепловизионные камеры и радиопередатчики, установленные на опорах воздушной линии электропередачи катодной защиты магистрального трубопровода, сооружаемой вдоль его трассы, а также радиоприемное, вычислительное, видеоконтрольное и печатающее устройства, установленные на ближайшей вверх по движению транспортируемого продукта перекачивающей станции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью тепловизионной аппаратуры непрерывно в автоматическом режиме осуществляют дистанционный контроль состояния теплового поля поверхности трассы магистрального трубопровода, передают полученную информацию на центральное устройство по радиоканалу в реальном масштабе времени для ее визуализации и документирования, причем, если уровень теплового излучения на участке трассы превысит заданную уставку, то тепловизионная система автоматически прерывает опрос тепловизионных камер и выдает аварийный сигнал.