СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО УЧАСТКА ГЛУБОКОВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2002 года по МПК F17D5/06 G01M3/24 

Описание патента на изобретение RU2193725C1

Изобретение относится к области диагностики технического состояния морских участков трубопроводов и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния трубопроводов и оценки остаточного ресурса трубопровода.

Отличительной особенностью глубоководных трубопроводов большой протяженностью, уложенных без заглубления в грунт, является то, что для них остается неизвестной или труднодоступной для контроля фактическая геометрия прокладки труб на дно, при которой из-за неровностей дна, естественных ошибок в процессе прокладки (например, не полностью скомпенсированный дрейф судна-трубоукладчика) или других причин могут возникнуть большие дополнительные статические напряжения.

Возможность образования прогибов труб на различных длинах, изменения величин этих прогибов и длин в эксплуатации трубопровода за счет изменения геометрии дна под воздействием течений или различного рода подвижек, в том числе и систематического характера, может приводить к тому, что на различных участках протяженного трубопровода могут возникать нежелательные резонансные сверхнизкочастотные колебания. При этом форма упругой линии, частота собственных колебаний и амплитуды для одного и того же участка в процессе эксплуатации трубопровода под воздействием указанных выше факторов также могут меняться.

Поэтому для морских трубопроводов данные о фактической геометрии трубопровода и изменения геометрии во времени имеют принципиальное значение для мониторинга технического состояния трубопроводов.

Известен способ аналогичного назначения, в котором частично поставленная задача решается с помощью системы гидроакустических радиобуев [1].

Недостатком известного способа являются его невысокие точность и надежность, что обусловлено наличием морских шумов и низким пространственным разрешением используемой гидроакустической аппаратуры. Также недостатком является отсутствие информации о фактической геометрии трубопровода и изменениях его положения во времени.

За прототип принят способ определения места расположения потенциально опасного участка подводного трубопровода [2], заключающийся в том, что на контролируемом участке трубопровода с заданным шагом устанавливают последовательность акустических приемников. При этом в сам трубопровод вводят специальный источник звука. Акустические приемники принимают звуковые волны от движущего внутри трубопровода источника звука и направляют их на обработку в береговое устройство.

Недостатком прототипа является необходимость ввода (и вывода) в трубопровод специального движущего источника звука, что не позволяет осуществлять мониторинг технического состояния глубоководного трубопровода непосредственно в процессе его работы (транспортировки продукта). Прототип также не обеспечивает данными о фактической геометрии трубопровода и изменениях его положения во времени, что является необходимым для корректной оценки остаточного ресурса трубопровода.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является устранение данных недостатков прототипа, т.е. получение возможности непрерывного или периодического проведения мониторинга технического состояния глубоководного трубопровода.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе определения места расположения потенциально опасного участка глубоководного трубопровода, заключающемся в приеме в заданные моменты времени акустических сигналов последовательностью акустических приемников, установленных на трубопроводе, акустические приемники выполняют в виде гидроакустических приемоответчиков, снабженных датчиками глубины, а акустические сигналы принимают от последовательности гидроакустических приемоизлучателей, установленных на известном расстоянии от трубопровода в горизонтальной плоскости, причем после принятия акустических сигналов измеренная датчиками глубины информация переизлучается приемоответчиками на соответствующие приемоизлучатели и по временной задержке принятых приемоизлучателями акустических сигналов определяют пространственные координаты трубопровода в горизонтальной плоскости, а по информации датчиков глубины определяют пространственные координаты трубопровода в вертикальной плоскости, при этом о расположении потенциально опасного участка трубопровода судят по обнаруженному изгибу последнего в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Кроме того, по изменению пространственных координат различных участков трубопровода во времени определяют параметры сверхнизкочастотных колебаний трубопровода, по которым уточняют место расположение его потенциально опасного участка.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для реализации способа.

Устройство для реализации способа включает в себя последовательность автономных гидроакустических приемоответчиков 11, 12...1N, установленных на контролируемом участке глубоководного трубопровода 2 с заданным шагом и смонтированных в корпусах 31, 32...3N, совместно с датчиками 41, 42...4N глубины.

Выходы датчиков 41, 42...4N глубины через модуляторы 51, 52...5N соединены с управляемыми электрическими входами приемоответчиков 11, 12... 1N.

Автономное питание элементов 1, 4, 5 осуществляется от источника питания 6, закрепленного также на трубопроводе 2.

Напротив приемоответчиков 1 на морском дне (плоскость YZ) расположена последовательность гидроакустических приемоизлучателей 71, 72... 7N, соединенных подводным кабелем 8, по которому на приемоизлучатели 7 подается электропитание и отводятся выходные сигналы на береговую обрабатывающую аппаратуру (не показано).

Автономные приемоответчики 1 представляют собой гидроакустические приемники, которые по таймеру (не показан) запускают режим ожидания приемоответчика. Перевод приемоответчика в режим ожидания производится в заданные моменты времени, когда излучаются сигналы приемо-излучателя. После приема сигнала приемоизлучателя приемоответчик посылает к нему соответствующую кодовую гидроакустическую посылку.

Приемоизлучатели 7 представляют собой гидроакустические направленные излучатели и гидроакустические приемники, соединенные подводным кабелем.

Береговая аппаратура (не показана) включает типовой информационно-вычислительный комплекс и устройство дистанционного питания и управления.

Остальные элементы устройства особенностей не имеют.

Способ определения места расположения потенциально опасного участка глубоководного трубопровода реализуется следующим образом.

Приемоответчики 1 находятся постоянно в отключенном состоянии и включаются в режим ожидания приема по команде таймера (не показан). Такое включение производится, исходя из необходимости экономии элекропотребления и требуемой скважности определения координат трубопровода, и обычно составляет около 10 дней. В режиме, когда работает только таймер, энергопотребление от автономного источника питания 6 незначительно (0,1 мВт). В режиме приема сигналов электропотребление составляет 50 мВт.

В установленные временные интервалы (когда приемоответчики находятся в режиме ожидания приема сигнала) по подводному кабелю 8 от берегового устройства дистанционного питания на приемоизлучатели 7 поступает командный сигнал и последний переходит в режим излучения. Приемоответчики 1, приняв излученный сигнал, переходят в режим переизлучения с энергопотреблением 1 Вт. При этом в переизлученный сигнал вводится информация о глубине данного участка трубопровода 2 (координата Z перпендикулярная плоскости чертежа) от датчика глубины 4.

С другой стороны, относительная временная задержка принятых приемоизлучателями 7 сигналов, переизлученных приемоответчиками 1, несет информацию о координате Y, ортогональной оси трубопровода 2.

Принятые сигналы по подводному кабелю 8 направляются на береговую аппаратуру (не показана).

По измеренным значениям координат трубопровода определяются изгибы последнего в вертикальной или горизонтальной плоскости и параметры сверхнизкочастотных вибраций, которые указывают на место расположения потенциально опасного участка трубопровода.

Данным способом мониторинг технического состояния трубопровода может проводиться непрерывно или периодически с наперед заданными циклами.

Таким образом, достигается поставленный технический результат.

Источники информации
1. Подводная технология. / Под ред. И.Б. Иконникова, "Судостроение", 1, 1981, с 84.

2. Заявка Японии 2 - 46840, кл. F 17 D 5/06, G 01 M 3/24, 1990 - прототип.

Похожие патенты RU2193725C1

название год авторы номер документа
ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБОКОВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА 2001
  • Андреасян И.Г.
  • Власов С.В.
  • Глазов Ю.Е.
  • Зарицкий С.П.
  • Егоров И.Ф.
  • Усошин В.А.
RU2193724C1
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА 2000
  • Андреасян И.Г.
  • Бойко А.М.
  • Власов С.В.
  • Вольский Э.Л.
  • Зарицкий С.П.
  • Егоров И.Ф.
  • Седых А.Д.
  • Усошин В.А.
RU2183303C1
ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ЛОКАЛИЗАЦИИ УТЕЧЕК ГАЗА 2015
  • Половинка Юрий Александрович
  • Максимов Алексей Олегович
RU2592741C1
СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЕЙ ШУМОВ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОВЫХ КОМПЛЕКСОВ 2011
  • Астахова Нина Владимировна
  • Добрянский Виктор Михайлович
  • Колигаев Олег Анатольевич
  • Крайнов Александр Борисович
  • Лобов Ростислав Викторович
RU2480789C2
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ТРУБОПРОВОДА ГАЗОКОНДЕНСАТА 2010
  • Коник Григорий Борисович
  • Балакин Рудольф Александрович
  • Вольфсон Леонид Мордухович
  • Петренко Михаил Дмитриевич
  • Тимец Валерий Михайлович
RU2464485C2
СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОГО МИКРОРАЙОНИРОВАНИЯ 2010
  • Суконкин Сергей Яковлевич
  • Рыбаков Николай Павлович
  • Белов Сергей Владимирович
  • Червинчук Сергей Юрьевич
  • Кошурников Андрей Викторович
  • Пушкарев Павел Юрьевич
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2436125C1
СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБОКОВОДНОГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Власов Сергей Викторович
  • Дудов Александр Николаевич
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Митрохин Михаил Юрьевич
  • Пиксайкин Роман Владимирович
  • Салюков Вячеслав Васильевич
  • Сеченов Владимир Сергеевич
  • Степаненко Александр Иванович
  • Хороших Андрей Валентинович
RU2392537C1
СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ, ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ОКЕАНА 2010
  • Алексеев Сергей Петрович
  • Курсин Сергей Борисович
  • Добротворский Александр Николаевич
  • Бродский Павел Григорьевич
  • Леньков Валерий Павлович
  • Аносов Виктор Сергеевич
  • Чернявец Владимир Васильевич
  • Шалагин Николай Николаевич
  • Зверев Сергей Борисович
  • Жильцов Николай Николаевич
  • Яценко Сергей Владимирович
RU2436134C1
ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ ЛОКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС 2010
  • Курсин Сергей Борисович
  • Румянцев Юрий Владимирович
  • Жуков Юрий Николаевич
  • Чернявец Владимир Васильевич
  • Аносов Виктор Сергеевич
  • Бродский Павел Григорьевич
  • Леньков Валерий Павлович
  • Жильцов Николай Николаевич
  • Воронин Василий Алексеевич
  • Тарасов Сергей Павлович
RU2426149C1
Способ навигации и позиционирования подводных объектов в глубоководном канале на больших дальностях и система для его осуществления 2018
  • Половинка Юрий Александрович
  • Максимов Алексей Олегович
RU2674404C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО УЧАСТКА ГЛУБОКОВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к области диагностики технического состояния морских участков трубопроводов и может быть использовано для мониторинга технического состояния глубоководных трубопроводов большой протяженностью. Существо изобретения: вдоль контролируемого участка трубопровода закрепляют с заданным шагом последовательность гидроакустических приемоответчиков, снабженных датчиками глубины, напротив которых устанавливают с тем же шагом последовательность гидроакустических приемоизлучателей. При этом по выходным сигналам датчиков глубины определяют вертикальные координаты различных участков трубопровода, а по временной задержке переизлученных акустических сигналов - горизонтальные. Техническим результатом изобретения является получение информации об изгибе последнего в вертикальной и горизонтальной плоскостях, по которому судят о расположении потенциально опасного участка трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 193 725 C1

1. Способ определения места расположения потенциально опасного участка глубоководного трубопровода, заключающийся в приеме в заданные моменты времени акустических сигналов последовательностью акустических приемников, установленных на трубопроводе, отличающийся тем, что акустические приемники выполняют в виде гидроакустических приемоответчиков, снабженных датчиками глубины, а акустические сигналы принимают от последовательности гидроакустических приемоизлучателей, установленных на известном расстоянии от трубопровода в горизонтальной плоскости, причем после принятия акустических сигналов измеренная датчиками глубины информация переизлучается приемоответчиками на соответствующие приемоизлучатели и по временной задержке принятых приемоизлучателями акустических сигналов определяют пространственные координаты трубопровода в горизонтальной плоскости, а по информации датчиков глубины определяют пространственные координаты трубопровода в вертикальной плоскости, при этом о расположении потенциально опасного участка трубопровода судят по обнаруженному изгибу последнего в вертикальной или горизонтальной плоскости. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по изменению пространственных координат различных участков трубопровода во времени определяют параметры сверхнизкочастотных колебаний трубопровода, по которым уточняют место расположения его потенциально опасного участка.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2193725C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ УТЕЧЕК В НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ 1992
  • Вилин Юрий Геннадьевич
RU2053436C1
ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ 1991
  • Авгученко Григорий Васильевич
  • Нелидкин Александр Михайлович
  • Куваев Александр Александрович
RU2047039C1
АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА И МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА 0
SU191284A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНРГ^ ТРУБОПРОВОДА 0
  • Авторы Изобретени Витель Г. А. Пол Ков, П. В. Коробейников, В. В. Николаев, Г. В. Авгученко К. Н. Кудайбергенов
SU380909A1
Способ определения момента и места утечки газа в системе газопроводов периодического действия 1987
  • Широков Виктор Васильевич
  • Селедцов Олег Степанович
SU1698562A1

RU 2 193 725 C1

Авторы

Андреасян И.Г.

Бойко А.М.

Власов С.В.

Зарицкий С.П.

Усошин В.А.

Даты

2002-11-27Публикация

2001-03-05Подача