СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ НАСОСНЫМИ СТАНЦИЯМИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2003 года по МПК G01C7/04 

Изобретение относится к геодезическим изысканиям, в частности к способам расстановки насосных станций на трассе полевых магистральных трубопроводов с помощью транспортных средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированию, преимущественно для насосных станций (НС), привод насоса которых осуществляется от двигателя внутреннего сгорания, и может применяться при прокладке трубопроводов для перекачки топлива в особых условиях с рельефом местности различной сложности.

Как показала практика использования полевых магистральных трубопроводов с НС, привод насоса которых осуществляется от двигателей внутреннего сгорания, при их расстановке в условиях сложного рельефа местности (перепад высот составляет до 1000 м и более) было отмечено значительное падение мощности двигателей насосных станций, что в свою очередь приводит к снижению напора насосных станций и существенно уменьшает заданную подачу по трубопроводу. В то же время в особых условиях основным критерием эффективности работы трубопровода является обеспечение поставки заданного количества горючего потребителю в строго установленные сроки.

В связи с этим стояла задача разработать способ определения мест установки НС на полевых магистральных трубопроводах в условиях сложного рельефа местности с обеспечением заданной подачи по трубопроводу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению и взятым в качестве прототипа является способ определения расстояния между насосными станциями, в котором в начальной точке измеряют температуру и давление окружающей среды, при движении измерительного устройства по трассе магистрального трубопровода непрерывно измеряют пройденный путь, температуру и давление окружающей среды, а расстояние между насосными станциями магистрального трубопровода принимают равным пройденному измерительным устройством пути в момент выполнения равенства (а.с. СССР 1138646, G 01 С 7/04, опубл. 07.02.85) [1]

где S - пройденный измерительным устройством путь, м;
S_г - заданное расстояние между насосными станциями для горизонтального участка, м;
α - температурный коэффициент расширения воздуха, К^-1;
t_cpi - среднее значение температуры воздуха в начальной и текущей точках (t_cpi=(t₁+t_i)/2), К;
Р₁ и Р_i - давление окружающей среды (атмосферное) в начальной и текущей точках, Па;
H_Q ^max - заданный напор насосной станции, м.

Недостатком данного способа является значительная погрешность при размещении насосных станций с приводом насоса от двигателя внутреннего сгорания на местности со сложным рельефом. Это объясняется тем, что в известном способе не учитывается падение мощности двигателя насосной станции в зависимости от абсолютной высоты ее размещения относительно уровня моря, т.е. расстояние между насосными станциями для горизонтального участка и напор НС задают в начальной точке трубопровода (месте размещения первой НС) и считают их неизменными для всех насосных станций. Однако при расстановке насосных станций на местности, особенно со сложным рельефом, необходимо для каждой НС учитывать падение мощности ее двигателя, так как это приводит к снижению напора и соответственно уменьшению расстояния между насосными станциями для горизонтального участка и, как следствие, неправильному определению мест установки насосных станций.

Технический результат изобретения - повышение точности определения расстояния между насосными станциями.

Указанный технический результат достигается тем, что дополнительно измеряют абсолютную высоту (Z_n) относительно уровня моря в начальной точке трубопровода (месте установки первой насосной станции) и в точке установки каждой последующей насосной станции, а расстояние между насосными станциями магистрального трубопровода принимают равным пройденному измерительным устройством пути в момент выполнения равенства

где S - пройденный измерительным устройством путь, м;
S_г - заданное расстояние между насосными станциями для горизонтального участка, м;
α - температурный коэффициент расширения воздуха, К^-1;
t_cpi - среднее значение температуры воздуха в начальной и текущей точках (t_cpi=(t₁+t_i)/2), К;
Р₁ и Р_i - давление окружающей среды (атмосферное) в начальной и текущей точках, Па;
H_Q ^max - заданный напор насосной станции, м;
К - коэффициент, учитывающий падение мощности двигателя насосной станции в зависимости от абсолютной высоты (Z_n) ее размещения относительно уровня моря, который определяется по формуле К=0,8•10^-4Z_n+1.

Данные признаки являются отличительными, существенными для достижения указанного технического результата, так как определение величины абсолютной высоты размещения индивидуально для каждой насосной станции и позволяет вычислять коэффициент, учитывающий падение мощности двигателя насосной станции в зависимости от абсолютной высоты ее размещении относительно уровня моря, учет которого обеспечивает более высокую точность определения расстояния между насосными станциями полевого магистрального трубопровода.

На чертеже представлен вариант блок-схемы устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из миниЭВМ 1, пульта 2 управления и сигнализации; задатчика 3 расчетного расстояния между насосными станциями, задатчика 4 напора насосной станции при заданной подачи по трубопроводу, датчика 5 атмосферного давления, датчика 6 температуры воздуха, датчика 7 абсолютной высоты размещения насосной станции относительно уровня моря, счетчика 8 пройденного пути, датчика 9 пройденного пути, интерфейса 10, процессора 11.

Способ реализуется следующим образом.

В начале трассы трубопровода, т.е. в месте размещения первой насосной станции, ЭВМ 1 устанавливают в исходное состояние. Затем с помощью пульта 2 управления и сигнализации в ЭВМ от задатчиков 3, 4 заносят расчетные значения расстояния (S_г) между насосными станциями и напор (H_Q ^max) НС.

Эти значения задают исходя из типа или марки насосных станций по их паспортным данным на основании заданной подачи по трубопроводу.

Через пульт 2 в ЭВМ 1 заносят также от датчика 5 - атмосферное давление (Р₁), от датчика 6 - температуру (t₁) воздуха и от датчика 7 - абсолютную высоту (Z_n) размещения первой насосной станции относительно уровня моря.

Исходя из полученного значения Z_n процессор 11 определяет коэффициент К по формуле К= 0,8•10^-4Z_n+l, который фактически учитывает падение мощности двигателя первой насосной станции.

Счетчик 8 пройденного пути устанавливают в положение "0".

С пульта 2 осуществляют пуск устройства и одновременно начинают движение по заданной трассе трубопровода от пункта А в пункт В.

В интерфейс автоматически от датчиков 5, 6, 9 (атмосферного давления (Р_i), температуры (t_i) и пройденного пути (S) соответственно) по программе, задаваемой процессором 11, заносится информация.

Процессор 11 ведет обработку полученных данных и расчет по формуле

В процессе движения пройденный путь S возрастает от нуля до значения, при котором он сравнится с правой частью уравнения, в которой величины Р, t меняют свои значения.

В момент равенства величины S и правой части уравнения на пульт управления 2 выдается звуковой и световой сигналы, по которым фиксируется место установки второй насосной станции (НС-2) на трассе магистрального трубопровода. В соответствии с заложенной программой в этом месте счетчик 8 обнуляется, и замеряются значения атмосферного давления (Р₁) датчиком 5, датчиком 6 - значение температуры (t₁) воздуха и датчиком 7 - значение абсолютной высоты (Z_n) размещения НС-2 относительно уровня моря. Процессор 11 определяет коэффициент К, учитывающий падение мощности двигателя второй насосной станции. Далее процесс повторяется при движении к последующей насосной станции.

Физически момент равенства пути (S) и правой части уравнения означает, что напор (H_Q ^max) насосной станции израсходован на преодоление расстояния и разности высот между пунктами, в которых установлены первая и вторая насосные станции (предыдущая и последующая).

Способ может быть реализован с помощью серийно выпускаемых средств: процессора, интерфейса, пульта управления и сигнализации, счетчика пройденного пути на миниЭВМ типа "Notebook" и др. [Monte Carlo. Notebook computers user's guide. - Fujitsu PC Corporation, 1999. - 107 с.] [2], датчика атмосферного давления и датчика температуры на базе многоканального термометра ТМ5200 [ НПП "ЭЛЕМЕР". Каталог продукции. - М.: ВНИИФТРИ, 2000. - с.41] [3], датчика пройденного пути и абсолютной высоты относительно уровня моря на базе прибора спутниковой навигации типа GPS-12 MAP [Руководство пользователя GPS-12 MAP. - GARMIN, 2000.-111 с.] [4].

Перечисленная аппаратура устанавливается на любом автомобиле повышенной проходимости (например, ГАЗ-66-05).

Применение изобретения позволит повысить точность определения расстояния между насосными станциями и обеспечить заданную подачу по трубопроводу.

Источники информации
1. А.с. СССР 1138646, G 01 С 7/04, опубл. 07.02.85 (прототип).

2. Monte Carlo. Notebook computers user's guide. - Fujitsu PC Corporation, 1999. - 107с.

3. НПП "ЭЛЕМЕР". Каталог продукции. - М.: ВНИИФТРИ, 2000. - с.41.

4. Руководство пользователя GPS-12 MAP. - GARMIN, 2000. - 111 с.

Изобретение относится к геодезическим изысканиям, в частности к способам расстановки насосных станций на трассе полевых магистральных трубопроводов с помощью транспортных средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированию, преимущественно для насосных станций, привод которых осуществляется от двигателя внутреннего сгорания. Данный способ может быть применен при прокладке трубопроводов для перекачки топлива в особых условиях с рельефом местности различной сложности. В способе определения расстояния между насосными станциями магистрального трубопровода в начальной точке трубопровода и в точке установки каждой последующей насосной станции измеряют температуру, давление окружающей среды и абсолютную высоту относительно уровня моря. Расстояние между насосными станциями магистрального трубопровода определяют расчетным путем. В расчетную формулу определения расстояние между насосными станциями магистрального трубопровода вводят коэффициент, учитывающий падение мощности двигателя насосной станции в зависимости от абсолютной высоты ее размещения относительно уровня моря. Технический результат состоит в повышении точности определения расстояния между насосными станциями. 1 ил.

Способ определения расстояния между насосными станциями магистрального трубопровода, предусматривающий измерение в начальной точке температуры t₁ и давления P₁ окружающей среды, движение измерительного устройства по трассе магистрального трубопровода и непрерывное измерение пройденного пути S, температуры t_i и давления P_i окружающей среды, отличающийся тем, что дополнительно измеряют абсолютную высоту Z_n относительно уровня моря в месте установки первой насосной станции и в точке установки каждой последующей насосной станции, а расстояние между насосными станциями магистрального трубопровода принимают равным пройденному измерительным устройством пути в момент выполнения равенства

где S - пройденный измерительным устройством путь, м;
S_г - заданное расстояние между насосными станциями для горизонтального участка, м;
α - температурный коэффициент расширения воздуха, К^-1;
t_cpi - среднее значение температуры воздуха в начальной и текущей точках (t_cpi=(t₁+t_i)/2), К;
P₁ и P_i - атмосферное давление в начальной и текущей точках, Па;
H_Q ^max - заданный напор насосной станции, м;
К - коэффициент, учитывающий падение мощности двигателя насосной станции в зависимости от абсолютной высоты Z_n ее размещения относительно уровня моря, который определяется по формуле К=0,8•10^-4Z_n+1.