СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВЗРЫВА ПРИ РАБОТЕ ВНУТРИТРУБНОГО ДЕФЕКТОСКОПА И УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ Российский патент 2007 года по МПК F17D5/00 G01M3/00 

ИИзобретение относится к способам и устройствам для защиты внутритрубного дефектоскопа и трубопровода от возможного взрыва во взрывоопасных зонах трубопровода, где образуется воздушно-углеродная газовая смесь, происходящего от искрового разряда в электрической цепи.

Известны пассивные и активные способы защиты от воздействия искрового разряда на взрывоопасную газовую смесь. К пассивным способам относится искрогашение, осуществляемое шунтированием нагрузки или контактов выключателей. Активные способы предусматривают активные воздействия, направленные на исключение возможности взрыва.

В патенте DE 19700779, публикация 16.07.1998, описан пассивный мостовой подавитель электрического высокого напряжения систем контроля утечки в сетях трубопроводов.

Известна заявка на изобретение RU 2003125678 «Дефектоскоп для взрывобезопасного контроля трубопроводов», публикация 20.02.05, в которой описано устройство дефектоскопа взрывобезопасного контроля, включающего в себя корпус, источник питания, датчики, электронные средства измерений, обработки и хранения. В корпусе каждой отдельной секции дефектоскопа установлено предохранительное устройство с взрывонепроницаемым фильтром и обратным клапаном, при этом внутренний объем корпуса связан с внешней средой через предохранительное устройство.

Известен «Способ обмена данными и управления внутритрубными объектами» по патенту RU 2216686, опубликованныму 20.11.2003. Способ осуществляется путем излучения электромагнитных колебаний внутри или вне трубопровода и приема указанных колебаний с противоположной стороны относительно стенки трубопровода. При приеме электромагнитных колебаний формируют электрические сигналы, соответствующие принятым электромагнитным колебаниям. Способ может осуществляться во взрывоопасных зонах, так как используется маломощный радиоканал связи со снарядом с антеннами, индуктивность которых невелика.

Во всех описанных способах и устройствах не решается задача активного управления электрическим питанием приборов и устройств внутритрубного дефектоскопа, чтобы обеспечить безопасный режим работы дефектоскопа.

Заявляемые изобретения решают задачу защиты внутритрубного дефектоскопа и трубопровода от возможного взрыва путем активного управления электрическим питанием приборов и устройств внутритрубного дефектоскопа во взрывоопасных зонах трубопровода, где образуется или может образоваться воздушно-углеродная газовая смесь.

Заявляемый способ защиты от взрыва при работе внутритрубного дефектоскопа заключается в том, электрическое питание дефектоскопа отключают при отсутствии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления.

Взрывоопасными зонами при работе внутритрубного дефектоскопа являются те, где есть взрывоопасная смесь - смесь транспортируемого по трубопроводу газа (метана) и кислорода. Такие смеси могут образовываться при запасовке - размещении внутритрубного дефектоскопа в камере запуска, и выпасовке - извлечении дефектоскопа из камеры приема. При выполнении этих операций есть вероятность включения электрического питания дефектоскопа по неосторожности или самопроизвольно и взрыва смеси метана и кислорода из-за образования искрового разряда. Поэтому предложено измерять давление в среде, окружающей внутритрубный дефектоскоп, и разрешать включение питания только при наличии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления. Давление в окружающей среде является избыточным, когда внутритрубный дефектоскоп помещен в трубопровод, при этом среда транспортируемого газа не является взрывоопасной, так как в ней отсутствует кислород.

В частном случае выполнения способа дополнительно определяют отсутствие движения внутритрубного дефектоскопа в трубе и электрическое питание дефектоскопа отключают только при отсутствии движения дефектоскопа в трубе. Такое осуществление способа позволяет избежать отключения электрического питания приборов и устройств дефектоскопа при движении в трубе во взрывобезопасной зоне, так как из-за пульсаций давления газа в трубопроводе оно иногда может падать до атмосферного.

Заявляемое устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа содержит, по меньшей мере, одну секцию внутритрубного дефектоскопа, содержащую электрический источник питания приборов и устройств дефектоскопа, выключатель электрического источника питания и устройство контроля давления, соединенное с датчиком давления, установленным с возможностью измерения давления в среде, окружающей секцию. При этом устройство контроля давления соединено с выключателем электрического источника питания с возможностью управления выключателем для отключения питания при отсутствии в окружающей секцию среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления.

В частном случае устройство контроля давления выполнено в виде электрического устройства и содержит маломощный источник питания для его электрического питания.

Соединение между устройством контроля давления и выключателем может содержать резистор, который является элементом, ограничивающим ток в цепи управления выключателем и тем самым препятствующим возникновению искрового разряда.

Если внутритрубный дефектоскоп состоит из нескольких секций, электрический источник питания приборов и устройств и выключатель электрического источника питания могут быть размещены в одной секции дефектоскопа, а устройство контроля давления в другой секции дефектоскопа.

Кроме того, устройство может дополнительно содержать датчик определения отсутствия движения внутритрубного дефектоскопа в трубе, при этом выход датчика определения отсутствия движения внутритрубного дефектоскопа и выход упомянутого устройства контроля давления соединены по схеме «И» с возможностью управления выключателем электрического источника питания для отключения питания.

Изобретения поясняются чертежами.

На Фиг.1 приведена схема устройства системы защиты внутритрубного дефектоскопа, на Фиг.2 - второй вариант выполнения устройства.

Способ защиты от взрыва при работе внутритрубного дефектоскопа рассмотрен не примере работы устройства, представленного на Фиг.1.

Устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа содержит в данном варианте две секции. В секции 1 размещены приборы и устройства, обеспечивающие работу дефектоскопа (не показаны). Кроме этого секция 1 содержит устройство контроля давления 5, соединенное с датчиком 6 давления, установленным с возможностью измерения давления в среде, окружающей секции. Устройство контроля давления 5 питается от маломощного источника питания 7. Секция 2 содержит электрический источник питания 3 приборов и устройств дефектоскопа и выключатель 4 электрического источника питания 3. Электрический источник питания 3 обеспечивает электрическое питание приборов и устройств дефектоскопа, в том числе в секции 1, с помощью распределителя 11. Устройство контроля давления 5 соединено с выключателем 4 по цепи управления через искрогасящий резистор 8.

Устройство контроля давления 5 выдает сигнал о возможности включения электрического питания дефектоскопа только в том случае, если датчик давления 6 показывает, что давление в среде, окружающей дефектоскоп, выше атмосферного и значит дефектоскоп находится во взрывобезопасной среде.

В этом случае по цепи управления, соединенной с выключателем 4, подается команда, разрешающая включить питание. Таким образом, осуществляется способ - электрическое питание дефектоскопа отключают при отсутствии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления.

Для снижения возможности возникновения искрового разряда по электрической цепи управления в том случае, если устройство контроля давления является электрическим прибором, установлен резистор 8. Устройство контроля давления может быть реализовано, в частности, в виде пневматического или гидравлического устройства.

В другом варианте воплощения способа электрическое питание дефектоскопа отключают только при сочетании двух факторов: при отсутствии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления и при отсутствии движения дефектоскопа в трубе.

Устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа содержит в этом варианте две секции. Секция 1 содержит устройство контроля давления 5, соединенное с датчиком 6 давления. Устройство контроля давления 5 питается от маломощного источника питания 7. В секции 1 также размещен датчик 9 определения отсутствия движения внутритрубного дефектоскопа в трубе. В качестве такого датчика может быть применен одометр. Выход устройства контроля давления 5 подсоединен к одному входу схемы «И» 10, к другому входу которой подключен выход датчика 9 определения отсутствия движения. Выход схемы «И» соединен с выключателем 4 по цепи управления через искрогасящий резистор 8.

Секция 2, также как и в первом варианте, содержит электрический источник питания 3 приборов и устройств дефектоскопа и выключатель 4 электрического источника питания 3. Электрический источник питания 3 обеспечивает электрическое питание приборов и устройств дефектоскопа, в том числе в секции 1, с помощью распределителя 11.

Если в среде, окружающей дефектоскоп, давление не превышает атмосферное, то устройство контроля давления 5 выдает сигнал на выключение питания, которое поступает на вход схемы «И». Если дефектоскоп не движется, то с датчика 9 определения отсутствия движения также поступает сигнал. В этом случае по сигналу управления, поступающему с выхода схемы «И», выключатель 4 отключает источник питания 3. Однако, если дефектоскоп движется, то сдатчика движения сигнал на отключение питания не поступает и выключатель 4 не отключает источник питания 3.

В этом частном случае осуществления способа защиты от взрыва питание отключается при наличии двух факторов: отсутствии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления и при отсутствии движения дефектоскопа. Такая ситуация характерна при размещении внутритрубного дефектоскопа в камерах запуска и приема.

Устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа является автономным устройством, так как энергопотребляющие составляющие ее, в частности устройство контроля давления 5, питаются от маломощных источников питания, что предотвращает искрообразование. Для снижения рисков возникновения искрового разряда, наряду с данным активным способом, возможно применение пассивных способов защиты от искрообразования при включении электрического питания.

Устройство системы защиты работает независимо от системы управления дефектоскопом, в том числе системы включения питания, которое при соблюдении способа взрывобезопасной работы может отключаться с помощью других цепей.

Изобретение относится к области контроля трубопроводов. Техническим результатом изобретения является защита внутритрубного дефектоскопа и трубопровода от возможного взрыва, происходящего от искрового разряда в электрической цепи, во взрывоопасных зонах трубопровода, где образуется воздушно-углеродная газовая смесь. Способ защиты от взрыва при работе внутритрубного дефектоскопа заключается в том, электрическое питание дефектоскопа отключают при отсутствии в окружающей среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления. Устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа содержит, по меньшей мере, одну секцию внутритрубного дефектоскопа, содержащую электрический источник питания приборов и устройств дефектоскопа, выключатель электрического источника питания и устройство контроля давления, соединенное с датчиком давления, установленным с возможностью измерения давления в среде, окружающей секцию, при этом устройство контроля давления соединено с выключателем электрического источника питания с возможностью управления выключателем для отключения питания при отсутствии в окружающей секцию среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты от взрыва при работе внутритрубного дефектоскопа, заключающийся в том, что электрическое питание дефектоскопа отключают при отсутствии в окружающей среде избыточного по сравнению с атмосферным давления.2. Устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа, характеризующееся тем, что содержит, по меньшей мере, одну секцию внутритрубного дефектоскопа, содержащую электрический источник питания приборов и устройств дефектоскопа, выключатель электрического источника питания и устройство контроля давления, соединенное с датчиком давления, установленным с возможностью измерения давления в среде, окружающей секцию, при этом упомянутое устройство контроля давления соединено с выключателем электрического источника питания с возможностью управления выключателем для отключения питания при отсутствии в окружающей секцию среде избыточного по сравнению с атмосферным давления.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутое устройство контроля давления выполнено в виде электрического устройства и содержит маломощный источник питания.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что упомянутое соединение между устройством контроля давления и выключателем содержит резистор.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый электрический источник питания приборов и устройств и выключатель электрического источника питания размещены в одной секции дефектоскопа, а устройство контроля давления в другой секции дефектоскопа.6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительно содержит датчик определения отсутствия движения внутритрубного дефектоскопа в трубе, при этом выход датчика определения отсутствия движения внутритрубного дефектоскопа и выход упомянутого устройства контроля давления соединены по схеме «И» с возможностью управления выключателем электрического источника питания для отключения питания.