СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБОКОВОДНОГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК F17D5/06 

Описание патента на изобретение RU2392537C1

Группа изобретений относится к диагностике технического состояния морских участков трубопроводов и могут быть использованы для аварийного предупреждения и мониторинга технического состояния (ТС) глубоководных трубопроводов большой протяженности.

Известен способ аналогичного назначения, согласно которому мониторинг ТС глубоководного магистрального трубопровода (МТ) проводится с помощью многолучевых гидроакустических антенн, расположенных параллельно МТ.

Антенны регистрируют параметры вибраций МТ, а также высокочастотный шум в местах утечек. Принятые сигналы направляются на береговую обрабатывающую аппаратуру (БОА) по кабелю [Патент РФ №2183303, Кл. F17D 5/06, G01M 3/24, 2002].

Недостатком известного способа является необходимость использования сложной гидроакустической аппаратуры для получения информации о ТС МТ.

Известен способ мониторинга ТС глубоководного МТ, принятый за прототип [Патент РФ №2193725, Кл. F17D 5/06, G01M 3/24, 2002].

Способ заключается в измерении с помощью различных датчиков, расположенных вдоль МТ, параметров, влияющих на ТС МТ, и передаче по каналу связи (по кабельной линии связи) полученной информации на БОА.

В прототипе в качестве датчиков используют гидроакустические датчики, определяющие пространственные координаты МТ под водой, по которым судят о возникающих изгибах трубопровода, представляющих его потенциально опасные участки, далее полученная информация направляется по кабелю к БОА.

Недостатком прототипа является невозможность или сложность удаленного контроля и мониторинга ТС МТ (вдали от БОА).

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является упрощение практической реализации мониторинга ТС МТ, удаленного от берега (а значит, и от БОА).

Данный технический результат достигается за счет того, что по первому варианту в известном способе мониторинга ТС глубоководного МТ, заключающемся в измерении с помощью установленных вдоль МТ датчиков, параметров, влияющих на ТС МТ, и передаче по каналу связи полученной информации на БОА, полученную с помощью датчиков информацию о ТС МТ предварительно выводят преимущественно с помощью кабелей на последовательность радиоприемопередающих буев положительной плавучести и запоминают ее в энергонезависимых оперативно-запоминающих устройствах (ОЗУ), а передачу полученной информации о ТС глубоководного МТ на БОА осуществляют по радиоканалу при использовании спутниковой системы связи.

В качестве датчиков параметров, влияющих на ТС МТ, применяют расположенные вдоль МТ тензометры, датчики скорости коррозии МТ, датчики параметров акустической эмиссии, датчики утечки транспортируемой среды, датчики температуры и давления транспортируемой среды в МТ, датчики сопротивления изоляции МТ, датчики градиента электромагнитного поля и датчики величины защитного потенциала МТ.

Согласно второму варианту в способе мониторинга ТС глубоководного МТ, заключающемся в измерении с помощью установленных вдоль МТ датчиков параметров, влияющих на ТС МТ, и передаче по каналу связи информации на БОА, полученную с помощью датчиков информацию о ТС МТ предварительно выводят преимущественно с помощью кабелей на последовательность радиоприемопередающих буев положительной плавучести и запоминают ее в энергонезависимых ОЗУ, а передачу полученной информации о ТС глубоководного МТ на БОА осуществляют по радиоканалу путем облета с заданной периодичностью всей последовательности буев, расположенных вдоль МТ, с помощью летательного аппарата (ЛА), преимущественно вертолета, при этом считывание информации с радиоприемопередающих буев проводят с ближайшего буя по направлению, противоположному направлению полета ЛА.

Облет последовательности буев проводят с периодичностью, обратно пропорциональной объему памяти ОЗУ.

В качестве датчиков параметров, влияющих на ТС МТ, во втором варианте также применяют расположенные вдоль МТ тензометры, датчики скорости коррозии МТ, датчики параметров акустической эмиссии, датчики утечки транспортируемой среды, датчики температуры и давления транспортируемой среды в МТ, датчики сопротивления изоляции МТ, датчики градиента электромагнитного поля и датчики величины защитного потенциала МТ.

Изобретения поясняются чертежами. На фиг.1 представлена схема реализации способа по первому варианту; на фиг.2 - блок-схема надводной аппаратуры; на фиг.3 - схема реализации способа по второму варианту.

По первому варианту способа на трубопроводе 1 через определенные пространственные промежутки устанавливают датчики 21, 22…2n параметров ТС МТ. Выходы датчиков 2 с помощью кабелей 31, 32…3n соединены с входами блоков обработки 41, 42, …4n, установленных на заякоренных буях 51, 52…5n положительной плавучести.

Схема блоков 4 обработки представлена на фиг.2. Блок обработки (БО) включает в себя последовательно соединенные мультиплексор 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, центральный процессор (ЦП) 8, энергонезависимые ОЗУ 9. Имеются также радиомодем 10 с радиоприемопередающей антенной 11. Выход ЦП 8 подключен также к управляемому входу мультиплексора 6. ЦП 8 с радиомодемом 10 и ОЗУ 9 соединены двухсторонней связью.

Блоки 4 обработки включают в себя также аккумуляторную батарею (АКБ) 12 для питания электронных блоков 4, датчиков 2 и фотоэлектрический модуль 13, соединенный с АКБ 12, для ее периодической подзарядки.

В качестве датчиков 2 параметров, влияющих на ТС МТ, используют известные датчики скорости коррозии МТ, датчики параметров акустической эмиссии, датчики утечки транспортируемой среды, датчики температуры и давления транспортируемой среды в МТ, датчики сопротивления изоляции МТ, датчики градиента электромагнитного поля, датчики величины защитного потенциала МТ, тензометры и другие. Использование перечисленных датчиков в подземных МТ для решения аналогичных задач представлено, например, в патентах того же заявителя [RU 2264578, 2286558, 2317471].

Имеется также БОА (не показана), на которую поступает информация со всех буев 5 положительной плавучести.

При этом согласно первому варианту способа используется спутниковая система связи (спутник связи 14, фиг.1), связывающая по радиоканалу радиомодем 10 с БОА.

Согласно второму варианту способа передача с датчиков 2 параметров о ТС МТ осуществляется также по радиоканалу путем облета с заданной периодичностью всей последовательности буев, расположенных вдоль МТ, с помощью летательного аппарата (ЛА), преимущественно вертолета 15 (фиг.3).

Способ реализуется следующим образом. Датчики 2 параметров, влияющих на ТС МТ, расположенные вдоль трубопровода 1 с заданным пространственным шагом, выдают сигналы, пропорциональные скорости коррозии МТ, величине акустической эмиссии, давлению и температуре транспортируемой среды, величине защитного потенциала МТ, величине сопротивления изоляции МТ и т.д.

По кабелям 3 полученная с датчиков 2 информация направляется на блоки 4 обработки, где последовательно оцифровывается, после прохода мультиплексора 6 и АЦП 7, затем обрабатывается в ЦП 8.

Затем информация запоминается в ОЗУ 9 и направляется на радиомодем 11 при нахождении контролируемого участка МТ 1 в зоне действий радиосети спутника 14 (первый вариант способа).

Со спутника 14 информация направляется на береговую обрабатывающую аппаратуру (на чертежах не показана), где обрабатывается для проведения мониторинга ТС МТ 1.

Согласно второму варианту способа вдоль расположенного подводного МТ 1 направляют вертолет 15 (фиг.3), снабженный навигационным оборудованием, определяющим текущие координаты вертолета 15 и адреса ближайшего к вертолету 15 буя 5 положительной плавучести, расположенного позади вертолета. Это не позволяет потерять информацию о техническом состоянии МТ 1 при удалении вертолета 15 от контролируемого участка трубопровода 1, поскольку считывание содержимого ОЗУ осуществляется при последовательном опросе всех буев 5 положительной плавучести.

На борту вертолета 15 также установлен вычислительный комплекс на базе IBM-совместимого компьютера в промышленном исполнении, питающийся от бортовой сети вертолета.

Информация с вертолета 15 может последовательно передаваться по радиоканалу на береговую обрабатывающую аппаратуру для проведения мониторинга ТС МТ1.

Периодичность облета буев 5 положительной плавучести должна быть согласована с объемом памяти ОЗУ 9 (фиг.2). Вертолет 15 должен с одной стороны облетать МТ 1 с периодичностью, при которой не произойдет потери информации в ОЗУ 9, а с другой стороны, периодичность облета МТ 1 должна быть такой, чтобы при обнаружении нештатных ситуаций в техническом состоянии глубоководного трубопровода 1, оставалось время для их устранения без последствий для экологии окружающей среды.

Таким образом, в отличии от прототипа, в котором информацию с датчиков непосредственно передают на БОА, используя длинный кабель, в данном техническом решении информация с датчиков сначала передается на поверхность водоема при использовании сравнительно короткого кабеля, затем запоминается в ОЗУ и в удобное время считывается по радиоканалу на БОА.

Это позволяет проводить мониторинг ТС МТ, удаленного от БОА, и упрощает техническую реализацию способа.

Похожие патенты RU2392537C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Власов Сергей Викторович
  • Демьянов Алексей Евгеньевич
  • Дудов Александр Николаевич
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Мелкумян Самвел Эдуардович
  • Митрохин Михаил Юрьевич
  • Пиксайкин Роман Владимирович
  • Салюков Вячеслав Васильевич
  • Сеченов Владимир Сергеевич
  • Степаненко Александр Иванович
RU2392536C1
СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТРУБОПРОВОДА (варианты) 2016
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
  • Бахарев Алексей Александрович
RU2635957C1
СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ КОЛОНКА ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ 2009
  • Власов Сергей Викторович
  • Дудов Александр Николаевич
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Ланчаков Григорий Александрович
  • Митрохин Михаил Юрьевич
  • Пиксайкин Роман Владимирович
  • Сеченов Владимир Сергеевич
  • Степаненко Александр Иванович
RU2393378C1
СПОСОБ МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Пужайло Александр Федорович
  • Савченков Сергей Викторович
  • Реунов Алексей Валентинович
  • Карнавский Евгений Львович
  • Цыс Виктор Михайлович
  • Свердлик Юрий Михайлович
  • Баранов Василий Григорьевич
  • Милов Владимир Ростиславович
RU2451874C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНОГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА 2009
  • Аксютин Олег Евгеньевич
  • Власов Сергей Викторович
  • Дудов Александр Николаевич
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Митрохин Михаил Юрьевич
  • Пиксайкин Роман Владимирович
  • Степаненко Александр Иванович
RU2433334C2
АВИАЦИОННЫЙ РАДИОГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ БУЙ-ПЛАНЁР 2022
  • Новиков Александр Владимирович
  • Форостяный Андрей Анатольевич
  • Чикин Виталий Викторович
  • Шалдыбин Андрей Викторович
  • Жаровов Александр Клавдиевич
RU2780519C1
СПОСОБ ОБУСТРОЙСТВА МОРСКИХ ГЛУБОКОВОДНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2013
  • Островский Александр Георгиевич
  • Швоев Дмитрий Алексеевич
  • Чернявец Владимир Васильевич
  • Илюхин Виктор Николаевич
  • Бродский Павел Григорьевич
  • Леньков Валерий Павлович
RU2547161C2
СИСТЕМА СБОРА, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ НА МАГИСТРАЛИ БОЛЬШОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ 2010
  • Архангельский Владимир Борисович
  • Глаголев Сергей Федорович
  • Коник Григорий Борисович
  • Петренко Михаил Дмитриевич
  • Сумкин Владимир Радомирович
RU2450347C1
СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕХОДА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ЧЕРЕЗ ДОРОГУ 2009
  • Аксютин Олег Евгеньевич
  • Власов Сергей Викторович
  • Дудов Александр Николаевич
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Митрохин Михаил Юрьевич
  • Пиксайкин Роман Владимирович
  • Степаненко Александр Иванович
RU2433335C2
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

Иллюстрации к изобретению RU 2 392 537 C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБОКОВОДНОГО МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ)

Группа изобретений относится к диагностике технического состояния магистрального трубопровода, расположенного под водой и могут быть использованы для аварийного предупреждения о техническом состоянии глубоководного магистрального трубопровода. Способ заключается в том, что с помощью различных датчиков, расположенных вдоль трубопровода, получают информацию о параметрах, влияющих на техническое состояние магистрального трубопровода. Затем полученную информацию по кабелям направляют в блоки обработки, расположенные с заданным шагом на поверхности водоема в буях положительной плавучести. Блоки обработки включают в себя оперативные запоминающие устройства, в которых хранится полученная информация о техническом состоянии магистрального трубопровода. По радиоканалу с использованием спутниковой системы связи или с вертолета полученная информация считывается и передается на береговую обрабатывающую аппаратуру, в которой осуществляется мониторинг технического состояния магистрального трубопровода. Технический результат изобретения заключается в упрощении мониторинга технического состояния магистрального трубопровода. 2 н. и 3 з.п. ф-лы; 3 ил.

Формула изобретения RU 2 392 537 C1

1. Способ мониторинга технического состояния глубоководного магистрального трубопровода, заключающийся в измерении с помощью установленных вдоль магистрального трубопровода датчиков, параметров, влияющих на техническое состояние магистрального трубопровода, и передаче по каналу связи полученной информации на береговую обрабатывающую аппаратуру, отличающийся тем, что полученную с помощью датчиков информацию о техническом состоянии магистрального трубопровода предварительно выводят преимущественно с помощью кабелей на последовательность радиоприемопередающих буев положительной плавучести и запоминают ее в энергонезависимых оперативно-запоминающих устройствах, а передачу полученной информации о техническом состоянии глубоководного магистрального трубопровода на береговую обрабатывающую аппаратуру осуществляют по радиоканалу при использовании спутниковой системы связи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчиков параметров, влияющих на техническое состояние магистрального трубопровода, применяют расположенные вдоль магистрального трубопровода тензометры, датчики скорости коррозии магистрального трубопровода, датчики параметров акустической эмиссии, датчики утечки транспортируемой среды, датчики температуры и давления транспортируемой среды в магистральном трубопроводе, датчики сопротивления изоляции магистрального трубопровода и датчики величины защитного потенциала магистрального трубопровода.

3. Способ мониторинга технического состояния глубоководного магистрального трубопровода, заключающийся в измерении с помощью датчиков, установленных вдоль магистрального трубопровода, параметров, влияющих на техническое состояние магистрального трубопровода, и передаче по каналу связи полученной информации на береговую обрабатывающую аппаратуру, отличающийся тем, что полученную с помощью датчиков информацию о техническом состоянии магистрального трубопровода предварительно выводят преимущественно с помощью кабелей на последовательность радиоприемопередающих буев положительной плавучести и запоминают ее в энергонезависимых оперативно-запоминающих устройствах, а передачу полученной информации о техническом состоянии глубоководного магистрального трубопровода на береговую обрабатывающую аппаратуру осуществляют по радиоканалу путем' облета с заданной периодичностью всей последовательности буев, расположенных вдоль магистрального трубопровода, с помощью летательного аппарата, преимущественно вертолета, при этом считывание информации с радиоприемопередающих буев проводят с ближайшего буя по направлению, противоположному направлению полета летательного аппарата.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что облет последовательности буев проводят с периодичностью, обратно пропорциональной объему памяти оперативно-запоминающих устройств.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве датчиков параметров, влияющих на техническое состояние магистрального трубопровода применяют расположенные вдоль магистрального трубопровода тензометры, датчики скорости коррозии магистрального трубопровода, датчики параметров акустической эмиссии, датчики утечки транспортируемой среды, датчики температуры и давления транспортируемой среды в магистральном трубопроводе, датчики сопротивления изоляции магистрального трубопровода и датчики величины защитного потенциала магистрального трубопровода.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2392537C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО УЧАСТКА ГЛУБОКОВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА 2001
  • Андреасян И.Г.
  • Бойко А.М.
  • Власов С.В.
  • Зарицкий С.П.
  • Усошин В.А.
RU2193725C1
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
WO 2004018966 A, 04.03.2004
КАРМАЗИНОВ Ф.В
и др
Вода, нефть, газ и трубы в нашей жизни
- СПб., 2005, с.238.

RU 2 392 537 C1

Авторы

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

Даты

2010-06-20Публикация

2008-12-18Подача