СПОСОБ ПОИСКА ПОВРЕЖДЕНИЙ ИЗОЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2010 года по МПК G01V3/08 G01R31/08 

Изобретение относится к способам поиска повреждений изоляции трубопроводов, кабелей и других подземных коммуникаций.

Известен способ бесконтактного обнаружения повреждений изоляции, при котором искатель повреждений изоляции, содержащий два преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал, размещенные над трассой коммуникации на вертикальной прямой к трассе так, что первый, размещенный под вторым, устанавливают поочередно в местах контроля вдоль трассы коммуникаций. Так производят измерения выходных напряжений с датчиков, которые пропорциональны напряженностям азимуатальных составляющих магнитного поля, создаваемого электрическим током, протекающим по коммуникации, и с помощью электронного преобразователя рассчитывают глубину залегания коммуникации и величину протекающего по ней тока. Разность между величинами тока, измеренными в местах контроля, определяет величину тока утечки в грунт на данном участке коммуникации (авторское свидетельство СССР N 1592810, G01R 31/08, 1987).

Основным недостатком способа является низкая производительность.

Наиболее близким к прелагаемому способу является способ бесконтактного измерения тока утечки на участке подземного токопровода (трубопровода), согласно которому при перемещении вдоль токопровода на его участке создают с каждой из двух сторон электрический модулированный ток. В двух точках в начале и в двух точках в конце обследуемого участка, причем точки в начале и в конце участка расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль прямых, являющихся продолжением радиусов коммуникации, приемником, содержащим датчики магнитного поля, измеряют напряженности азимуатальных составляющих магнитных полей, создаваемых этими токами. Обнаружение токов утечки от модулированных токов ведут, определяя в начале и в конце участка отношение напряженности азимуатальной составляющей магнитного поля, создаваемого одним из модулированных токов к напряженности азимуатальной составляющей магнитного поля, создаваемого другим током. Равенство данных отношений означает отсутствие токов утечки (Патент РФ N2150710, G01R 31/08, 31/02, 1999).

Основным недостатком способа является низкая производительность, поскольку для определения места повреждения изоляции необходимо проводить несколько измерений, уменьшая расстояние между двумя точками измерений на трассе трубопровода.

Предлагаемый способ направлен на повышение оперативности обнаружения и точности локализации повреждений изоляции при одновременном снижении трудоемкости.

Поставленная цель достигается созданием с двух сторон участка трубопровода электрических токов, перемещением по трассе трубопровода с приемником, содержащим датчик напряженности магнитного поля, магнитная ось которого в исходном положении лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода, и сигналы, создаваемые составляющими напряженностей магнитных полей в данной плоскости от обоих токов в приемнике, равны нулю. При движении вдоль трубопровода постоянно обеспечивают вращением вокруг вертикальной оси приемника равенство нулю сигнала от тока с одной стороны трубопровода. При прохождении над дефектом изоляции приемник поворачивают вокруг вертикальной оси так, чтобы получить нулевой сигнал от векторной суммы напряженностей магнитных полей, создаваемых током с одной стороны трубопровода и током утечки от него, а место повреждения изоляции находят по сигналу в приемнике от векторной суммы напряженностей магнитных полей, создаваемых другим током, и током утечки от него. Электрические токи, создаваемые с двух сторон трубопровода, могут иметь разную частоту.

На фиг.1 приведена иллюстрация предлагаемого способа, а на фиг.2 - векторная диаграмма напряженностей магнитных полей, создаваемых токами, протекающими в трубопроводе, и токами утечки.

На чертежах обозначены: изолированная труба 1; приемник 2 с датчиком магнитного поля 3; I₁ - электрический ток в трубопроводе, создаваемый с одной стороны трубопровода; I₂ - электрический ток в трубопроводе, создаваемый с другой стороны трубопровода; I_1U - ток утечки от тока I₁; I_2U - ток утечки от тока I₂; H₁ - напряженность магнитного поля, создаваемого током I₁; Н₂ - напряженность магнитного поля, создаваемого током I₂; H_1U - напряженность магнитного поля, создаваемого током I_1U; H_2U - напряженность магнитного поля, создаваемого током I_2U; H_1S - напряженность магнитного поля - векторная сумма H₁ и H_1U; H_2S - напряженность магнитного поля - векторная сумма Н₂ и H_2U; Магнитная ось (АВ) датчика в исходном положении лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода, а сигналы с датчика от обоих токов при отсутствии дефекта равны нулю. При движении вдоль трубопровода постоянно обеспечивают вращением вокруг вертикальной оси приемника равенство нулю сигнала от тока с одной стороны трубопровода. При наличии дефекта изоляции ток I₁ и ток утечки I_1U создают магнитные поля, напряженности которых векторно складываются, и результирующая напряженность магнитного поля H_1S лежит в плоскости, расположенной под углом к трубопроводу. При этом приемник поворачивают вокруг вертикальной оси так, чтобы получить нулевой сигнал, который достигается, когда направление магнитной оси датчика (AB₁) перпендикулярно направлению поля H_1S. Ток, протекающий с другой стороны трубопровода (I₂) имеет также утечку в месте дефекта изоляции (I_2U). Напряженности создаваемых ими магнитных полей Н₂ и H_2U соответственно также векторно складываются. Их векторная сумма H_2S лежит в плоскости, расположенной под углом к трубопроводу и под углом к напряженности магнитного поля H_1S. В связи с этим, при развороте датчика в приемнике появляется сигнал от магнитного поля с напряженностью H_1S. По этому сигналу находят место дефекта изоляции.

В качестве примера можно привести поиск повреждений изоляции газопровода диаметром 1420 мм, лежащего на глубине 2 м. На участок трубопровода подаются токи с одной стороны с частотой 10 Гц, а с другой стороны - с частотой 6,25 Гц. Оператор, имеющий приемник с феррозондовым датчиком магнитного поля, продвигается вдоль трубопровода. В исходном положении магнитная ось датчика лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода. При движении вдоль трубопровода оператор постоянно обеспечивает вращением вокруг вертикальной оси приемника равенство нулю сигнала от тока с частотой 10 Гц. При прохождении над дефектом изоляции трубопровода он поворачивает приемник вокруг вертикальной оси так, чтобы получить нулевой сигнал с частотой 10 Гц. Место повреждения изоляции оператор находит по появившемуся сигналу с частотой 6,25 Гц.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет решить поставленные задачи повышения оперативности обнаружения и точности локализации повреждений изоляции при одновременном снижении трудоемкости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска повреждений изоляции трубопроводов, кабелей и других подземных коммуникаций. Сущность: создают с двух сторон исследуемого участка трубопровода электрические токи. Перемещают по трассе трубопровода приемник с датчиком напряженности магнитного поля. В исходном положении магнитная ось датчика лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода. При этом сигналы, создаваемые составляющими напряженностей магнитных полей в данной плоскости от обоих токов в приемнике, равны нулю. В процессе перемещения постоянно обеспечивают вращением вокруг вертикальной оси приемника равенство нулю сигнала от тока с одной стороны трубопровода. Место повреждения изоляции находят по сигналу в приемнике от векторной суммы напряженностей магнитных полей, создаваемых током с другой стороны участка трубопровода, и током утечки от него. Технический результат: повышение оперативности обнаружения и точности локализации повреждения и снижение трудоемкости. 2 ил.

Способ поиска повреждений изоляции подземных трубопроводов, заключающийся в создании с двух сторон участка трубопровода электрических токов, перемещении по трассе трубопровода с приемником, содержащим датчик напряженности магнитного поля, отличающийся тем, что магнитная ось датчика в исходном положении лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода, и сигналы, создаваемые составляющими напряженностей магнитных полей в данной плоскости от обоих токов в приемнике равны нулю, а в процессе перемещения постоянно обеспечивают вращением вокруг вертикальной оси приемника равенство нулю сигнала от тока с одной стороны трубопровода, при этом место повреждения изоляции находят по сигналу в приемнике от векторной суммы напряженностей магнитных полей, создаваемых током с другой стороны участка трубопровода, и током утечки от него.