СИСТЕМА ДАТЧИКА ГАЗА Российский патент 2021 года по МПК G01N21/84 G01M3/04 G01M3/22 F17D5/02 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент США №62/665,211, поданной 1 мая 2018 года, описание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПОДДЕРЖКЕ ГОСУДАРСТВА

[0002] Настоящее изобретение выполнено при государственной поддержке по договору номер DE-AR0000543, заключенному Министерством энергетики. Государство имеет определенные права на настоящее изобретение.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В отрасли подземной транспортировки флюидов существуют различные системы обнаружения утечек. Дополнительно существуют различные системы для транспортировки флюидов, в том числе пластовых флюидов. Трубопроводы можно использовать, например, для транспортировки природного газа к нефтеперерабатывающему предприятию и/или от него. Во многих случаях трубопроводы являются подземными. Для обнаружения утечек измерительный трубопровод может быть заглублен вместе с магистральным трубопроводом.

[0004] Типичный обнаружитель утечки газа включает в себя измерительную трубку, имеющую впускное отверстие, выпускное отверстие и датчик, размещенный на выпускном отверстии. Измерительная трубка перфорирована, покрыта гидрофобной оболочкой и заключена в защитный слой. Измерительной трубке дают время на впитывание и абсорбирование любых газов, которые могут вытекать из трубопровода. По истечении выбранного периода времени во впускное отверстие вводят продувочный поток и отслеживают наличие выбранного газа в флюиде, поступающем из выпускного отверстия.

[0005] При обнаружении газа могут быть предприняты меры для нейтрализации любых утечек. Местоположение утечки может зависеть от времени, прошедшего от введения флюида до обнаружения газа. Применение современной технологии измерения обычно ограничено трубопроводами протяженностью не более 10 километров (км), что обусловлено временем, необходимым для очистки измерительной трубки продувочным потоком. Другие факторы, ограничивающие применение с более короткими трубопроводами, включают рассеивание просачивающегося газа внутри измерительной трубки во время продувки. Рассеивание газа затрудняет определение местоположения утечки. При этом типичный цикл измерения для измерительной трубки длиной 10 км составляет примерно 24 часа — 18 часов на впитывание и 6 часов на продувочный поток. Кроме того, процесс формирования датчика отнимает много времени. В силу вышесказанного в данной области техники будет оценена система датчика, которую можно использовать на больших расстояниях и которая будет более простой и экономически выгодной для производства.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Описана система датчика газа, включающая в себя измерительную трубку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующие канал. Множество отверстий выполнены сквозь наружную поверхность и внутреннюю поверхность. При этом каждое из множества отверстий имеет диаметр не более 0,5 миллиметра (мм). Измерительную трубку покрывает слой гидрофобного герметика. Слой гидрофобного герметика покрыт защитным слоем. Узел датчика размещается вдоль измерительной трубки. Узел датчика включает в себя впускное отверстие, соединенное по флюиду с каналом, выпускное отверстие, соединенное по флюиду с каналом, и внутреннюю камеру, расположенную между впускным отверстием и выпускным отверстием. В узле датчика размещается элемент датчика. Элемент датчика имеет первый конец и второй конец. Кабель датчика проходит вдоль измерительной трубки. Кабель датчика имеет первую секцию, соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию, соединенную со вторым концом элемента датчика.

[0007] Кроме того, описан узел датчика для обнаружения подземных утечек газа, включающий в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и внутреннюю камеру, расположенную между впускным отверстием и выпускным отверстием. Внутренняя камера включает в себя устройство отклонения потока. В узле датчика размещается элемент датчика. Элемент датчика имеет первый конец и второй конец. Кабель датчика имеет первую секцию, соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию, соединенную со вторым концом элемента датчика.

[0008] Дополнительно описана газоизмерительная трубка, имеющая наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующие канал. Множество отверстий выполнены сквозь наружную поверхность и внутреннюю поверхность. Диаметр каждого из множества отверстий не превышает 0,5 миллиметра (мм). Слой гидрофобного герметика покрывает газоизмерительную трубку, а защитный слой покрывает слой гидрофобного герметика.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0009] Приведенные ниже описания не следует рассматривать как носящие какой-либо ограничительный характер. В описании со ссылкой на прилагаемые чертежи одинаковые элементы имеют одинаковую нумерацию.

[0010] На ФИГ. 1 показан подземный газопровод и система датчика газа, включающая в себя газоизмерительную трубку и множество узлов датчика, в соответствии с аспектом примера осуществления.

[0011] На ФИГ. 2 представлен участок системы датчика газа, изображенной на ФИГ. 1, в соответствии с примером аспекта.

[0012] На ФИГ. 3 показан частичный вид в поперечном сечении газоизмерительной трубки в соответствии с примером аспекта.

[0013] На ФИГ. 4 показан узел датчика в соответствии с аспектом примера осуществления.

[0014] На ФИГ. 5 показан узел датчика в соответствии с другим аспектом примера осуществления.

[0015] На ФИГ. 6 показан узел датчика в соответствии с еще одним аспектом примера осуществления.

[0016] На ФИГ. 7 показан узел датчика в соответствии с еще одним другим аспектом примера осуществления.

[0017] На ФИГ. 8 изображен вышеуказанный наземный узел датчика в соответствии с аспектом примера осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0018] Подробное описание одного или более вариантов осуществления описанного устройства и способа приведено в настоящем документе в качестве примера со ссылкой на графические материалы и не имеет ограничительного характера.

[0019] На ФИГ. 1 и 2 газопровод обозначен по существу номером 10. Газопровод 10 может быть выполнен в виде подземного трубопровода, заглубленного под поверхность 14. Здесь следует понимать, что поверхность 14 может представлять собой открытую поверхность или поверхность 14 может представлять собой погруженную поверхность. Систему 20 датчика газа заглубляют рядом с газопроводом 10 и над ним. В показанном варианте осуществления система 20 датчика газа расположена над газопроводом 10. Однако следует понимать, что конкретное расположение системы 20 датчика газа относительно газопровода 10 может изменяться. Кроме того, следует понимать, что описанную в настоящем документе систему датчика газа можно использовать применительно к надземным трубопроводам. Система 20 датчика газа выполнена с возможностью обнаружения утечек, которые могут возникать в газопроводе 10.

[0020] В соответствии с примером аспекта система 20 датчика газа включает в себя измерительную трубку 24, имеющую первый конец 30 и второй конец 32. Второй конец 32 может быть отдален от первого конца 30 на расстояние до 100 километров (км) или более. Измерительная трубка 24 может быть выполнена из нескольких секций. Например, первая секция 38 измерительной трубки может быть соединена со второй секцией 40 измерительной трубки с помощью узла 42 датчика. Количество секций измерительной трубки и узлов датчика может варьироваться. Расстояние между смежными узлами датчика может дополнительно варьироваться и составлять вплоть до 10 км или более. Измерительный кабель 48 проходит вдоль измерительной трубки 24. Измерительный кабель 48 может включать в себя первую секцию 55, которая проходит, например, к узлу 42 датчика, и вторую секцию 58, которая проходит от узла 42 датчика к следующему узлу датчика (не обозначенному отдельно).

[0021] Измерительная трубка 24 и кабель 48 датчика могут быть соединены с первым контрольным участком 60, расположенным, например, на первом конце 30, и вторым контрольным участком 62, расположенным, например, на втором конце 32. Как будет описано в настоящем документе, первый контрольный участок 60 может подавать продувочный флюид, например воздух, в измерительную трубку 24 для продувки после периода выдержки. Первый контрольный участок 60 может также подавать контрольный сигнал в кабель 48 датчика. Второй контрольный участок 62 может считывать контрольный сигнал на предмет наличия признаков газа. Конечно, от первого контрольного участка 60 или второго контрольного участка 62 могут быть инициированы продувочный флюид, контрольные сигналы и обнаружение признаков газа. В этом вышеупомянутом примере будет использован только один контрольный участок.

[0022] В соответствии с примером аспекта измерительная трубка 24 может быть выполнена с возможностью «впитывания» или абсорбирования любого газа, который может находиться рядом с газопроводом 10, в течение первого периода времени. По истечении первого периода времени продувочный флюид может быть запущен в течение второго периода времени. Продувочный флюид может представлять собой сжатый воздух, который может продувать любой газ в измерительной трубке 24 по направлению к узлу датчика. Второй период времени может составлять примерно одну треть от первого периода времени так, чтобы не было достаточно времени для любого вытекающего газа, который диффундировал в измерительную трубку 24 в течение первого периода времени, для практически полного обратного диффундирования перед обнаружением. В течение второго периода времени узлы 42 датчика вместе с первым и/или вторым контрольными участками определяют наличие признаков газа.

[0023] На ФИГ. 3 измерительная трубка 24 имеет наружную поверхность 64 и внутреннюю поверхность 66, которые образуют канал 69. В измерительной трубке 24 выполнено множество отверстий 72. Отверстия 72 проходят от наружной поверхности 64 через внутреннюю поверхность 66 к каналу 69. Благодаря отверстиям 72, как будет описано в настоящем документе, любой газ, который может вытекать из газопровода 10, может диффундировать в канал 69. В иллюстративном аспекте отверстия 72 имеют диаметр не более примерно 0,5 миллиметра (мм). В другом примере аспекта отверстия 72 имеют диаметр не более примерно 2 мкм.

[0024] Измерительная трубка 24 также имеет гидрофобное покрытие 76, которое может быть выполнено в виде силиконового уплотнительного слоя 78. Измерительная трубка 24 может также включать в себя защитный слой 80, который может быть выполнен в виде оплетки 82. Силиконовый уплотнительный слой 78 может быть сформирован путем нанесения жидкого силикона на наружную поверхность 64. Жидкий силикон выполнен с возможностью отверждения и связывания с внешней поверхностью 64 с образованием тем самым силиконового уплотнительного слоя 78. Перед нанесением силиконового уплотнительного слоя 78 можно наносить необязательное вещество, усиливающее адгезию (не показано), для обеспечения более прочной связи с измерительной трубой 24. Силиконовый уплотнительный слой 78 является гидрофобным, но позволяет газу (при наличии), например природному газу, проходить в канал 69. В одном примере аспекта отверстия 72 имеют такой размер, что жидкий силикон не может проникать внутрь. Иначе говоря, отверстия имеют такой размер, чтобы жидкий силикон не создавал закупорок или не проходил в канал 69. Следует понимать, что для создания гидрофобного покрытия можно использовать и другие материалы.

[0025] На ФИГ. 4 описан узел 42 датчика в соответствии с примером аспекта. Узел 42 датчика включает в себя корпус 88, образующий внутреннюю или измерительную камеру 90. Измерительная камера 90 включает в себя впускное отверстие 92 и выпускное отверстие 94. Впускное отверстие 92 может быть соединено с первой секцией 38 измерительной трубки, а выпускное отверстие 94 может быть соединено со второй секцией 40 измерительной трубки. Устройство 95 отклонения потока может быть расположено между впускным отверстием 92 и выпускным отверстием 94. Узел 42 датчика также включает в себя первый соединитель 97 и первое уплотнение 98, и второй соединитель 99 и второе уплотнение 100.

[0026] Первый кабелепровод 108, образующий первую секцию 55 кабеля 48 датчика, может быть соединен с первым соединителем 97. Первый проводник 110 может проходить через первый кабелепровод 108 в измерительную камеру 90 через первое уплотнение 98. Второй кабелепровод 112, который может образовывать вторую секцию 58 кабеля 48 датчика, может быть соединен со вторым соединителем 99. Второй кабелепровод 112 может содержать второй проводник 114. Третий проводник 116 может быть соединен с первым проводником 110 и вторым проводником 114 и проходить через измерительную камеру 90.

[0027] В соответствии с примером аспекта первый проводник 110 может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля 120 с твердым сердечником; второй проводник 114 может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля 121 с твердым сердечником; и третий проводник 116 может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля 123 с полым сердечником. Первый проводник 110 может быть соединен с первой концевой секцией (не обозначена отдельно) третьего проводника 116 с помощью первого соединительного элемента 128, а второй проводник 114 может быть соединен со вторым концом (также не обозначен отдельно) третьего проводника 116 с помощью второго соединительного элемента 130.

[0028] Во время продувки давление флюида на одном из первого и второго концов 30 и 32 измерительной трубки 24 повышают относительно давления на другом из первого и второго концов 30 и 32 измерительной трубки 24 с помощью насоса или другого устройства. В результате флюид протекает через канал 69. Один из первого и второго концов 30 и 30 можно поддерживать при атмосферном давлении или выше, а другой из первого и второго концов 30 и 32 может находиться при более высоком давлении. Таким образом, все промежуточные точки вдоль измерительной трубки 24 также находятся под давлением выше атмосферного.

[0029] В частности, в ходе цикла продувки измерительная камера 90 находится под повышенным давлением относительно внешнего атмосферного давления. Соединительный элемент 128 внутри измерительной камеры 90 находится под более высоким давлением, чем соединительный элемент 130, который расположен за пределами камеры 90 высокого давления и, таким образом, может находиться под атмосферным давлением. Уплотнения 98 и 100 поддерживают перепад давлений во время цикла продувки. Таким образом, конец третьего проводника 116 внутри измерительной камеры 90 находится под более высоким давлением, чем другой конец третьего проводника 116. За счет этого газ внутри измерительной камеры 90 входит в третий проводник 116, протекает через второй соединительный элемент 130 и выходит из него. Благодаря наличию устройства 95 отклонения потока продувочный поток и любой захваченный газ, проходящий через узел 42 датчика, протекают через первый соединительный элемент 128, а часть этого газа затем поступает в третий проводник 116. Газ может изменять контрольный сигнал, например световой сигнал, проходящий через кабель 48 датчика. Изменение контрольного сигнала может отражать наличие утечки газа около конкретного узла.

[0030] На ФИГ. 5 описан узел 140 датчика в соответствии с другим аспектом примера осуществления. Узел 140 датчика включает в себя корпус 142, образующий внутреннюю или измерительную камеру 144. В представленном варианте осуществления измерительная камера 144 включает в себя первый участок 146 очистки флюида, второй участок 148 очистки флюида и третий участок 150 очистки флюида. Следует понимать, что количество и расположение участков очистки флюида могут варьироваться. Участки 146, 148 и 150 очистки флюида проходят вдоль проточного канала 152, имеющего впускное отверстие 154 и выпускное отверстие 156. Впускное отверстие 154 может быть соединено с первой секцией 38 измерительной трубки, а выпускное отверстие 156 может быть соединено со второй секцией 40 измерительной трубки.

[0031] В соответствии с примером аспекта первый участок 146 очистки флюида содержит сепаратор 160 воздуха/флюида, который может абсорбировать или отводить любой флюид в продувочном флюиде, протекающем через канал 69. Второй участок 148 очистки флюида может содержать осушитель 162, который может абсорбировать дополнительные жидкости и водяной пар, которые могут присутствовать в продувочном флюиде, протекающем через канал 69. Третья зона 150 очистки флюида может содержать фильтр 164 частиц, захватывающий частицы, которые могут протекать вместе с продувочным флюидом, проходящим через канал 69. Кроме того, измерительная камера 144 может включать в себя устройство 168 отклонения потока, расположенное ниже по потоку от первой, второй и третьей зон 146, 148 и 150 очистки флюида. Устройство 168 отклонения потока перенаправляет продувочный флюид и любой захваченный газ, проходящий через узел 140 датчика, как будет подробно описано в настоящем документе.

[0032] В дополнительном соответствии с примером осуществления узел 140 датчика включает в себя канал 172 датчика, который проходит снаружи проточного канала 152 и соединен с ним по флюиду. Канал 172 датчика включает в себя первый концевой участок 174, снабженный первым соединителем 175, второй концевой участок 176, снабженный вторым соединителем 177, и промежуточный участок (не обозначенный отдельно), проходящий между ними. Канал 172 датчика может находиться под давлением окружающей среды, а измерительная камера 144 из-за продувочного потока может находиться под давлением, отличным от давления окружающей среды. Первое уплотнение 182 может быть предусмотрено на втором концевом участке 176, а второе уплотнение 184 может быть предусмотрено вдоль промежуточного участка 179. Первое и второе уплотнения 182 и 184 могут изолировать канал 172 датчика от измерительной камеры 144. В показанном примере осуществления имеется область разрыва 187 вдоль промежуточного участка канала 172 датчика рядом с устройством 168 отклонения потока. Как будет подробно описано ниже, область разрыва 187 обеспечивает доступ к кабелю 48 датчика.

[0033] В соответствии с примером аспекта первый проводник 190 кабеля 48 датчика, который может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля с твердым сердечником, проходит через первый соединитель 175 в канал 172 датчика. Второй проводник 192 кабеля 48 датчика, который может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля с полым сердечником, соединен с первым проводником 190, а третий проводник 194 кабеля 48 датчика, который может быть выполнен в виде оптоволоконного кабеля с твердым сердечником, соединен со вторым проводником 192 и проходит через второй соединитель 176. Первый соединительный элемент 196 соединяет первый проводник 190 и второе волокно 102 датчика, а второй соединительный элемент 198 соединяет второй проводник 192 с третьим проводником 194. И первый, и второй соединительные элементы 196 и 198 проницаемы для газа.

[0034] В соответствии с примером аспекта продувочный флюид, например воздух, может протекать по каналу 69 в узел 140 датчика. Флюид может проходить через различные устройства очистки флюида, такие как сепаратор 160 воздуха/жидкости, осушитель 162 и/или фильтр 164 частиц, и достигать устройства 168 отклонения потока. Устройство 168 отклонения потока перенаправляет продувочный флюид ко второму соединительному элементу 198. Любой газ, который может содержаться во флюиде, будет проникать во второй соединительный элемент 198 и во второй проводник 192 для обнаружения первым контрольным участком 60 или вторым контрольным участком 62. Следует понимать, что в выпускном отверстии 156 может быть размещен ограничитель 200 потока для увеличения времени нахождения продувочного флюида во втором соединительном элементе 198, как показано на ФИГ. 6, причем одинаковые номера позиций представляют соответствующие части на соответствующих видах.

[0035] Рассмотрим ФИГ. 7, причем одинаковые номера позиций представляют соответствующие части на соответствующих видах при описании узла 204 датчика в соответствии с другим аспектом примера осуществления. Узел 204 датчика включает в себя дополнительное уплотнение 208, расположенное в канале 172 датчика на первом концевом участке 174. Благодаря наличию дополнительного уплотнения 208, связанного с отрицательным или положительным давлением в измерительной камере 144, можно использовать узел 204 датчика и измерительную трубку 24 над землей. Узел 204 датчика также включает в себя первое устройство 212 отклонения потока и второе устройство 214 отклонения потока. Второе устройство 214 отклонения потока расположено ниже по потоку относительно первого устройства 212 отклонения потока. Секция 216 проточного канала проходит между первым и вторым устройствами 212 и 214 отклонения потока. В секции 216 проточного канала размещен ограничитель 218 потока. Ограничитель 218 потока создает перепад давления между соединительным элементом 196 и соединительным элементом 198 через второй проводник 192, вследствие чего часть газа протекает, например, в первый соединительный элемент 196. Газ, поступающий в первый соединительный элемент 196, может проходить через второй проводник 192 и выходить из второго соединительного элемента 198.

[0036] Здесь следует понимать, что в примерах осуществления описана система для обнаружения газа, который может вытекать из подземного трубопровода. Дополнительно в примерах осуществления описана система, с помощью которой можно обнаруживать газ на больших расстояниях, чем это возможно в настоящее время. За счет обеспечения множества узлов датчика, которые можно считывать из одного местоположения, расстояние обнаружения газа может быть увеличено до 100 км или более. Кроме того, хотя узлы датчика описаны и показаны как расположенные под землей, следует понимать, что узел датчика, например указанный позицией 300 на ФИГ. 8, можно также располагать над землей для облегчения доступа к нему, благодаря чему улучшается обслуживание и замена средств очистки флюида.

[0037] Ниже приведены некоторые варианты осуществления вышеприведенного описания.

[0038] Вариант осуществления 1. Система датчика газа, содержащая: измерительную трубку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующие канал; множество отверстий, выполненных сквозь наружную поверхность и внутреннюю поверхность, причем каждое из множества отверстий имеет диаметр не более 0,5 миллиметров (мм); слой гидрофобного герметика, покрывающий измерительную трубку; защитный слой, покрывающий слой гидрофобного герметика; узел датчика, расположенный вдоль измерительной трубки, при этом узел датчика включает в себя впускное отверстие, соединенное по флюиду с каналом; выпускное отверстие, соединенное по флюиду с каналом, и внутреннюю камеру, расположенную между впускным отверстием и выпускным отверстием; элемент датчика, расположенный в узле датчика, причем элемент датчика имеет первый конец и второй конец; и кабель датчика, проходящий вдоль измерительной трубки, причем кабель датчика имеет первую секцию, соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию, соединенную со вторым концом элемента датчика.

[0039] Вариант осуществления 2. Узел датчика для обнаружения подземных утечек газа, содержащий впускное отверстие, выпускное отверстие и внутреннюю камеру, расположенную между впускным отверстием и выпускным отверстием, причем внутренняя камера включает в себя устройство отклонения потока; элемент датчика, расположенный в узле датчика, причем элемент датчика имеет первый конец и второй конец; и кабель датчика, имеющий первую секцию, соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию, соединенную со вторым концом элемента датчика.

[0040] Вариант осуществления 3. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем узел датчика включает в себя фильтр частиц во внутренней камере.

[0041] Вариант осуществления 4. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем узел датчика включает в себя осушитель во внутренней камере.

[0042] Вариант осуществления 5. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем узел датчика включает в себя сепаратор воздуха/жидкости во внутренней камере.

[0043] Вариант осуществления 6. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем внутренняя камера узла датчика включает в себя участок очистки флюида, соединенный по флюиду с впускным отверстием, расположенным во внутренней камере, размещенной выше по потоку от устройства отклонения потока.

[0044] Вариант осуществления 7. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем участок очистки флюида включает в себя по меньшей мере одно из сепаратора воздуха/жидкости, осушителя и фильтра частиц.

[0045] Вариант осуществления 8. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, дополнительно содержащий: ограничитель потока, размещенный во внутренней камере.

[0046] Вариант осуществления 9. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем первая секция кабеля датчика образует первый проводник, а элемент датчика образует второй проводник, причем первый проводник проходит через кабель датчика, и при этом второй проводник датчика проходит через узел датчика.

[0047] Вариант осуществления 10. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем первый проводник представляет собой оптоволоконный кабель с твердым сердечником, а второй проводник представляет собой оптоволоконный кабель с полым сердечником.

[0048] Вариант осуществления 11. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем узел датчика включает в себя канал датчика, имеющий первый концевой участок, второй концевой участок и промежуточный участок, при этом первый концевой участок принимает первый проводник кабеля датчика, и при этом второй концевой участок принимает второй проводник кабеля датчика, а по меньшей мере один из первого и второго проводников проходит через канал датчика.

[0049] Вариант осуществления 12. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем канал датчика включает в себя область разрыва и расположенное в области разрыва устройство отклонения потока.

[0050] Вариант осуществления 13. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, причем первый проводник соединен со вторым проводником при помощи соединительного элемента, при этом соединительный элемент размещен в области разрыва.

[0051] Вариант осуществления 14. Узел датчика по любому предшествующему варианту осуществления, дополнительно содержащий первый соединительный элемент, соединяющий первый проводник со вторым проводником, и второй соединительный элемент, соединяющий второй проводник с третьим проводником, причем один из первого и второго соединительных элементов размещен в канале датчика, и при этом другой из первого и второго соединительных элементов размещен в области разрыва.

[0052] Вариант осуществления 15. Газоизмерительная трубка, в которой предусмотрена наружная поверхность и внутренняя поверхность, образующие канал; множество отверстий, выполненных сквозь наружную поверхность и внутреннюю поверхность, причем каждое из множества отверстий имеет диаметр не более 0,5 миллиметра (мм); слой гидрофобного герметика, покрывающий газоизмерительную трубку, и защитный слой, покрывающий слой гидрофобного герметика.

[0053] Вариант осуществления 16. Газоизмерительная трубка по любому предшествующему варианту осуществления, причем диаметр каждого из множества отверстий составляет не более 200 мкм.

[0054] Вариант осуществления 17. Газоизмерительная трубка по любому предшествующему варианту осуществления, причем слой гидрофобного герметика связывают с газоизмерительной трубой.

[0055] Вариант осуществления 18. Газоизмерительная трубка по любому предшествующему варианту осуществления, причем слой гидрофобного герметика содержит силиконовый уплотнительный слой, отвержденный по месту на газоизмерительной трубке.

[0056] Вариант осуществления 19. Газоизмерительная трубка по любому предшествующему варианту осуществления, причем слой гидрофобного герметика содержит силикон.

[0057] Использование форм единственного и множественного числа и аналогичных отсылок в контексте описания настоящего изобретения (особенно в контексте представленной ниже формулы изобретения) следует понимать как охватывающее как единственное, так и множественное число, если в настоящем документе не указано иное, или если это явно не противоречит контексту. Дополнительно следует отметить, что термины «первый», «второй» и т.п. в настоящем документе не означают какой-либо порядок, количество или важность, а использованы для различения одного элемента от другого. Определение «приблизительно», используемое в связи с каким-либо количеством, включает в себя указанную величину и имеет значение, определяемое контекстом (например, он включает степень ошибки, связанной с измерением определенного количества).

[0058] Хотя в настоящем описании изобретения приведены ссылки на пример осуществления или варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что допускается внесение различных изменений и замена отдельных элементов на эквивалентные без отступления от объема изобретения. Кроме того, допускается внесение множества модификаций для адаптации идей изобретения к конкретной ситуации или материалу без отступления от его существенного объема. Таким образом, предполагается, что изобретение не ограничивается конкретным вариантом осуществления, описанным как лучший способ реализации, предусмотренный для осуществления настоящего изобретения, но предполагается, что изобретение включает в себя все варианты осуществления, входящие в объем формулы изобретения. Кроме того, в графических материалах и описании представлены примеры осуществления изобретения, и, хотя могли быть использованы конкретные термины, если не указано иное, их используют только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения, и это не ограничивает объем изобретения.

Изобретение относится к системе для обнаружения утечек в магистральном трубопроводе. Система датчика газа включает в себя измерительную трубку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующие канал. Множество отверстий выполнены сквозь наружную поверхность и внутреннюю поверхность. При этом каждое из множества отверстий имеет диаметр не более 0,5 миллиметра (мм). Измерительную трубку покрывает слой гидрофобного герметика. Слой гидрофобного герметика покрыт защитным слоем. Узел датчика размещается вдоль измерительной трубки. Узел датчика включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и внутреннюю камеру, размещенную между впускным отверстием и выпускным отверстием. В узле датчика размещается элемент датчика. Элемент датчика имеет первый конец и второй конец. Кабель датчика проходит вдоль измерительной трубки. Кабель датчика имеет первую секцию, соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию, соединенную со вторым концом элемента датчика. Техническим результатом является создание системы датчика, которую можно использовать на больших расстояниях и которая будет более простой в производстве. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система (20) датчика газа, содержащая:

измерительную трубку (24), имеющую наружную поверхность (64) и внутреннюю поверхность (66), образующие канал (69);

множество отверстий (72), выполненных сквозь наружную поверхность (64) и внутреннюю поверхность (66), причем каждое из множества отверстий (72) имеет диаметр не более 0,5 миллиметра (мм);

слой (76) гидрофобного герметика, покрывающий измерительную трубку (24);

защитный слой, покрывающий (80) слой (76) гидрофобного герметика;

узел (42, 140) датчика, расположенный вдоль измерительной трубки (24), причем узел (42, 140) датчика включает в себя впускное отверстие (92, 154), соединенное по флюиду с каналом (69), выпускное отверстие (94, 156), соединенное по флюиду с каналом (69), и внутреннюю камеру (90, 144), расположенную между впускным отверстием (92, 154) и выпускным отверстием (94, 156);

элемент датчика, размещенный в узле (42, 140) датчика, причем элемент датчика включает в себя первый конец (30) и второй конец (32); и

кабель (48) датчика, проходящий вдоль измерительной трубки (24), причем кабель (48) датчика имеет первую секцию (55), соединенную с первым концом (30) элемента датчика, и вторую секцию (58), соединенную со вторым концом (32) элемента датчика.

2. Узел (42, 140) датчика для обнаружения подземных утечек газа, содержащий:

впускное отверстие (92, 154), выпускное отверстие (94, 156) и внутреннюю камеру (90, 144), расположенную между впускным отверстием (94, 156) и выпускным отверстием (94, 156), причем внутренняя камера (90, 144) включает в себя устройство (95) отклонения потока;

элемент датчика, размещенный в узле (42, 140) датчика, причем элемент датчика имеет первый конец (174) и второй конец (172, 176); и

кабель (48) датчика, имеющий первую секцию (55), соединенную с первым концом элемента датчика, и вторую секцию (58), соединенную со вторым концом элемента датчика.

3. Узел (42, 140) датчика по п.2, включающий в себя фильтр (164) частиц во внутренней камере (90, 144).

4. Узел (42, 140) датчика по п.2, включающий в себя осушитель (162) во внутренней камере (90, 144).

5. Узел (42, 140) датчика по п.2, включающий в себя сепаратор (160) воздуха/жидкости во внутренней камере (90, 144).

6. Узел (42, 140) датчика по п.2, в котором внутренняя камера (90, 144) узла (42, 140) датчика включает в себя участок (146, 148, 150) очистки флюида, соединенный по флюиду с впускным отверстием (92, 154), расположенным во внутренней камере (90, 144), размещенной выше по потоку от устройства (95) отклонения потока.

7. Узел (42, 140) датчика по п.6, в котором участок (146, 148, 150) очистки флюида включает в себя по меньшей мере одно из сепаратора (160) воздуха/жидкости, осушителя (162) и фильтра (164) частиц.

8. Узел (42, 140) датчика по п.2, дополнительно содержащий: ограничитель (200, 218) потока, размещенный во внутренней камере (90, 144).

9. Узел (42, 140) датчика по п.2, в котором первая секция кабеля (48) датчика образует первый проводник (110), а элемент датчика образует второй проводник (114), причем первый проводник (110) проходит через кабель (48) датчика, а второй проводник (114) датчика проходит через узел (42, 140) датчика.

10. Узел (42, 140) датчика по п.9, в котором первый проводник (110) представляет собой оптоволоконный кабель (120, 121) с твердым сердечником, и второй проводник (114) представляет собой оптоволоконный кабель (123) с полым сердечником.

11. Узел (42, 140) датчика по п.9, включающий в себя канал (152) датчика, имеющий первый концевой участок (174), второй концевой участок (176) и промежуточный участок (179), причем первый концевой участок (174) принимает первый проводник (190) кабеля (48) датчика, и при этом второй концевой участок (176) принимает второй проводник (192) кабеля (48) датчика, а по меньшей мере один из первого и второго проводников проходит через канал (172) датчика.

12. Узел (42, 140) датчика по п.11, в котором канал (172) датчика включает в себя область (187) разрыва и расположенное в области (187) разрыва устройство (212, 214) отклонения потока.

13. Узел (42, 140) датчика по п.12, в котором первый проводник (190) соединяют со вторым проводником (192) при помощи соединительного элемента (196, 198), причем соединительный элемент (196, 198) размещен в области (187) разрыва.

14. Узел (42, 140) датчика по п.12, дополнительно содержащий: первый соединительный элемент (128), соединяющий первый проводник (190) со вторым проводником (192), и второй соединительный элемент (196, 198), соединяющий второй проводник (192) с третьим проводником (194), причем один из первого и второго соединительных элементов размещен в канале (172) датчика, и при этом другой из первого и второго соединительных элементов размещен в области (187) разрыва.

15. Газоизмерительная трубка (24), содержащая:

наружную поверхность (64) и внутреннюю поверхность (66), образующие канал (69);

множество отверстий (72), выполненных сквозь наружную поверхность (64) и внутреннюю поверхность (66), причем каждое из множества отверстий (72) имеет диаметр не более 0,5 миллиметра (мм);

слой (76) гидрофобного герметика, покрывающий газоизмерительную трубку (24); и

защитный слой (80), покрывающий слой (76) гидрофобного герметика.