Способ обнаружения местонахождения засорения в напорных трубопроводах Советский патент 1989 года по МПК F17D3/00 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения местонахождения засорений любого вида в напорных трубопроводах в процессе их эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности путем определения координаты засорения посредством улавливания изменяющихся гидравлических отклонений по длине трубопровода, заполненного текучей средой под давлением.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа обнаружения местонахождения засорения в напорных трубопроводах, общий вид$ на фиг. 2 - пьезометрическая линия - линия энергетического потенциала в напорном трубопроводе при наличии засорения.

Устройство для реализации способа обнаружения местонахождения засорения в напорном трубопроводе представляет собой датчик, которьа содержит (фиг. 1) корпус 1с размещенными в нем двумя чувствительными элементами - мембраной 2 с сильфоном 3, делящим корпус 1 на две камеры 4 и 5. К корпусу 1 присоединен компенсатор 6 давления с размещенным в нем сильфоном 3 с фиксатором, показывающим перепад давлений, возникающих в камерах 4 и 5. Прием давления, фиксируемого сильфоном 3, может быть осуществлен любым известным способом, например посредством фотоэлементов для детектирования изменений светового потока, отражаемого сильфоном 3 (узел на чертеже не показ а)0.

СО

ГчЭ

К

Данный дифференциальный датчик давления устанавливают по аналогии с монометрами. Наличие двух чувствительных элементов в датчике обеспе- чивает замеры изменений давлений возникающих по причине повреждений трубопровода 7.

Чувствительность датчика определяется соотношением активных площа- дей мембраны 2 и сильфона 3, т.е. чем больше разница в площадях, тем выше чувствительность. Компенсатор 6 давления является аккумулятором перепадов давлений, превышающих шка- лу измерений давлений сильфоном 3, аналогично любому счетчику-интегратору. На центральный пульт управле- ния одновременно выводятся показания сильфона 3 и компенсатора 6.

Показания компенсатора 6 и сильфона 3 характеризуют полный расчетный пьезоизометрический уровень - энергетический потенциал потока. По ЭТ1-Ш показаниям проводятся соот- ветствующие расчеты по определению координат мест засорения в трубопроводах.

Способ реализуется следующим образом.

Разделяют контролируемый напор- ньш трубопровод 7 по длине на участки., ограниченные контрольными точками 1, 2., 3, 4, 5. Устанавливают в этих точках высокочувствительные датчики давления, например описанны вьше. Измеряют посредством этих дат чиков давление в контрольных точках 1, 2, 3, 4, 5, при этом показания датчиков регистрируются оператором на центральном пульте управления, например на экране дисплея. Регистрируют участок трубопровода 7 между двумя соседними контрольными точка- ми, например 3 и 4, в одной из которых (в точке 3) давление Р, выше предварительно определенного давления Р для исправного трубопровода,

tI л. Т

а в другой (в точке 4) давление Р ниже давления Р, что указывает на наличие на данном участке трубопровода 7 местного увеличения сопротивления вследствие, например, частичного обрастания его внутренних стенок или его закупорки. Величину (h) местного сопротивления определяют по сигналам пьезометрических датчиков, выведенным на экран дисплея

0

5

0

Q

0

центрального пульта управления используемым в расчетной формуле

h Р, - Pj-- PL , .

где h - величина местного сопротивления, характеризующая падение давления на поврежденном участке трубопровода Р - удельное давление для неисправного трубопровода 7 (пьезометрический уклон); Р - давление, установленное на

вхо де (в точке 3) поврежденного участка трубопровода 7, Р - давление, установленное на

выходе поврежденного участка трубопровода 7, L - длина поврежденного участка

трубопровода 7.

После этого изолируют участок трубопровода 7 между двумя соседними контрольными точками 3 и 4 посредством одновременного закрытия задвижек, расположенных перед датчиком давления в начале поврежденного участка и после датчика на выходе этого участка. При этом закрытие задвижек осуществляют за возможно короткий срок . с одинаковой продолжительностью, что позволяет избежать гидравлического удара. После изоляции поврежденного участка измеряют Pj в оставленном потоке текучей жидкости.

Так как продолжительность закрытия задвижек при длине участков 3-5 км, что имеет место в большинстве случаев магистральных трубопроводов 7, составляет малую долю от времени проникания текучей среды от начала участка до его конца, то энергетический ресурс текучей среды, находящейся в данном участке трубопроводов, принимая во внимание, что приток и отток энергоресурсов практически равноценны, существенно не изменяется.

Определяют координату местонахождения засорения, используя измеренные значения давлений Р , Р и Р по формуле

. - 2 У1;-р- Г-р PL

где X - координата (расстояние)

местонахождения засорения от начала (точка 3) исследуемого участка трубопроводов 7;

Р - удельное давление неисправного трубопроводаf

PIPiРГ

10

51469242

давление, установленное на входе (точка 3) поврежденного участка трубопровода 7

давление, установленное на выходе (точка 4) поврежденного участка трубопровода 7{

давление на исследуемом поврежденном участке трубопровода в оставленном потоке текучей среды ,

L - длина исследуемого поврежденного участка. Для коротких участков трубопроов координату засорения опредет с учетом поправки на разницу тока и оттока энергоресурсов в иод закрытия задвижек. Эта поправ- 20 ф Q определяется по уравнению

(Р Р2).1Ь ,

t - время закрытия задвижек.

Кроме того, данный способ позволяопределить и местонахождение озного дефекта (утечки) в трубоводе, что осущестсвляется без зашения исследуемого участка. Опре-- яют местонахождение сквозного екта по формуле

,

5 точн разл ния жидк давл его чени иссл обор числ как пар с ед лен

25

30

ния дах ряю по мес гис дву ми, вьш уде го ние

h PI Pj.L

рГ

3 до

де XL, - расстояние от точки сквозного дефекта, длина неисправного участка трубопровода 7} падение давления на этом участке;

давление на входе (в точке 3) неисправного участка.

L h Р/ 10

20 ф Q

,Р - давление на выходе (в точке 4) неисправного участка.

Данньй способ позволяет повысить 5 точность определения местонахождения различных видов засорения и повреждения в трубопроводах, заполненных как жидкой, так и газообразной средой под давлением, что позволяет повысить и его технологичность вследствие исключения необходимости объезда трассы исследуемого трубопровода со сложным оборудованием, при этом сокращается число обслуживающего персонала, так как сбор и обработка технологических параметров способа осуществляются с единого центрального пульта управления.

р м у л а

изо. бретения

Способ об наружения местонахождения засорения в напорных трубопровоах, заключающийся в том, что измеяют давление в контрольных точках по длине трубопровода, определяют местонахождение засорения путем регистрации участка трубопровода между двумя соседними контрольными точками, в одной из которых давление Р, вьше предварительно определенного удельного давления Р для неисправного трубопровода, а в другой давление Р ниже, о т л И ч.а ю щ и и с я

тем, что, с целью повьшения точности, Ьутем определения координаты засоре- ния, после регистрации участка трубопровода одновременно изолируют его . с двух сторон, измеряют давление Pj

на этом участке, а определяют координаты засорения, используя из- меренные значения давлении Р,, Р и Р, .

PFF

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить точность путем определения координаты местонахождения засорения в напорном трубопроводе. Измеряют давление в контрольных точках поврежденного трубопровода, регистрир тот, а затем изолируют неисправньш участок между контрольной точкой с повьшен- ным давлением.Р, относительно удельного .давления Р неисправного трубопровода и контрольной точкой с пони- женнь1М давлением Р . Измеряют давле- ние Р в изолированном участке и определяют точную координату местонахождения засорения, используя измеренные значения давлений Р, , Р,, и Р,. 2 ил. SS