Способ определения места присоединения трубчатой дрены к коллектору Советский патент 1992 года по МПК E02B11/00 

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при ремонтах и реконструкции горизонтального трубчатого закрытого дренажа на мелиоративных системах для точного определения мест присоединения дрен к коллектору, а также в строительстве при ремонтах трубопроводов и при эксплуатации городских канализационных сетей.

Известен способ эхометрии статических уровней жидкости в вертикальных нефтяных скважинах с помощью взрывной волны. В устье скважины устанавливают излучатель эхолота. В межтрубное простран- .ство посылают взрывную волну, создаваемую выстрелом из пороховой хлопушки. При этом формируется волна высокой интенсивности со сверхзвуковым

потоком за фронтом волны. Отраженную от уровня жидкости волну принимают и регистрируют. На эхограмме выделяют сигнал, формируемый отраженной от уровня жидкости волной в виде положительного импульса

Однако данным способом нельзя определить место присоединения бокового трубопровода вследствие того, что возбуждается сильная взрывная волна. При проходе места присоединения взрывной волной со сверхзвуковым потоком за фронтом волны образуется волна разрежения, которая не отражается от места присоединения, а сносится вперед потоком.

Известен также способ определения места присоединения трубчатой дрены к коллектору путем акустического зондировэXI

ю

СА) N) СЛ ГО

ния полости коллектора. В устье коллектора устанавливают источник сигналов. Включают тумблер питания. На расстоянии 30 м от устья над предполагаемой трассой коллектора на поверхности с.х. поля устанавливают приемник сигналов. С помощью стрелочного прибора фиксируют уровень сигнала. По максимальному уровню сигнала определяют трассу коллектора, а на удалении 10-20 м от коллектора производят поиск трассы дрены. На пересечении трасс определяют место присоединения трубчатой дрены к коллектору.

Недостатком данного способа является низкая точность (приблизительно 1,5-2,5 м) определения места присоединения из-за интерференционных искажений картины акустического поля.

Цель изобретения - повышение точности определения места расположения трубчатой дрены к коллектору.

Поставленная цель достигается тем, что вдоль полости коллектора запускают ударную волну малой интенсивности с числом Маха М Us/a0 1,1-1,2 (где Us- скорость ударной волны;ао-скорость звука в воздухе). При проходе ударной волной места присоединения образуется отраженная волна разрежения, идущая к устью коллектора. Эту волну разрежения фиксируют в виде отрицательного импульса, регистрируя интервал между запуском и приемом волн.

Анализ волновых процессов в осесим- метричном канале (коллекторе) с боковыми ответвлениями (местами присоединений) показал, что при проходе места присоединения ударной волной малой интенсивности (с дозвуковым течением газа за фронтом ударной волны, что соответствует числу Маха М 1,7) образуется отраженная волна разрежения, идущая к устью коллектора. Опытами, проведенными на экспериментальной установке, подтверждается локация мест присоединения трубчатых дрен к коллектору ударными волнами малой интенсификации. Наиболее оптимальный режим зондирования мест присоединения осуще- ствляют ударной волной с числом Маха в пределах 1,1-1,2.

На фиг. 1 изображена схема установки, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - типичная осциллограмма.с расшифровкой места присоединения.

На фиг. 2 обозначено: 1 - сигнал, сформированный волной сжатия при разрыве диафрагмы; 2-сигнал, формируемый волной разрежения, идущей внутрь камеры высокого давления и отраженной от торца камеры (минимум давления имеет место при проходе рабочей поверхности датчика); 3 - сигнал, связанный с формированием волнового пакета; 4 - сигнал, сформированный ударной волной, отраженной от неоднородности в виде значительного смещения трубок коллектора; 5 - сигнал, сформированный отраженной волной разрежения, пришедшей к датчику от места присоединения; б - сигнал, характеризующий зону формирования ударной волны, прошедшей место присоединения; 7 и 8

- сигналы, аналогичные сигналам 5 и 6.

Новым в предлагаемом способе является определение места присоединения с фиксированием отрицательного импульса, сформированного отраженной волной разрежения, образующейся при проходе ударной волной малой интенсивности с числом Маха М 1,1-1,2 мест присоединения.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом (фиг. 1).

В устье 1 коллектора 2 устанавливают

излучатель - камеру 3 высокого давления, последнюю заполняют сжатым воздухом до давления, при котором происходит разрыр диафрагмы А. Инициируют ударные волны

малой интенсивности с числом Маха М 1,1-1,2, Производится запуск ударной волны вдоль полости коллектора 2. При проходе места 5 присоединения образуется отраженная волна разрежения, идущая назад к

устью 1. Датчиком 6 принимают отраженные сигналы через промежуточный усилитель 7 и воспроизводят их на экране осциллографа. При анализе сигналов выделяют отрицательный импульс, сформированный отраженной волной разрежения, образующейся при проходе зондирующей ударной волной места присоединения.

Расстояние I до места присоединения определяется по формуле

, t

1/Us + 1/a0

где t - интервал времени между запуском ударной волны и приходом отраженной волны разрежения к устью, с;

Us - скорость ударной волны, м/с;

а0 скорость распространения волн разрежения, равная скорости звука в воздухе (340 м/с).

На фиг. 2 приведен пример определения двух пар мест присоединений трубчатых дрен к коллектору, расположенных от устья на расстояниях соответственно 9,4 и 19,6 м, где ti - время локации 1-й пары мест присоединения; t2 - время локации 2-й пары

5 мест присоединения.

Регистрирующе-мзмерительная аппаратура состоит из датчика 6, расположенного вблизи диафрагмы, промежуточного

усилителя 7 и осциллографа (условно не показан).

Предлагаемое изобретение позволяет обнаружить место присоединения трубчатой дрены к коллектору с точностью до 0,1 м, что приводит к упрощению производства ремонтно-эксплуатационных работ на мелиоративных системах.

Формула изобретения Способ определения места присоединения трубчатой дрены к коллектору путем акустического зондирования полости коллекторов с фиксированием момента запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения места расположения дрены, зондирование осуществляют ударной волной малой интенсивности с числом Маха М « 1,1-1,2, затем фиксируют отрицательный импульс, соответствующий отраженной от места присоединения дрены к коллектору волне разрежения, регистрируют интервал времени между запуском ударной волны и приемом отраженной волны разрежения, а расстояние I до места присоединения дрены к коллектору определяют по следующей зависимости

101/Us + 1/a0

где t - интервал времени между запуском ударной волны и приемом отраженной волны разрежения, с; 15 Us - скорость ударной волны, м/с;

а0 - скорость отраженной волны разрежения, равной скорости звука в распространяемой среде, м/с.

(Риг. г

t//nsec)

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при ремонтах и реконструкции горизонтального трубчатого закрытого дренажа на мелиоративных системах, а также в строительстве, при ремонтах трубопроводов и при эксплуатации городских канализационных сетей. Изобретение позволяет повысить точность определения места присоединения трубчатой дрены к коллектору Способ включает запуск ударной волны вдоль полости коллектора, прием и фиксирование отрицательного импульса, сформированного отраженной волной разрежения Эта волна разрежения образуется при проходе ударной волной места присоединения дрены к коллектору В качестве запускаемой ударной волны используются слабые удчр- ные волны с числом Маха М 1,1-1,2 Принцип действия основан на измерении временного интервала между излученным и отраженным от места присоединения сигналами. 2 ил ел С