Способ определения места и характерного размера течи в подземном трубопроводе Советский патент 1993 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для определения места течи и характерного размера течи в подземном трубопроводе. ,

Цель изобретения - повышение эффек- . тивности определения места и характерного размера течи и снижение трудозатрат.

На фиг. 1 показан разр ез участка трубопровода со схематическим изображением реализации способа.

Способ реализуется следующим образом.

От передатчика 1 сверхвысокочастотный сигнал подается на излучатель 2, помещенный в газовую или газоконденсаторную среду внутри трубопровода 3. От излучателя электромагнитное поле распространяется вдоль трубопровода, отражаясь от стенок 4. В месте трубопровода, где находится отверстие течи 5 генерируется, электромагнитный

сигнал, который покидает пределы трубопровода и пройдя толщину грунта 6 попадает на приемную антенну 7 приемника 8 электромагнитного излучения.

Для определения характерного размера D отверстия течи 5 используется следующее соотношение между критической длиной волны излучения Акр и D: Акр 1,250,

при котором происходит переход от экспоненциального затухания излучения в канале, образованном отверстием 5 в стене трубы 4, к пропусканию, обусловленному возможностью распространения основной волны в ВОЛНОЕОДНОМ канале отверстия 5.

Если трубопровод заполнен средой с относительной диэлектрической проницаемостью Ј, то соответствующая Акр частота излучения определяется из выражения:

,

Vfc /чф

00

ю со

00 О

где с - скорость света в вакууме.

Таким образом, зная частоту излучения ficp. при которой начинает резко возрастать сигнал на входе приемника, используемого для пеленгации течи, можно определить характерный размер отверстия течи:

D 5-|feНа фиг.2 представлен график зависимости коэффициента пропускания v1 излучения отверстием диаметра Р 2 а в экране толщцной d от относительной толщины экрана d/2a. Из вида зависимости )d/2a) следует, что оценка характерного размера отверстия D будет точной при d . Именно в этой области наблюдается резкая зависимость коэффициента пропускания t (1) от величины ka , т.е. при небольшом изменении частоты сигнала интенсивности прошедшего через отверстие излучения сильно изменяется. При ка 2,5 в волноводном канале, образованном отверстием в стенке трубы, может распространяться основная волна - поэтому наблюдается периодическая зависимость

t(1Vd,

Эффективность предложенного-способа заключается в облегчении поиска места течи трубопровода, расширения возможности определения характерного размера течи при снижении трудозатрат за счет исключения каких-либо земляных работ или остановки транспортирования газа или газоконденсата по трубопроводу. Способ позволяет определить наличие дефекта в трубопроводе как при наличии в нем нефтепродуктов, так и при их отсутствии.

П р и м е р. Для расчета чувствительности приемно-передающей системы для реальных условий используем следующие параметры:

Р 3 Вт - мощность электромагнитного излучения, возбуждаемая в трубопроводе;

D 2RTp 0,7 - диаметр трубы трубопровода;.

d -10,01 м - толщина стенки трубы; 2а 4 см - диаметр отверстия течи;

I 100 км 10 м - удаленность течи от источника излучения;

h 2 м - глубина залегания трубопровода;

0,2 м-длина волны излучения, в трубопроводе .

Используя формулы, возможно рассчитать необходимые параметры приемника излучения в месте течи, в частности:

Ей.- 0,32 В/м-амплитуда колебаний; электрического поля в трубопроводе в сечении с течью;| EMI 1,74 10 В/м - амплитуда колебаний электрического поля на внешней стороне отверстия;

ЕМ2 4,3 10 В/м - амплитуда колебаний электрической компоненты э/м поля вблизи поверхности грунта со стороны атмосферы;

п 2,5 Вт/м2 - плотность потока излучения в области приемной антенны вблизи от поверхности грунта и при соприкосновении измерения приемной антенны Rr «бром сигнал на входе приемника U

vrVTT 1,2 .

Таким образом, для обнаружения течи

необходим приемник с чувствительностью

ЗйЮмкВ, ;. ;

Формула изобретения

Способ определения места и характерного размера речи и подземном трубопроводе, заключающийся в том, что в трубопроЁодё создают электро.магнитнов: излучение с помощью помещенного в нем;

излучателя передачи и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения пу-; тем наземной пеленгации определяют ее место на трассе, о тличающийся тем, что вдоль трубопровода ориентированно

посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принимают их с помощью приемника, полоса пропускания которого равна диапазону излучения

передатчика, при этом местоположение и характерный размер отверстия течи определяют по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя частоту спада.

1.0

/Л/

Сущность изобретения: в трубопроводе создают электромагнитное излучение помещенным в нем излучателем передатчика и по утечке из отверстия течи электромагнитного излучения путем наземной пеленгации определяют ее место на трассе. Вдоль трубопровода ориентировано посылают сверхвысокочастотные электромагнитные излучения с изменяющейся во времени частотой и принимают их приемником. Полоса пропускания приемника равна диапазону излучения передатчика. Местоположение и характерный размер отверстия течи опреде- ляют по появлению резкого возрастания электромагнитного сигнала, фиксируя частоту спада. 2 ил.

0.82.4 Рб/г. 2

fyo