Импульсно-акустический способ определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, в частности к технологии очистки магистральных трубопроводов методом продувки воздухом или газом с помощью очистных внутритрубных устройств типа «поршень», конкретно к определению местоположения и поиску поршня. Заявленный способ заключается в том, что с места измерения посылают по центру трубопровода к внутритрубному снаряду акустический импульс, генерируемый путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха, в полость магистрального трубопровода в направлении внутритрубного снаряда с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца подачи и процесса импульсной подачи воздуха, принимают в месте измерения акустический импульс, отраженный от внутритрубного снаряда, при этом измеряют промежуток времени от момента посылки акустического импульса до момента приема отраженного акустического импульса и определяют расстояние от места измерения до внутритрубного снаряда. Устройство, реализующее способ, содержит корпус, запорный орган в виде клапана с хвостовиком, установленный в корпусе, подвижный плунжер, посаженный на хвостовик, две пружины, пневмоцилиндр двустороннего действия, поршень которого выполнен заодно с плунжером, а цилиндр - заодно с корпусом, приемник давления, четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным приводом с электроконтактным реле давления, пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, тарелку, установленную на свободном конце хвостовика и совмещенную с золотником пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя, ресивер, подключенный к пневмосети, при этом полость корпуса вдоль оси разделена пневмоцилиндром на две камеры: переднюю - с выходным отверстием, сопрягаемым с клапаном, и сообщенную с ресивером и с электроконтактным реле давления; и заднюю - с загрузочной полостью, сопрягаемую с тарелкой; причем передняя и задняя камеры сообщены через пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, сообщающий также загрузочную полость с атмосферой. Достигаемым техническим результатом является повышение точности и дальности определения местоположения внутритрубных снарядов при очистке магистральных трубопроводов сжатым воздухом за счет повышения идентифицируемости акустического импульса. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, в частности к технологии пропуска по внутренней полости внутритрубного снаряда в магистральных трубопроводах под действием сжатого воздуха или газа, конкретно к определению местоположения и поиску внутритрубного снаряда.

Известна система сопровождения внутритрубных снарядов ССВС-001 ТУ 4389-001-39145393-2001 НПФ «ТОРИ», ОАО «Транссибнефть» (журнал Трубопроводный транспорт нефти №12, 2003 г.), позволяющая определять точное местоположение внутритрубных снарядов при их движении в трубопроводе в реальном времени способом генерирования, регистрации, распознавания, анализа и обработки акустического сигнала, генерируемого акустическим излучателем, установленным на внутритрубном снаряде, распространяющегося в рабочей среде - нефти - вдоль трубопровода и воспринимаемого акустическим датчиком с модулем первичного преобразования, сообщенного с модулем обработки и передачи сигнала по линии передачи информации и управляющих сигналов на центральный компьютер в диспетчерский пункт.

Способ и устройство известной системы рассчитаны к применению на нефтепроводах и основаны на измерении изменений характеристик акустического сигнала, распространяющегося в жидкой среде в одном направлении от излучателя к датчику.

Использование системы для трубопроводов с газообразной средой невозможно по нескольким причинам:

- пределы изменения характеристик акустического сигнала, распространяющегося в газообразной среде, в том числе рост величины затухания сигнала из-за снижения скорости звука и плотности среды и роста в связи с этим относительной величины помех, не соответствуют конструкции и составу устройства;

- акустический излучатель с автономным источником энергии на внутритрубном снаряде не рассчитаны на применение в газообразной среде из-за того, что скорость движения снаряда значительно больше, чем в жидкой среде и трудно регламентируется, что создает дополнительные помехи работе системы.

Известен струйно-акустический способ измерения расстояний (RU, патент №2032183 С1, G01S 1/72, от 23.10.91), заключающийся в том, что от источника измерения посылают к объекту направленное излучение, принимают сигнал, отраженный от объекта и по величинам параметров сигнала судят о расстоянии между излучателем и объектом, причем в качестве измерительного излучения используют акустические колебания, самовозбуждающиеся на торце сопла и переносимые истекающим из него воздушным потоком, который падает на объект и возбуждает в точке падения многочастотные акустические колебания, распространяющиеся в пространство от объектов в виде сферических волн и попадающие на приемник, усиливают сигнал и измеряют в скользящем интервале времени их суммарную мощность, имеющую экспоненциальную убывающую зависимость от длины струи, а по величине средней мощности сигнала судят о расстоянии между соплом и объектом.

Устройство для воплощения способа содержит цилиндрическое сопло, подключенное к пневмосети, приемник в виде различного типа микрофонов или пьезоэлектрических преобразователей, предусилитель, усилитель мощности.

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения расстояний большой величины, многократно превосходящих дальнобойность струи воздуха из сопла, так как исчезает среда для переноса акустических колебаний и затухание сигнала столь велико, что величина непрерывного сигнала становится равной или меньшей величины шумового фона и количественная оценка сигнала становится затруднительной или невозможной. Количественная оценка сигнала заключается в измерении величины изменения параметра сигнала, т.е. величина изменения является частью от целого (сигнала), величина которого равна или меньше величины шумового фона. Поэтому выделить величину изменения из шумового фона практически невозможно. Наиболее возможна в этих условиях только качественная оценка сигнала: наличие или отсутствие сигнала.

Наиболее вероятным и оптимальным способом измерения расстояния значительной величины между излучателем и объектом в газообразной среде, внутри трубопровода, может быть следующее: посылают от источника излучения акустический импульс большой мощности в сторону объекта, в газообразной среде, внутри трубопровода, как по волноводу принимают и регистрируют отраженный акустический импульс от объекта, при этом производят качественную оценку импульса: наличие или отсутствие импульса и замеряют время прохождения акустического импульса от излучателя до объекта и отраженного акустического импульса от объекта до приемника, находящегося вблизи от излучателя, оценивая тем самым расстояние. Оптимальным в нашем случае является вариант генерации акустического импульса большой мощности путем импульсного выброса из сопла порции сжатого до сверхкритического давления воздуха с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца выброса порции воздуха из сопла.

Аналогом вероятного и оптимального способа измерения расстояния от открытого торца трубопровода до застрявшего внутри трубопровода поршня является известный в практике строительства магистральных трубопроводов способ, заключающийся в том, что в открытый торец, внутрь трубопровода, производят холостой выстрел из огнестрельного оружия и замеряют секундомером время, прошедшее от момента выстрела до момента возвращения отраженного от поршня звука выстрела, оценивая таким образом расстояние до поршня. Однако этот способ применим только в исключительном случае: при опорожненном трубопроводе, когда торец трубопровода открыт. Также общеизвестно применение этого способа для измерения глубины шахт, колодцев, шурфов, длины пещер. При очистке трубопровода его полость заполнена сжатым воздухом или газом, торец трубопровода заглушен и при движении поршня необходимо постоянное сопровождение его, периодическое, через краткие промежутки времени, определение расстояния (т.е. местоположение) до поршня. Поэтому способ в повседневной практике строительства магистральных трубопроводов не используется, но выстрел является абсолютно точным примером акустического импульса большой мощности.

Аналогом устройства для генерации акустического импульса большой мощности путем выброса из сопла порции сжатого до сверхкритического давления воздуха является устройство для импульсной подачи жидкости или газа (SU. а/с №427204 от 02.01.73, F16К 21/12), содержащее установленный в корпусе запорный орган в виде клапана с хвостовиком, на котором подвижно установлен подпружиненный относительно корпуса плунжер, взаимодействующий с хвостовиком посредством дополнительной пружины.

Недостатком известного устройства является большая растянутость во времени переходных процессов начала и конца подачи газа, что крайне затрудняет качественную идентификацию на фоне помех акустического импульса (внезапное и быстроисчезающее повышение давления в ограниченном объеме газовой среды, вследствие чего возникает волна кратковременного повышения давления, распространяющаяся со скоростью звука от места возмущения, называется акустическим импульсом. См. Новый политехнический словарь: Москва. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия. 2000 г.), генерированного импульсной подачей газа устройством в ограниченное пространство газовой среды, тем более что импульс уже отражен от объекта и ослаблен прохождением замеряемого расстояния.

Большая растянутость во времени переходных процессов вызвана низкой скоростью перемещения запорного органа при открытии и закрытии выходного отверстия. Скорость перемещения запорного органа при открытии определяется соотношением упругости дополнительной пружины и массы клапана, при закрытии - соотношением объема полости и количества в единицу времени поступающего в полость газа. Большая растянутость во времени переходных процессов снижает максимальное значение возможной осредненной величины акустического импульса, что также затрудняет идентификацию импульса. Длительность процесса импульсной подачи газа по времени не оказывает заметного влияния на идентификацию акустического импульса, но по определению должна быть максимально ограничена.

Конструкция устройства не предусматривает подвод дополнительной энергии из независимого источника для увеличения скорости перемещения запорного органа.

Способ и устройство, описанные последними, наиболее близки по технической сущности и достигаемым результатам заявляемому изобретению.

Технической задачей изобретения является повышение вероятности идентификации акустического импульса, точности измерения и увеличение максимальной дальности при определении местоположения внутритрубных снарядов, используемых при очистке магистральных трубопроводов методом продувки воздухом.

Техническая задача по импульсно-акустическому способу определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе, заключающемуся в том, что с места измерения, от заглушки торца трубопровода, по центру его посылают к внутритрубному снаряду акустический импульс, решается согласно изобретению тем, что акустический импульс генерируют путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха в полость магистрального трубопровода в направлении внутритрубного снаряда с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца подачи воздуха и процесса импульсной подачи воздуха, принимают в месте измерения приемником давления, установленным на заглушке торца трубопровода, акустический импульс, отраженный от внутритрубного снаряда, идентифицируют его в виде волны кратковременного повышения давления, распространяющейся со скоростью звука, при этом замеряют промежуток времени от момента посылки акустического импульса до момента приема отраженного акустического импульса и определяют расстояние от места измерения до внутритрубного снаряда.

Техническая задача по устройству для импульсно-акустического определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе, содержащему установленные на заглушке торца трубопровода приемник давления, корпус, запорный орган в виде клапана с хвостовиком, установленный в корпусе, подвижный плунжер, посаженный на хвостовик, две пружины, посредством которых плунжер взаимодействует с корпусом и хвостовиком, решается согласно изобретению тем, что устройство включает пневмоцилиндр двустороннего действия, поршень которого выполнен заодно с плунжером, а цилиндр - заодно с корпусом, четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным приводом и с электроконтактным реле давления, пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, тарелку, установленную на свободном конце хвостовика и совмещенную с золотником пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя, ресивер, подключенный к пневмосети, при этом полость корпуса вдоль оси разделена пневмоцилиндром на две камеры: переднюю - с выходным отверстием, сопрягаемым с клапаном, и сообщенную с ресивером каналом, площадь проходного сечения которого по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем площадь проходного сечения выходного отверстия, и с электроконтактным реле давления и заднюю - с загрузочной полостью, сопрягаемую с тарелкой, причем передняя и задняя камеры сообщены через пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, сообщающий также загрузочную полость с атмосферой, кроме того, длина хвостовика и длина корпуса соотносятся так, что клапан и тарелка могут только поочередно перекрывать соответственно выходное отверстие или загрузочную полость, а плунжер подпружинен относительно не только клапана, но и тарелки с возможностью поочередного их касания.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - общий вид устройства в разрезе; фиг. 2 - схема установки устройства на магистральном трубопроводе.

Устройство для импульсно-акустического определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе, в дальнейшем тексте «устройство», содержит корпус 1, установленный в торце трубопровода, запорный орган в виде клапана 2 с хвостовиком 3, установленный в корпусе 1, подвижный плунжер 4, посаженный на хвостовик 3, переднюю 5 и заднюю 6 пружины, пневмоцилиндр 7 двойного действия, поршень 8 которого выполнен заодно с плунжером 4, а цилиндр 9 - заодно с корпусом 1, приемник давления 10, также установленный в торце трубопровода, четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным приводом 11 и электроконтактным реле давления 12, пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель 13, тарелку 14, установленную на свободном конце хвостовика 3 и совмещенную с золотником 15 пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя 13, ресивер 16, подключенный к пневмосети 17, при этом полость корпуса 1 вдоль оси разделена пневмоцилиндром 7 на две камеры: переднюю 18 - с выходным отверстием 19, сопрягаемым с клапаном 2, и сообщенную с ресивером 16 каналом 20, площадь проходного сечения которого по меньшей мере в 1,5 раза больше площади проходного сечения выходного отверстия 19, и с электроконтактным реле давления 12; и заднюю 21 - с загрузочной полостью 22, сопрягаемую с тарелкой 14. Передняя 18 и задняя 21 камеры сообщены через пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель 13, также сообщающий загрузочную полость 22 с атмосферой. Ресивер 16, четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель 11 подсоединены к пневмосети 17. Длина хвостовика 3 и корпуса 1 соотносятся так, что клапан 2 и тарелка 14 могут только поочередно перекрывать соответственно выходное отверстие 19 или загрузочную полость 22. Плунжер 4 подпружинен передней 5 пружиной относительно клапана 2 с хвостовиком 3 и корпуса 1, когда клапан 2 перекрывает выходное отверстие 19 и подпружинен задней 6 пружиной относительно тарелки 14 с хвостовиком 3 и корпуса 1, когда тарелка перекрывает загрузочную полость 22. Плунжер 4 имеет возможность касаться поочередно клапана 2 или тарелки 14. Масса плунжера 4 с поршнем 8 примерно равна массе хвостовика 3 с клапаном 2 и тарелкой 14 и все эти элементы выполнены из закаленной стали. Корпус 1 устанавливается на заглушке 23 торца магистрального трубопровода 24 строго по центру и обращен выходным отверстием 19 в полость магистрального трубопровода 24, в которой установлен уже внутритрубный снаряд 25. Рядом на заглушке 23 установлен приемник давления 10, ориентированный для приема волны давления строго со стороны полости магистрального трубопровода 24. Приемник давления 10 по аналогии с приемником оптического излучения (см. «Новый политехнический словарь», Москва, Научное издательство «Большая Российская энциклопедия» 2000 г.», приемник оптического излучения - устройство, изменение которого (реакция) служит для обнаружения и измерения оптического излучения, стр.415) служит для обнаружения (идентификации) и регистрации волны давления акустического импульса.

Акустический импульс - внезапное и быстроисчезающее повышение давления в ограниченном объеме газовой среды, вследствие чего возникает волна кратковременного повышения давления - «волна давления», распространяющаяся со скоростью звука до места возмущения 9 см. «Новый политехнический словарь» и в аналоге (патент РФ №2032183, G01S 1/17. 23.10.1991) в состав устройства включен приемник, выполняющий обнаружение и измерение отраженного акустического сигнала.

Приемник давления 10 реагирует (идентифицирует и регистрирует) на волну давления и выдает сигнал о прохождении волны давления акустического импульса в виде, например, вспышки света сигнальной лампы, легко идентифицируемый визуально. Конструкция и функционирование приемника давления 10 основаны на тех же принципах, что и, например, пьезоэлектрические микрофоны и чувствительные датчики для обнаружения и регистрации волн давления в атмосфере при испытании взрывных устройств или исследовании аномальных природных явлений. По патрубку 26 в полость магистрального трубопровода 24 подается сжатый воздух для перемещения внутритрубного снаряда 25.

Импульсно-акустический способ определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе осуществляют устройством в следующем порядке: «Устройство» находится в исходном положении в полной готовности послать по центру полости магистрального трубопровода 24, как по волноводу, акустический импульс к внутритрубному снаряду 25: клапан 2 перекрывает выходное отверстие 19, плунжер 4 под усилием пневмоцилиндра 7 прижимает клапан 2 к посадочному месту 19а выходного отверстия 19, преодолевая усилие сжатой передней 5 пружины и усилие на плунжере 4 от перепада давления воздуха в камерах: в задней 21 - атмосферное, в передней 18 - сверхкритическое по отношению к давлению сжатого воздуха в полости магистрального трубопровода 24. Для создания исходного положения четырехлинейным двухпозиционным пневмораспределителем 11 подают сжатый воздух из пневмосети 17 в левую полость пневмоцилиндра 7, а правую его полость сообщают с атмосферой. Пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель 13 в исходном положении разобщает переднюю 18 и заднюю 21 камеры и сообщает заднюю 21 камеру через загрузочную полость 22 с атмосферой.

Непосредственно определение местоположения внутритрубного снаряда 25 в магистральном трубопроводе осуществляют следующим образом: посылают акустический импульс по центру магистрального трубопровода 24 к внутритрубному снаряду 25 от заглушки 23 путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха из выходного отверстия 19 в полость магистрального трубопровода 24 в направлении внутритрубного снаряда 25, для чего четырехлинейным двухпозиционным пневмораспределителем 11с электромагнитным приводом разобщают левую полость пневмоцилиндра 7 с пневмосетью 17 и сообщают ее с атмосферой, правую полость пневмоцилиндра 7 разобщают с атмосферой и сообщают с пневмосетью 17. Далее плунжер 4 воздействием перепада давления воздуха в передней 18 и задней 21 камерах, воздействием перепада давления воздуха на поршень 8 - пневмоцилиндра 7 и усилием передней пружины 5, имеющей упор на корпус 1, через клапан 2 начинают разгонять в направлении тарелки 14, сжимая заднюю пружину 6. Хвостовик 3 с тарелкой 14 и клапаном 2 удерживают от сдвига под воздействием сжимаемой задней пружины 6 на месте усилием, возникающим на клапане 2 от перепада давлений воздуха на нем. Для сокращения времени разгона плунжера 4 применен электромагнитный привод четырехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя 11, как один из самых быстродействующих, и сам четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель 11 выбран с максимально допустимой для данного пневмоцилиндра 7 производительностью. При касании плунжера 4, разогнанного до максимальной скорости, затылочной части 14а тарелки 14 производят удар его о затылочную часть 14а тарелки 14, тарелку 14, а вместе с нею хвостовик 3 и клапан 2 начинают двигать в сторону загрузочной полости 22 примерно с той же скоростью, что и плунжер 4 (это известно из теоретической механики о соударяющихся телах). В тот же момент касания плунжера 4 и затылочной части 14а тарелки 14 усилие сжатой пружины 6 преодолевает аэродинамическое усилие на клапане 2, которое по мере перемещения клапана 2 начинает убывать до минимума. Клапан 2, а вместе с ним хвостовик 3 и тарелка 14 начинают с ускорением перемещать в сторону загрузочной полости 22 вплоть до посадки тарелки 14 на посадочной место 22а загрузочной полости 22 и перекрытия ее. Плунжер 4 подают за тарелкой 14, сжимая заднюю пружину 6. Золотником 15 пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя 13, совмещенным с тарелкой 14 при перемещении его, сообщают между собой переднюю 18, заднюю 21 камеры и загрузочную полость 22 с атмосферой. В открывшееся выходное отверстие 19 сбрасывают поток сжатого до сверхкритического давления воздуха со скоростью звука в направлении полости магистрального трубопровода 24. В передней камере 18 начинает снижаться давление воздуха, несмотря на восполнение его расхода через выходное отверстие 19 из ресивера 16 по каналу 20. Площадь проходного сечения канала 20 выбрана по меньшей мере в 1,5 раза больше площади проходного сечения выходного отверстия 19 во избежание критического запирания канала 20 и снижения гидравлических потерь, поскольку расход воздуха из ресивера 16 не меньше чем расход через выходное отверстие 19. При снижении давления воздуха в передней камере 18 до уровня, соответствующего полному открытию выходного отверстия 19 и посадке тарелки 14 на посадочное место 22а загрузочной полости 22, электроконтактным реле давления 12 дают автоматическую команду на переключение четырехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя 11, которым разобщают правую полость пневмоцилиндра 7 с пневмосетью 17 и сообщают ее с атмосферой, разобщают левую полость пневмоцилиндра 7 с атмосферой и сообщают ее с пневмосетью 17. Плунжер 4 воздействием перепада давления воздуха на поршень 8, усилием сжатой задней пружины 6, опирающейся на корпус 1 через тарелку 14, начинают с ускорением двигать в направлении клапана 2, одновременно сжимая переднюю пружину 5. Сдвиг тарелки 14 и вместе с нею хвостовика 3 и клапана 2 с места под воздействием усилия сжимаемой передней пружины 5 и аэродинамического усилия на клапане 2 удерживают усилием, возникающим на тарелке 14, за счет перепада давления воздуха в задней камере 21 и в загрузочной полости 22. В это время плунжер 4 воздействием перепада давлений воздуха на поршень 8 пневмоцилиндра 7 разгоняют до максимальной скорости до касания затылочной части 2а клапана 2, таким образом накапливают кинетическую энергию, которую практически полностью, учитывая жесткость материала (закаленная сталь) плунжера 4, клапана 2 - закаленная сталь, передают ударом при касании клапану 2 и вместе с ним хвостовику 3, тарелке 14, которые начинают двигать практически со скоростью, равной максимальной скорости разогнавшегося плунжера 4. Тем самым максимально сокращается, практически до нуля, время страгивания их с места и разгона до максимальной скорости, что в значительной мере резко сокращает продолжительность во времени переходного процесса перекрытия выходного отверстия 19 клапаном 2 и вообще время всего процесса импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха, принимая во внимание, что используют аналогичный способ сокращения времени переходного процесса при открывании выходного отверстия 19 клапаном 2. В момент касания плунжера 4 затылочной части 2а клапана 2 усилие сжатой передней пружины 5 и аэродинамическое усилие на клапане 2 преодолевают удерживающее усилие тарелки 14 и происходит отрыв тарелки 14 от посадочного места 22а загрузочной полости 22. Клапан 2 воздействием сжатой передней пружины 5, усилием плунжера 4, увеличивающимся при перемещении, аэродинамическим усилием на клапане 2 и уменьшающимся удерживающим усилием на тарелке 14 с ускорением двигают в направлении выходного отверстия 19 и при посадке на посадочное место 19а выходного отверстия 19 перекрывают его. Поток сжатого до сверхкритического давления воздуха отсечен, импульсная подача воздуха прекращена. Золотником 15 пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя 13, совмещенным с тарелкой 14, при перемещении последней разобщают между собой переднюю 18 и заднюю 21 камеры и сообщают через загрузочную полость 22 заднюю камеру 21 с атмосферой. Плунжером 4 сжимают переднюю 5 пружину и прижимают клапан 2 к посадочному месту 19а выходного отверстия 19. «Устройство» вернули в исходное положение и оно вновь готово, чтобы послать акустический импульс.

Использование аккумулирования кинетической энергии и реализации ее ударом для сокращения времени страгивания, разгона и движения клапана 2 с ускорением под воздействием нарастающего усилия при открытии и перекрытии выходного отверстия 19, а также связь начала перекрытия с моментом достижения полного открытия клапаном 2 выходного отверстия 19 позволяет резко ограничить во времени длительность как переходных процессов начала и конца подачи, так и в целом самого процесса импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха. Длительность процесса импульсной подачи воздуха в зависимости от размеров мощности и объемов расхода воздуха может быть от 0,01 до 0,001 сек и дальнейшее сокращение длительности ограничивается прочностью материала соударяющихся элементов. Мощность акустического импульса практически ничем не ограничивается и величина ее определяется конкретными потребностями решаемой задачи. Таким образом, импульсной подачей порции сжатого до сверхкритического давления воздуха посылают внезапную и быстроисчезающую струю сжатого воздуха, вторгающуюся со скоростью звука в полость магистрального трубопровода 24 в направлении внутритрубного снаряда 25, в объем внутритрубного воздуха вблизи заглушки 23, пространственно ограниченный кратковременностью процесса подачи, вызывают этим внезапное и быстроисчезающее повышение давления в ограниченном объеме внутритрубного воздуха, генерирующее акустический импульс - волну кратковременного повышения давления, распространяющуюся со скоростью звука по полости магистрального трубопровода 24, как по волноводу от заглушки 23 до внутритрубного снаряда 25, отражающуюся от него и возвращающуюся к заглушке 23, где отраженный акустический импульс - волну кратковременного повышения давления обнаруживают и регистрируют приемником давления 10, измеряют секундомером время прохождения акустического импульса от заглушки 23 до внутритрубного снаряда 25 и обратно до приемника давления 10 и определяют расстояние (местоположение) от места измерения до внутритрубного снаряда 25.

Точность определения расстояния по заявляемому способу в 35 раз выше, чем по аналогичному способу (а.с. СССР №1495564, F17D 5/00 от 23.07.1989 «Способ определения местоположения объекта в трубопроводе»). Локализация местоположения внутритрубного снаряда в трубопроводе не составляет особых трудностей с помощью оборудования точного обнаружения и даже подручных средств вроде простукивания и прослеживания тонометром трубопровода в предполагаемом месте застревания внутритрубного снаряда.

Использование изобретения позволит повысить точность и максимальную дальность определения местоположения внутритрубных снарядов при очистке магистральных трубопроводов сжатым воздухом за счет повышения идентифицируемости акустического импульса путем сокращения времени процесса генерации акустического импульса и повышения мощности его до любых необходимых пределов. Изобретение может быть использовано при локации в любых каналах, заполненных газовой средой.

1. Импульсно-акустический способ определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе, заключающийся в том, что с места измерения, от заглушки торца трубопровода, по центру его, посылают к внутритрубному снаряду акустический импульс, отличающийся тем, что акустический импульс генерируют путем импульсной подачи порции сжатого до сверхкритического давления воздуха в полость магистрального трубопровода в направлении внутритрубного снаряда с максимально ограниченной по времени длительностью переходных процессов начала и конца подачи воздуха и процесса импульсной подачи воздуха, принимают в месте измерения приемником давления, установленным на заглушке торца трубопровода, акустический импульс, отраженный от внутритрубного снаряда, идентифицируют его в виде волны кратковременного повышения давления, распространяющейся со скоростью звука, при этом замеряют промежуток времени от момента посылки акустического импульса до момента приема отраженного акустического импульса и определяют расстояние от места измерения до внутритрубного снаряда.

2. Устройство для импульсно-акустического определения местоположения внутритрубного снаряда в магистральном трубопроводе, содержащее установленные на заглушке торца трубопровода приемник давления, корпус, запорный орган в виде клапана с хвостовиком, установленный в корпусе, подвижный плунжер, посаженный на хвостовик, две пружины, посредством которых плунжер взаимодействует с корпусом и хвостовиком, отличающееся тем, что включает пневмоцилиндр двустороннего действия, поршень которого выполнен заодно с плунжером, а цилиндр - заодно с корпусом, четырехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным приводом с электроконтактным реле давления, пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, тарелку, установленную на свободном конце хвостовика и совмещенную с золотником пятилинейного двухпозиционного пневмораспределителя, ресивер, подключенный к пневмосети, при этом полость корпуса вдоль оси разделена пневмоцилиндром на две камеры: переднюю - с выходным отверстием, сопрягаемым с клапаном, и сообщенную с ресивером каналом, площадь проходного сечения которого по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем площадь проходного сечения выходного отверстия, и с электроконтактным реле давления, и заднюю - с загрузочной полостью, сопрягаемую с тарелкой, причем передняя и задняя камеры сообщены через пятилинейный двухпозиционный пневмораспределитель, сообщающий также загрузочную полость с атмосферой, кроме того, длина хвостовика и длина корпуса соотносятся так, что клапан и тарелка могут только поочередно перекрывать соответственно выходное отверстие или загрузочную полость, а плунжер подпружинен относительно не только клапана, но и тарелки с возможностью поочередного их касания.