Способ измерения изменения давления в трубопроводе транспортировки жидкости и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2426080:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению изменения давления при транспортировке жидкости в трубопроводе, и может быть использовано в нефтегазовой отрасли и коммунальном хозяйстве для обнаружения утечек в трубопроводах по профилю давления в нем. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и точности измерения изменения давления в трубопроводе. Способ измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости с помощью датчика давления, установленного в контролируемом сечении трубопровода, заключается в использовании дифференциального датчика давления, один вход которого подсоединяют непосредственно к трубопроводу, а второй вход подсоединяют через управляемый клапан к трубопроводу в том же сечении. Запоминают давление на момент включения управляемого клапана и измеряют изменение давления по отношению к запомненному значению давления в трубопроводе. Устройство для измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости содержит дифференциальный датчик давления с двумя входами. Один вход датчика, являющийся контролирующим, подключен непосредственно к трубопроводу в контролируемом сечении, а второй вход подключен к тому же сечению трубопровода через управляемый клапан для запоминания давления в трубопроводе до его изменения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к измерению изменения давления при транспортировке жидкости в трубопроводе, и могут быть использованы в нефтегазовой отрасли и коммунальном хозяйстве для обнаружения утечек в трубопроводах по профилю давления в нем.

Известен способ измерения изменения давления в трубопроводе при определении параметров утечки в нем при транспортировке жидкости, основанный на определении изменения профиля давления в трубопроводе при возникновении в нем утечки, выбранный в качестве прототипа [Барбашов Е.Д., Коняхин А.Н. Результаты испытаний параметрической системы обнаружения утечек // Комплексные решения в автоматизации для динамичного развития нефтегазовой отрасли: Материалы II научно-практич. конф. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 2002. - С.65-69; Система обнаружения утечек LeakNet компании EFA, Inc. - Рекламный проспект].

Согласно этому способу измерение изменения давления в контролируемом сечении трубопровода осуществляется косвенным методом, основанным на вычитании из значения давления, вычисленного в этом сечении по определенному до изменения профилю давления в трубопроводе значения давления, измеренного датчиком абсолютного давления, установленным в этом сечении.

Измененный профиль давления определяют по показаниям не менее 4-х датчиков абсолютного давления, два из которых располагаются на концах контролируемого участка трубопровода. Профиль давления в трубопроводе до возникшего в нем изменения определяют по показаниям датчиков на концах трубопровода.

Недостатком известного способа измерения изменения давления в трубопроводе является то, что измерение является косвенным, шкала измерения датчиков выбирается по максимальным значениям измеряемого давления в трубопроводе. Поэтому зафиксировать и измерить изменение давления можно с точностью не выше точности вычисления профиля давления в трубопроводе до его изменения и чувствительности датчиков абсолютного давления, которая для наиболее точных датчиков составляет от 0,01 до 0,05 от их шкалы измерения. При давлениях в трубопроводах, составляющих десятки мега паскалей (МПа), возможным оказывается измерение изменений давления порядка нескольких тысяч паскалей, что происходит при утечках значительной интенсивности - до ста килограмм в секунду [Гольянов А.А. Анализ методов обнаружения утечек на трубопроводах // Транспорт и хранение нефтепродуктов. - 2002. - №10. - С.5-14].

Низкая точность измерения изменения давления при малых возмущениях (например, при малых утечках) является основным недостатком известного способа измерения изменения давления в контролируемом сечении трубопровода.

Известно устройство для измерения изменения давления в трубопроводе [RU 2027158, МПК 6 G01L 13/00, опубл. 20.01.1995], содержащее дифференциальный датчик с двумя пневмовходами, выход которого связан с индикатором через электронный усилительно-преобразовательный блок. Оно снабжено двумя двухпозиционными пневмопереключателями, генератором периодического управляющего сигнала, умножителем и интегратором, при этом пневмовходы датчика подключены к соответствующим выходам пневмопереключателей. Входы каждого из которых подключены к точкам отбора давления измеряемой среды, выход усилительно-преобразовательного блока соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подключен к выходу генератора периодического управляющего сигнала, другой выход которого подключен к управляющим входам обоих пневмопереключателей, а выход умножителя через интегратор связан с индикатором.

Это устройство используют для измерения разности давлений в разных сечениях трубопровода.

Задачей изобретений является измерение изменения давления в контролируемом сечении трубопровода.

Поставленная задача достигается тем, что способ измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, так же как в прототипе, заключается в использовании датчика давления, подсоединенного к трубопроводу.

Согласно изобретению используют дифференциальный датчик давления, один вход которого подсоединяют непосредственно к трубопроводу, а второй вход подсоединяют через управляемый клапан к трубопроводу в том же сечении, запоминают давление в трубопроводе на момент включения управляемого клапана и измеряют изменение давления по отношению к запомненному значению давления в трубопроводе.

Указанный технический результат достигают за счет того, что устройство для измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, также как в прототипе, содержит дифференциальный датчик давления с двумя входами.

В отличие от прототипа один вход датчика, являющийся контролирующим, подключен непосредственно к трубопроводу в контролируемом сечении, а второй вход подключен к тому же сечению трубопровода через управляемый клапан для запоминания давления в трубопроводе до его изменения.

Заявляемые изобретения позволяют измерять изменение давления в контролируемом сечении трубопровода при его изменениях, меньших порога чувствительности датчиков абсолютного давления, за счет выбора шкалы измерения дифференциального датчика по величине возможного изменения давления в трубопроводе.

На чертеже приведена схема устройства, осуществляющего заявляемый способ измерения изменения давления в трубопроводе в контролируемом его сечении.

Схема содержит измеритель изменения давления, в качестве которого может быть использован дифференциальный датчик давления 1 с диапазоном измерения, выбираемым в зависимости от требуемой чувствительности измерения давления. Измерительный вход 2 дифференциального датчика давления 1 подсоединен через штуцер 3 к трубопроводу 4. Запоминающий вход 5 дифференциального датчика давления 1 подключен к управляемому клапану 6, который через штуцер 7 подключен к трубопроводу 4. Штуцеры 4 и 7 установлены в одном контролируемом сечении трубопровода 4. Дифференциальный датчик давления 1 и управляемый клапан 6 связаны с системой управления трубопровода, осуществляющей по специальным алгоритмам, в том числе, диагностику и определение параметров утечки трубопровода.

В качестве управляемого клапана 6 может быть использован электрогидравлический распределитель, или другое устройство запорной аппаратуры, позволяющее перекрывать трубопровод, подсоединяющий вход 5 дифференциального датчика давления 1 к трубопроводу 4, и управляемое от системы управления трубопровода.

Если управляемый клапан 6 не включен, обе камеры дифференциального датчика давления 1 подключены через штуцеры 3, 7 к трубопроводу 6 в одном сечении. Разность давлений в камерах дифференциального датчика давления 1 будет равна нулю.

При включении управляемого клапана 6 по команде из системы управления трубопровода магистраль, соединяющая дифференциальный датчик давления 1 по входу 5, перекрывается, значение давления в дифференциальном датчике давления 1, по «запоминающему» входу 5, останется постоянным, равным давлению в трубопроводе 4 в момент срабатывания управляемого клапана 6. После этого всякое изменение давления в трубопроводе 4 будет приводить к изменению давления только по «измерительному» входу 2 дифференциального датчика давления 1, соединенного с помощью штуцера 3 с трубопроводом 4.

Если на «запоминающем» входе 5 дифференциального датчика давления 1 давление соответствовало давлению в трубопроводе 4 на момент его отключения до момента возникновения в трубопроводе 4 изменения давления, а изменение давления по «измерительному» входу 2 дифференциального датчика давления 1 произошло, например, вследствие возникновения утечки в трубопроводе, то измеренная дифференциальным датчиком давления разность давлений будет определять изменение давления в трубопроводе 4, которое может быть использовано системой управления для формирования по определенным алгоритмам реакции на изменения давления.

Использование предлагаемого способа измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости и устройства, его осуществляющего, обеспечивает, по сравнению с существующим способом, следующие преимущества:

- позволяет повысить чувствительность и точность измерения изменения давления в трубопроводе за счет прямого метода измерения с использованием дифференциального датчика давления со шкалой измерения, определяемой не абсолютным давлением в трубопроводе, а диапазоном возможного изменения давления в трубопроводе.

- Измерение изменения давления в трубопроводе не требует учета изменения параметров и характеристик трубопровода и транспортируемого по трубопроводу тела, выполняемого с целью повышения точности в прототипе, так как эти изменения одинаково влияют на «запомненное» и «измеренное» в обеих камерах дифференциального датчика давления давление.

1. Способ измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости с помощью датчика давления, установленного в контролируемом сечении трубопровода, отличающийся тем, что используют дифференциальный датчик давления, один вход которого подсоединяют непосредственно к трубопроводу, а второй вход подсоединяют через управляемый клапан к трубопроводу в том же сечении, запоминают давление на момент включения управляемого клапана и измеряют изменение давления по отношению к запомненному значению давления в трубопроводе.

2. Устройство для измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, содержащее дифференциальный датчик давления с двумя входами, отличающееся тем, что один вход датчика, являющийся контролирующим, подключен непосредственно к трубопроводу в контролируемом сечении, а второй вход подключен к тому же сечению трубопровода через управляемый клапан для запоминания давления в трубопроводе до его изменения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензорезистивным датчикам давления, и предназначено для измерения разности давления жидкости и газов. .

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено обеспечивать измерение разности давлений. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензорезистивным датчикам давления, и может быть использовано при измерении разности давлений жидкостей и газов.

Изобретение относится к датчикам разности давлений, предназначенным для преобразования давлений в полостях гидравлических приборов в электрический сигнал. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения перепадов давлений, например, при измерении малых скоростей воздушных или газовых потоков.

Изобретение относится к средствам измерения давления газообразных и жидких веществ, а именно к устройствам для измерения разности давлений с помощью упругодеформируемых элементов в качестве чувствительных элементов, и может использоваться в металлургической, нефтеперерабатывающей, газодобывающей, химической промышленности и т.п.

Изобретение относится к оптическому волокну, содержащему по всей своей длине датчики давления и температуры

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и направлено на создание датчика давления с уменьшенными размерами, эффективного в эксплуатации и дешевого в изготовлении, что обеспечивается за счет того, что, согласно изобретению, в состав датчика входит корпус и отклоняемый элемент, установленный на корпусе, при этом отклоняемый элемент реагирует на измеряемый параметр, а корпус и отклоняемый элемент выполнены из спеченной керамики, в состав которой входит, по крайней мере, одно из следующих веществ: шпинель из оксинитрида алюминия и шпинель из алюмината магния

Изобретение относится к гидростатическим плотномерам жидкости или газа, предназначенным для работы в разведочных и эксплуатационных скважинах, а также в сосудах и резервуарах

Устройство предназначено для определения разности давлений в рабочем трубопроводе. Устройство содержит дроссель, установленный в рабочем трубопроводе, и параллельно подключенный к нему клапан разности давлений, выполненный в виде цилиндрического корпуса с поршнем, с обеих сторон которого для позиционирования его в среднее положение в качестве исходного положения без разности давлений расположены два пружинных элемента. Технический результат - повышение надежности устройства. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к передающим измерительным преобразователям параметров технологических процессов промышленного назначения, предназначенным для применения в системах управления промышленными технологическими процессами. Заявленный передающий измерительный преобразователь параметров технологического процесса, предназначенный для измерения переменной технологического процесса, включает в себя сенсорный блок и соединение для измерения статического давления. Сенсорный блок содержит датчик для измерения переменной промышленного технологического процесса и для генерирования сигнала датчика. Датчик содержит впуск для гидравлической жидкости внутри указанного блока. Соединение для измерения статического давления соединено с сенсорным блоком и включает в себя изолирующий фитинг, муфту для сопряжения с технологической текучей средой и разделительную диафрагму. Изолирующий фитинг встроен в сенсорный блок и соединен с впуском для гидравлической жидкости. Муфта сопряжения с технологической текучей средой соединена с изолирующим фитингом. Разделительная диафрагма размещена между изолирующим фитингом и муфтой сопряжения с технологической текучей средой снаружи сенсорного блока. Технический результат заключается в обеспечении соединения для внедрения преобразователей в процессы, протекающие при высоких статических давлениях, при обеспечении соблюдения условий безопасности. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к средствам измерения давления газообразных сред, а именно к устройствам для измерения разности давлений с помощью упругодеформируемых элементов в качестве чувствительных элементов с использованием оптических средств. Техническим результатом изобретения является повышение надежности преобразователя и точности измерения давления. Преобразователь разности давлений содержит измерительную мембрану, расположенную между опорными элементами с образованием между мембраной и опорными элементами первой и второй полостей, сообщающихся с источниками давления, средства преобразования механического перемещения мембраны в измерительный сигнал, выполненные в виде волоконных световодов, расположенных с противоположных сторон мембраны с зазором относительно нее, и электронный преобразователь, выполненный с возможностью обработки дифференциального оптического сигнала с выходов волоконных световодов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Заявленное изобретение относится к измерительным преобразователям давления, которые обычно используются в производственных процессах, чтобы измерять и отслеживать давления различных производственных технологических текучих сред, таких как взвеси, жидкости, пары и газы, на установках для обработки химикатов, пульпы, нефти, газа, лекарственных средств, продуктов питания и других типов текучих сред. Заявленный копланарный модуль датчика давления технологической текучей среды содержит копланарное основание, содержащее пару входов для давления технологической текучей среды, каждый из которых содержит изолирующую диафрагму, корпус, соединенный с копланарным основанием на границе между копланарным основанием и корпусом, усиливающую пластину, содержащую отверстие, через которое проходит корпус, причем усиливающая пластина сконфигурирована, чтобы зажимать корпус между собой и копланарным основанием, и датчик перепада давления, оперативно соединенный с парой входов для давления технологической текучей среды и расположенный рядом с копланарным основанием внутри корпуса. Технический результат заключается в обеспечении возможности работать на «периферии» в течение длительных периодов (например, лет) за раз. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх