Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики



Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики
Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики
Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики
Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики
Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики
Способ определения мест порывов трубопроводов с помощью акустико-корреляционной диагностики

 


Владельцы патента RU 2484362:

Болынов Вячеслав Васильевич (RU)

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и может быть использовано для обнаружения мест порывов в трубопроводах. На обе крайние точки исследуемого участка трубопровода, в качестве звукозаписывающих устройств, устанавливают по одному диктофону, подключенному к сейсмографу. В условленное время, после включения диктофонов, производят удар сначала на одном конце участка трубопровода, потом на другом и осуществляют запись полученных звуковых сигналов. Далее, с помощью программного обеспечения по работе со звуком, производят синхронизацию двух звуковых дорожек и с помощью программного обеспечения по корреляции звука производят обработку синхронизированной звуковой стереозаписи. Техническим результатом является обеспечение возможности обнаружить места порыва трубопровода без применения специального сложного оборудования. 6 ил.

 

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и может быть использовано для обнаружения мест порывов в трубопроводах скрытой прокладки.

Одним из распространенных способов обнаружения порыва в трубопроводе является акустико-корреляционный способ, основанный на регистрации и анализе шумов, возникающих при порыве трубы.

Классический процесс корреляции шума построен на принципе регистрации акустических волн электроакустическими преобразователями (далее сейсмограф) с двух точек по краям диагностируемого участка трубопровода, их идентификации и определения величины временной десинхронизации.

В настоящее время существует 3 типа корреляционных течеискателей, работа которых основана на использовании одного общего способа - регистрация акустических сигналов с помощью сейсмографов и корреляционная обработка на цифровом процессоре.

Принципиальные различия построены только на способе передачи регистрируемых сигналов на процессор.

Первый способ датчики акустических сигналов соединены с электронно-вычислительным устройством корреляционного спектра (патент RU 2200273, публ. 10.03.2003 г.). Главным недостатком данной схемы, из-за наличия соединений между элементами конструкции, является сложность процесса установки прибора на трубопровод, так как диагностируемые участки могут иметь большие расстояния.

Второй способ - по радиосигналу (патент JP 11014492, публ. 22.01.1999 г.). Главным недостатком данной схемы являются возможные препятствия на пути прохождения радиосигнала (стены зданий, возвышенности земли и т.д.).

Третий способ - запись с последующей контактной передачей записи и обработкой. Этот способ является более предпочтительным, так как отсутствуют недостатки 1-го и 2-го способов. Данный способ обработки сигналов принят за прототип.

Ближайшим аналогом, использующим указанный способ обработки сигналов, является прибор СПО Курс-от « КурСАР» (http://kurs-ot.ru/diagnostic/Kursar.html), работающий по принципу записи. Прибор выпускается компанией «НПК «КУРС-ОТ» и снабжен программным обеспечением СПО «КурСАР»® (свидетельство №2011613207, 25.04.2011 г.)

Прибор работает следующим образом. К базовому блоку подключается выносной блок. С базового блока задаются временные установки записи. Включается функция временной синхронизации обоих блоков. Блоки разъединяются и сейсмографами устанавливаются по краям исследуемого участка трубопровода. В заданное время производится запись шума. После записи выносной блок подключается к базовому, куда производится перенесение монозаписи. Базовый блок подключается к ноутбуку, куда переносится стереозапись. В ноутбуке с помощью программного обеспечения СПО «КурСАР»® производится обработка стереозаписи.

Данный прибор имеет следующие недостатки.

Записывающие устройства имеют дополнительное оборудование - снабжены синхронизаторами времени. Узлы прибора имеют относительно большие размеры, в связи с чем сейсмографы с блоками приходится соединять кабелями, что является дополнительными неудобствами при производстве диагностики. Способ передачи записи происходит в 2 этапа, что является дополнительным неудобством. Для получения записи, в связи со сложностью процедуры, требуется специальный обслуживающий персонал в количестве 3 человека.

Технической задачей изобретения является разработка несложного способа, позволяющего обнаружить места порыва трубопровода.

Техническим результатом использования изобретения является обеспечение возможности обнаружить места порыва трубопровода без применения специального сложного оборудования.

Для получения указанного технического результата по краям исследуемого участка трубопровода устанавливают звукозаписывающие устройства, производят запись шума, после записи устройства подключают к компьютеру и производят обработку звуковых файлов, причем на обе крайние точки исследуемого участка трубопровода, в качестве звукозаписывающих устройств, устанавливают по одному цифровому записывающему устройству (диктофону), подключенному к выносному микрофону (далее сейсмографу). Для последующей синхронизации, в условленное время, после включения диктофонов, производят удар сначала на одном конце участка трубопровода, потом на другом и осуществляют запись полученных звуковых сигналов. Далее, с помощью программного обеспечения по работе со звуком, производят синхронизацию полученной записи (двух звуковых дорожек) и с помощью программного обеспечения по корреляции звука производят корреляционную обработку синхронизированной звуковой стерео записи.

Для пояснения способа на фиг.1-6 изображен порядок выполняемых действий.

Способ определения мест порывов трубопровода с помощью акустико-корреляционной диагностики осуществляют следующим образом.

Для осуществления способа необходимо следующее оборудование:

- 2 сейсмографа, совмещенных с диктофонами, например 2 датчика для системы обнаружения утечек ВС 120, подключенные к монодиктофонам «Sony»;

- ударный инструмент (молоток);

- ноутбук;

- программное обеспечение по работе со звуком и корреляционной обработке «Диагностика» СПО «КурСАР»®.

Получение записи.

Сейсмографы 1, 4, совмещенные с диктофонами 2, 5, устанавливают по краям исследуемого участка трубопровода 9, где в условленное время, после включения диктофонов на запись, производят удар по трубопроводу металлическим предметом (молотком) 3, 6 сначала с одного, потом с другого конца. Производят запись в течение не менее 1 минуты. На схеме также обозначены точка порыва 7, трубопровод 8, акустические волны, излучаемые порывом 10 (фиг.1).

По окончании записи диктофоны 2, 5 снимают с трубопровода и подключают через USB порт к ноутбуку 11, где производят перенос и обработку звуковых файлов (фиг.2).

Обработка записи

Технологией обработки записи является синхронизация, построенная на принципе равного времени прохождения акустической волны от ударов в противоположных направлениях трубопровода с точек установки диктофонов. Полученные две монозвуковые записи с помощью программы по работе со звуком «Sound forge» соединяются в одну стереозвуковую запись.

Визуализация записей будет выглядеть следующим образом:

12 - условно «красная» запись, 17 - условно «синяя» запись, 13, 18 - ось временной развертки колебаний, 14, 19 - ось амплитуды колебаний, 15, 20 - фронт волны от первого удара по трубопроводу, 16, 21 - фронт волны от противоположного удара по трубопроводу. Положение всплесков ударов на дорожках не синхронизированы, так как диктофоны включаются на запись независимо в разное время (фиг.3).

На «красной» записи 12, при помощи функции расширения временной развертки (вычисления призводятся в семплах), выставляют курсор на фронте волны 15, «Sound forge» отобразит номер семпла соответствующего положению курсора, значение номера записывают на бумаге в виде 15 - n1. Таким же образом определяют и записывают значения фронтов волн 16 - n2; 20 - n3; 21 - n4. (фиг.3).

Вычисляют величину сокращения дорожки согласно формуле:

Х=0,5((n1+n2)-(n3+n4)).

Если Х>0, надо начало «красной» дорожки 24 укоротить на значение X. Если Х<0, надо начало «синей» дорожки 25 укоротить на значение X. После данного монтажа значение времени прохождения акустической волны в трубопроводе в одну сторону 22 будет равно времени прохождения акустической волны в трубопроводе в другую сторону 23 (фиг.4).

Общее время 26 полученного синхронизированного стереозвукового файла надо сократить до 1 минуты (фиг.5).

Далее полученный звуковой файл обрабатывают с помощью программного обеспечения по акустической корреляции «Диагностика» СПО «КурСАР»®. В программу предварительно заносятся следующие данные: расстояние между регистраторами шума, диаметр трубопровода. После обработки «Диагностика» выдает границы положения порыва на участке относительно установленных регистраторов шума.

Способ определения мест порывов трубопровода с помощью акустико-корреляционной диагностики, при котором по краям исследуемого участка трубопровода устанавливают звукозаписывающие устройства, производят запись шума, после записи устройства подключают к компьютеру и производят обработку полученных звуковых файлов, отличающийся тем, что на обе крайние точки исследуемого участка трубопровода, в качестве звукозаписывающих устройств, устанавливают по одному диктофону, совмещенному с сейсмографом, а для последующей синхронизации после включения диктофонов производят удар сначала на одном конце исследуемого участка трубопровода, потом на другом, осуществляют запись звуковых сигналов и далее производят синхронизацию полученной записи и корреляционную обработку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам обнаружения течи в подземных трубопроводах тепловых сетей. .

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и может быть использовано для обнаружения мест порывов в трубопроводе. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для дистанционного контроля газо- и нефтепроводов, проходящих по оползневым участкам трассы.

Изобретение относится к области электротехнического оборудования и используется в электрических аппаратах, трансформаторах и других устройствах высокого напряжения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для вибрационного контроля, защиты и диагностики технологического оборудования. .

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и предназначено для диагностики трубопроводов. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля неповоротных цилиндрических деталей, в частности трубопроводов, и направлено на упрощение конструкции устройства, увеличение скорости сканирования при сохранении точности и надежности контроля, что обеспечивается за счет того, что устройство содержит блок контрольно-измерительной аппаратуры, дистанционного управления и обмена данными и механизм перемещения по винтовой траектории, обеспечивающий возможность изменения направления движения.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к устройствам обнаружения разрыва труб пароводяного тракта котлов. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для диагностики преимущественно подводных магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к области транспортировки нефти и касается вопросов контроля состояния подводных нефтепроводов, а более конкретно к обнаружению утечек при их разгерметизации. Способ включает измерения оптических и гидрологических характеристик морской среды с помощью флюориметра и акустического доплеровского профилографа течений, размещенных на подводном аппарате, на основе которых определяют наличие нефтехимических примесей в воде. Одновременно проводят измерения акустических характеристик донных осадков вблизи нефтепровода и в результате обработки полученных данных определяют наличие нетипичных для данной акватории видов осадков. В случае обнаружения таких осадков выполняют маневрирование подводного аппарата и проводят флюориметром контрольные измерения содержания нефтехимических примесей в придонном слое в месте расположения нефтепровода. Техническим результатом является возможность повысить надежность обнаружения слабоинтенсивных утечек, развивающихся в придонном слое. 1 ил.

Изобретение относится к области испытательно-измерительной техники и направлено на упрощение определения расстояния до места течи подземного трубопровода, что обеспечивается за счет того, что с помощью акустического датчика измеряют амплитуду звука течи в двух точках подземного трубопровода. Затем искусственно возбуждают звуковые колебания и измеряют амплитуду звуковых колебаний от совместного действия генератора звука и звука течи в тех же точках подземного трубопровода. По величине амплитуд звука в двух точках подземного трубопровода и измеренному расстоянию между точками измерения определяют расстояние до места течи по формуле, определенной согласно изобретению. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области диагностики линейной части трубопроводных систем и может быть использовано для диагностики технического состояния внутренней стенки магистральных трубопроводов. Размещают на внешней поверхности трубопровода возбуждающие и измерительную катушки, генерируют гармонический испытательный сигнал и передают его в возбуждающие катушки, усиливают напряжение, наводимое в измерительной катушке, и определяют по комплексной амплитуде толщину стенки трубопровода. Периодически осуществляют измерение толщины стенки трубопровода, полученные значения сравнивают с ранее накопленными и полученными в результате моделирования. В результате регрессионной обработки осуществляют прогнозирование времени истончения трубопровода до предельного значения и осуществляют контроль изменений условий наблюдения и корректировку измеренных параметров. Устройство содержит возбуждающий генератор, блок измерительных преобразователей, включающий возбуждающие и измерительную катушки, и усилитель. Устройство снабжено полосовым фильтром, цифровым датчиком температуры, расположенным в непосредственной близости от любой из катушек возбуждения на поверхности трубопровода, цифровым вычислителем, состоящим из центрального процессора, оперативного и постоянного запоминающих устройств, аналого-цифрового преобразователя и порта ввода-вывода. Техническим результатом является повышение безопасности эксплуатации магистрального трубопровода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером. С помощью изотропного акустического источника излучают акустическую волну с частотой и амплитудой, задаваемыми бортовым микрокомпьютером, при этом с помощью линейки гидрофонов и микрокомпьютера непрерывно регистрируют поле давления на оси z нефтепровода относительно источника изотропного акустического излучения. По результатам этих измерений диагностируют изменение местоположения первого интерференционного минимума давления относительно источника изотропного акустического излучения. После чего привязывают эти данные к координатам по оси z относительно точки ввода снаряда-одометра внутрь нефтепровода и на основе полученных данных судят о целостности грунта, окружающего нефтепровод. Способ позволяет осуществить раннюю диагностику нарушения целостности грунта вокруг магистрального нефтепровода и предотвратить процесс его разрушения. 4 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обнаружения негерметичности стенки трубы линейного участка магистрального трубопровода. В качестве передающего канала информации используют как металл стенки трубы, так и среду, заполняющую трубу. Регистрируют вибрации металла трубы, а также импульс избыточного давления, возникающий при появлении негерметичности стенки трубы, и следующее за ними возникновение в составе спектра акустических шумов дополнительной высокочастотной компоненты. По разности времени прихода упругих акустических волн, распространяющихся по металлу трубы и по среде к датчикам давления и вибрации, получают сведения о местонахождении негерметичности. По амплитудному уровню высокочастотной компоненты получают сведения о ее размерах и степени опасности. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы линейной части магистрального трубопровода за счет оперативного и достоверного обнаружения его негерметичности. 2 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов, в частности теплотрасс, и может быть использовано для обнаружения мест протечек теплотрасс. Технический результат - повышение точности контроля состояние изоляции трубопровода. Способ определения места протечки теплотрассы включает размещение на контролируемом участке теплотрассы в покрывающей трубопровод теплоизоляции с диэлектрическими свойствами по меньшей мере одной линии токопроводящего сигнального проводника. На концах проводника устанавливают устройства контроля электрического сопротивления. По меньшей мере на одной линии токопроводящего сигнального проводника последовательно через заданные расстояния устанавливают резисторы, имеющие равные значения электрического сопротивления, превышающие значение сопротивления теплоизоляции при намокании. Расстояние до места протечки от устройства для контроля электрического сопротивления определяют путем деления измеренного общего электрического сопротивления токопроводящего сигнального проводника на величину электрического сопротивления одного резистора и умножения полученного результата на расстояние между резисторами. 2 ил.
Наверх