Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов



Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов
Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов
Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов

 


Владельцы патента RU 2568232:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ-КРАСНОДАР" (RU)

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов. Комплекс содержит герметичный контейнер 1, GSV-канал связи 8, сервер 9, электронный блок 2, магнитошумовые датчики 3,4,5,6 напряженно-деформированного состояния. На боковых образующих трубопровода во взаимно перпендикулярных осях с привязкой к линии горизонта устанавливают четыре тензометрических датчика 10,11,12,13 в точках, сходных с точками установки магнитошумовых датчиков. Комплект из четырех тензометрических датчиков связан с электронным узлом 20, входящим в электронный блок 2. С помощью электронного узла происходит вычисление вектора механических деформаций трубопровода в плоскости установки тензометрических датчиков и определение угла и направления действия оползневых масс на трубопровод. Достигается предотвращение разрушения трубопровода. 3 ил.

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов.

Известен комплекс оборудования на основе струнных датчиков СМОН [1] (Б.Н. Антипов, A.M. Ангалев, В.Л. Венгринович, Ю.П. Паньковский, В.Л. Цукерман. Оборудование для контроля напряженно-деформированного состояния трубопроводов и металлоконструкций // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса - 2008. - №3 - С. 66-69).

В известный комплекс входят струнные датчики деформации, блоки сопряжения, коммутационно-измерительные колонки и диспетчерский терминал.

Струнные датчики размещаются на стенках трубопровода и служат для измерения деформации и передачи информации по интерфейсу RS-485 на блоки сопряжения. Блоки сопряжения размещаются в контрольно-измерительных колонках и предназначены для съема информации с датчиков и передачи ее по общей шине на стационарный терминал постоянного мониторинга.

Недостатком известного комплекса является отсутствие прямой информации о векторе механических деформаций, возникающих в трубопроводе, что затрудняет определение угла и направления действия оползневых масс на трубопровод, что, в свою очередь, не позволяет дать точные рекомендации по строительству противооползневого защитного сооружения, ликвидирующего воздействие оползневых масс на трубопровод, и тем самым сохранить целостность трубопровода.

Кроме того, информация о напряженно-деформированном состоянии трубопровода поступает в косвенном виде, так как производится пересчет изменения частоты колебаний стальной струны датчика в изменение механического напряжения контролируемого объекта. Указанный комплекс работает в режиме посещения, что затрудняет возможность оперативного получения информации о напряженно-деформированном состоянии трубопровода.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому комплексу является автоматическая станция слежения АСС, предназначенная для получения текущей информации о напряженно-деформированном состоянии трубопровода, кажущихся удельных электрических сопротивлениях и других параметрах грунтов [2] (В.А. Королев, В.Н. Брайченко, С.И. Сугак, О.В. Малахова. Мониторинг оползневых процессов на магистральных газопроводах как важный фактор стабильности работы газотранспортной системы // ОАО Газпром. Научно-технический сборник Транспорт и подземное хранение газа. - 2008 - №3 - С. 72-80).

Автоматическая станция слежения АСС состоит из герметичного контейнера и электронного блока. В электронном блоке размещены узлы сбора, преобразования, хранения, управления и передачи информации по каналу GSM-связи. Здесь же размещаются измерительные преобразователи сигналов напряженно-деформированного состояния, низкочастотный генератор питания электроразведочных установок, батареи питания. Электронный блок посредством герметичных электрических разъемов соединяется кабельными линиями с датчиками напряженно-деформированного состояния.

Для получения информации о напряженно-деформированном состоянии трубопровода датчики устанавливают в интересующих точках сечения, прикрепляя к трубе хомутами. Информация о напряженно-деформированном состоянии трубопровода поступает на сервер в режиме реального времени.

Недостатком известной станции является отсутствие прямой информации о векторе механических деформаций трубопровода, что затрудняет определение угла и направления действия оползневых масс на трубопровод, что, в свою очередь, не позволяет дать точные рекомендации по строительству противооползневого защитного сооружения, ликвидирующего воздействие оползневых масс на трубопровод и тем самым сохранить целостность трубопровода.

Задачей нашего изобретения является предоставление помимо информации о величине механического напряжения трубопровода дополнительно информации о векторе механической деформации трубопровода, а следовательно, информации об угле и направлении действия оползневых масс на трубопровод, что, в свою очередь, позволит дать точные рекомендации по строительству противооползневого защитного сооружения, ликвидирующего воздействие оползневых масс на трубопровод и тем самым сохранить целостность трубопровода.

Технический результат заключается в предотвращении разрушения трубопровода под воздействием оползневых масс.

Сущность настоящего изобретения состоит в том, что комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов, содержащий магнитошумовые датчики напряженно-деформированного состояния, герметичный контейнер, сервер, электронный блок, согласно изобретению дополнительно содержит комплект из четырех тензометрических датчиков, устанавливаемых в точках, сходных с точками установки магнитошумовых датчиков, во взаимно перпендикулярных осях с привязкой к линии горизонта, и электронный узел, с помощью которых происходит вычисление вектора механических деформаций трубопровода в плоскости установки тензометрических датчиков, а следовательно, угла и направления действия оползневых масс на трубопровод, что, в свою очередь, позволит дать точные рекомендации по строительству противооползневого защитного сооружения, ликвидирующего воздействие оползневых масс на трубопровод и тем самым сохранить целостность трубопровода.

На Фиг. 1 представлен комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов.

На Фиг. 2 показано расположение датчиков на трубопроводе в плоскости, перпендикулярной его оси.

На Фиг. 3 изображена функциональная схема измерительного узла сигналов тензодатчиков.

Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов содержит герметичный контейнер 1, электронный блок 2, магнитошумовые датчики напряженно-деформированного состояния 3, 4, 5, 6, устанавливаемые на трубопроводе 7, GSM-канал связи 8 и сервер 9, а также содержит комплект из четырех тензометрических датчиков 10, 11, 12, 13, устанавливаемых на трубопроводе 7 и включенных в тензометрические мосты 14 и 15, куда также включаются резисторы 16, 17, 18, 19, электронный узел 20, содержащий микропроцессорное устройство 21 и входящий в электронный блок 2.

Заявляемый комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов работает следующим образом.

Магнитошумовые датчики напряженно-деформированного состояния 3, 4, 5, 6 и комплект тензометрических датчиков 10, 11, 12, 13 устанавливают на трубопроводе 7 в сечениях, расположенных максимально близко друг к другу, в точках, лежащих на взаимно перпендикулярных осях, привязанных к линии горизонта, и образуют плоскость, перпендикулярную оси трубопровода 7 (Фиг. 2). Тензометрические датчики 10, 11, 12, 13 включаются в два тензометрических моста 14 и 15 (Фиг. 3). Резисторы 16, 17 тензометрического моста 14 и резисторы 18, 19 тензометрического моста 15 размещены в дополнительном электронном узле 20. Сигналы с выходов мостов 14, 15 обрабатываются микропроцессорным устройством 21, входящим в состав дополнительного электронного узла 20. В результате в дополнительном электронном узле 20 определяется вектор деформации трубопровода 7 в плоскости установки тензометрических датчиков 10, 11, 12, 13. Информация с магнитошумовых датчиков 3, 4, 5, 6 (Фиг. 1) и дополнительного электронного узла 20 поступает в электронный блок 2, размещенный в герметичном контейнере 1, откуда по GSM-каналу связи 8 передается на сервер 9, содержащий специальное программное обеспечение. С помощью специального программного обеспечения происходит обработка данных с магнитошумовых датчиков 3, 4, 5, 6 и комплекта тензометрических датчиков 10, 11, 12, 13. В результате измерения деформации тензометрическими датчиками 10, 11, 12, 13, расположенными на двух взаимно перпендикулярных координатных осях, строится результирующий вектор деформации трубопровода 7. В итоге выдается информация о величине механического напряжения трубопровода 7 и векторе механических деформаций трубопровода 7 в плоскости установки тензометрических датчиков 10, 11, 12, 13, что позволяет определить направление и угол действия оползневых масс на трубопровод и дать точные рекомендации по строительству противооползневого сооружения, ликвидирующего воздействие оползневых масс на трубопровод и тем самым сохранить целостность трубопровода.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Б.Н. Антипов, A.M. Ангалев, В.Л. Венгринович, Ю.П. Паньковский, В.Л. Цукерман. Оборудование для контроля напряженно-деформированного состояния трубопроводов и металлоконструкций // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса - 2008. - №3. - С. 66-69.

2. В.А. Королев, В.Н. Брайченко, С.И. Сугак, О.В.Малахова. Мониторинг оползневых процессов на магистральных газопроводах как важный фактор стабильности работы газотранспортной системы // ОАО Газпром. Научно-технический сборник Транспорт и подземное хранение газа. - 2008. - №3. - С. 72-80.

Комплекс мониторинга напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов, содержащий устанавливаемые на трубопроводе магнитошумовые датчики напряженно-деформированного состояния, связанные с электронным блоком, размещенным в герметичном контейнере, и сервер, отличающийся тем, что он снабжен электронным узлом, входящим в электронный блок, и связанным с электронным узлом комплектом из четырех тензометрических датчиков, устанавливаемых на трубопроводе в точках, сходных с точками установки магнитошумовых датчиков, во взаимно перпендикулярных осях с привязкой к линии горизонта, при этом электронный узел выполнен с возможностью осуществления вычисления вектора механических деформаций трубопровода в плоскости установки тензометрических датчиков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области диагностики и контроля состояния подземных стальных трубопроводов и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, коммунальном хозяйстве и других областях промышленности, эксплуатирующих стальные трубопроводы.

Изобретение относится к области мониторинга состояния трубопроводов. Технический результат - повышение точности контроля.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Технический результат - создание экономичной, стационарной оптической системы мониторинга надземных переходов магистральных трубопроводов, позволяющей получать информацию о реальном изменении геометрии трубы надземного перехода и положения ее опор в формате 3D.

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества магистральных трубопроводов, в частности, к способам внутритрубной дефектоскопии с помощью дефектоскопов-снарядов.

Устройство и способ предназначены для определения положения трубопровода в пространстве при эксплуатации и строительстве трубопроводов. Устройство состоит из аппаратной части: акселерометров, гироскопов и одометра, и программной части, при этом аппаратная часть установлена на внутритрубный инспекционный прибор и состоит из набора датчиков.

Способ относится к системам автоматического контроля работы нефтегазового оборудования и позволяет своевременно обнаруживать предаварийные ситуации, связанные с отложением гидратов в газовом оборудовании.

Изобретение относится к системам управления, предназначенным для обеспечения дистанционного контроля технологическим процессом транспортировки нефти по магистральным нефтепроводам.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля искривления протяженных трубчатых каналов. Измеритель искривления трубчатого канала содержит датчики изгиба (4), подключенные к измерительной схеме.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для определения пространственного положения подводного трубопровода. В способе измеряют модуль вектора индукции магнитного поля Земли (ВИМПЗ) при помощи магнитометров, установленных совместно с точкой приема сигнала на одном вертикальном носителе, буксируемом за судном.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту, в частности к защитным устройствам и к устройствам для наблюдения за оборудованием. Предложено предохранительное устройство для заглушки трубы и для трубы, в котором заглушка содержит закрывающую внутреннюю стенку трубы гильзу, при этом предохранительное устройство выполнено для выработки сигнала тревоги.

Изобретение относится к области добычи природного газа и, в частности, к определению коэффициента фактического гидравлического сопротивления газосборного шлейфа. Автоматизированная система управления технологическими процессами газового промысла в реальном масштабе времени контролирует значение коэффициента эффективности эксплуатации газопромыслового шлейфа Е по паспортным параметрам шлейфа, данным по его эксплуатации и контролируемым технологическим параметрам. Если значение коэффициента Е вышло за допустимые границы, то констатируют: нормальный режим работы скважин и шлейфа нарушены (в шлейфе кроме газа присутствует выше допустимой нормы иной фактор: газовый гидрат, пластовая вода, механические примеси). Способ позволяет оперативно выявлять потенциальную возможность отказа газосборного шлейфа.

Изобретение относится к области экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов. Технический результат - повышение точности определения срока службы трубопровода. Способ заключается в том, что проводят количественную оценку процесса деградации трубопровода от переменных нагрузок, количественно выраженную в усталостной поврежденности трубопровода как функции времени эксплуатации, характеризующей процесс накопления усталостных повреждений в трубопроводе. Определяют поврежденность трубопровода, характеризующую процесс деградации трубопровода от коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением и поврежденность трубопровода от эксплуатационных дефектов, в частности трещин, язв, гофр, вмятин, задиров или царапин. 1 з.п. ф-лы,3 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области мониторинга трубопроводных систем, эксплуатируемых в сложных климатических условиях, в частности к способам оценки технического состояния трубопроводов надземной прокладки в условиях вечной мерзлоты. Способ мониторинга заключается в выполнении этапов установки контрольного и измерительного оборудования, сбора данных по показаниям контрольного и измерительного оборудования, передачи и записи данных, анализа и оценки результатов обработки и принятия решения о необходимости проведения компенсационных мероприятий по результатам комплексного мониторинга технического состояния трубопроводов надземной прокладки. В процессе выполнения способа определяют текущее положение трубопровода и опор трубопровода и его отклонение от проектного положения, величины нагрузок на опоры, напряжение изгиба трубопровода, напряжения компенсатора, и оценивают допустимость напряженно-деформированного состояния трубопровода. Изобретение позволяет проводить оценку технического состояния и определение режимов безаварийной работы трубопроводов надземной прокладки, эксплуатируемых в условиях вечной мерзлоты.

Изобретение относится к системам контроля состояния магистральных и промысловых нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов и может быть использовано для отслеживания прохождения внутри обследуемых трубопроводов внутритрубных диагностических снарядов и определения местоположения особенностей трубопроводов. Техническим результатом является повышение точности определения времени прохождения внутритрубного снаряда вблизи контрольных точек и тем самым точности определения положения особенностей трубопровода. Этот результат достигается тем, что снаряд пропускают внутри трубопровода, измеряют измерительной системой снаряда физические величины, характеризующие состояние и/или характеристики снаряда и/или трубопровода, и записывают их в накопитель данных снаряда с привязкой ко времени по часам снаряда. С помощью регистратора, установленного вблизи контрольной точки трубопровода, измеряют физические величины, позволяющие идентифицировать прохождение снаряда вблизи регистратора, формируют и записывают в накопитель данных регистратора характеристики, идентифицирующие соответствующие моменты времени прохождения снаряда по часам регистратора. С помощью передатчика, расположенного в одном из пары объектов, состоящей из снаряда и регистратора, передают сигнал с временной характеристикой, связанной с показаниями часов на стороне передатчика; принимают переданный сигнал приемником, расположенным в другом из указанной пары объектов, и записывают в накопитель данных на стороне приемника характеристику, связанную с временной характеристикой принятого сигнала, с привязкой к часам на стороне приемника. Определяют разность показаний часов на стороне передатчика и приемника, тем самым величину расхождения времени по часам регистратора и снаряда, и используют ее в контрольной точке для определения характеристик трубопровода. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к обеспечению безопасности эксплуатируемых подземных трубопроводов и предназначено для предотвращения врезок в трубу, установке боеприпасов для ее подрыва, имитаторов утечек перекачиваемого продукта для дезинформации службы безопасности, а также для обнаружения утечек перекачиваемого продукта. Технический результат позволяет повысить надежность обнаружения. В способе анализируется суммарный сигнал от детекторов упругих колебаний, установленных по обе стороны трубопровода на наличие в нем составляющих от шагов нарушителей с определением их численности. При обнаружении такой информации оценивают минимально возможное время доступа к трубопроводу группой нарушителей установленной численности. Одновременно формируют огибающие энергии и плотности переходов через нуль суммарного сигнала и решение принимают при превышении ими эталонных уровней в течение указанного минимально возможного времени доступа к трубопроводу. 8 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Новое техническое решение обеспечивает расширение функциональных возможностей, повышение удобства и снижение трудоемкости обслуживания, а также создание компактной конструкции контрольно-измерительного пункта, благодаря тому, что стойка контрольно-измерительного пункта выполнена из отрезка трубы прямоугольного поперечного сечения, на верхнем торце которой размещен клеммный терминал, содержащий опорно-соединительное кольцо, на внутренней поверхности которого выполнены держатели в виде вертикальных направляющих с пазами, в которых установлены взаимозаменяемые клеммные панели; на каждой клеммной панели выполнена сетка монтажных отверстий, при этом соседние отверстия расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, крышка выполнена в виде съемного колпака, представляющего собой четырехгранную призму, установленную с возможностью взаимодействия с опорно-соединительным кольцом, километровый знак выполнен сборно-разборным и состоит из двух указательных пластин и двух соединительных кронштейнов. 8 ил.

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга и диагностики технического состояния металлических подземных сооружений. Технический результат - повышение качества комплексного дистанционного мониторинга и анализа уровня коррозионной защиты подземных сооружений для определения причин возникновения коррозии и принятие своевременных мер по ее предотвращению. Аппаратно-программный комплекс мониторинга коррозионной защиты подземных сооружений состоит из связанных между собой системы измерений и обработки результатов измерений, системы обеспечения измерений и дистанционного управления, системы связи, центра мониторинга и управления. 4 ил.

Способ предназначен для обеспечения промышленной безопасности технологического оборудования установок. Способ включает анализ требований нормативных документов на технические устройства и занесение сведений об их характеристиках в информационную базу данных, оценку технического состояния технических устройств в разные периоды эксплуатации их с учетом их технического состояния до начала эксплуатации, формирование общей информационной базы данных о фактическом техническом состоянии устройств в разные периоды времени и динамики развития технического состояния в будущем на основе сведений, полученных при оценке технического состояния на предыдущих стадиях. При этом при оценке проводят техническую генетику состояния технических устройств с получением данных об их техническом состоянии за предыдущий период времени, проводят техническую диагностику их состояния на настоящий период времени, проводят техническую прогностику их состояния на последующий период их эксплуатации. Выделяют из общего числа технические устройства, входящие в производственный комплекс оборудования, отнесенные к категории слабых звеньев, наиболее подверженных деградационным процессам, снижающим их эксплуатационную надежность. Устанавливают причины, снижающие их работоспособность. На основе экспертно-бальной оценки с помощью матричной формы анализа полученной информации о степени надежности и безопасности эксплуатации тому или иному обследуемому устройству присваивают числовое значение ранга опасности от 1 до 4 в зависимости от их технического состояния на основе полученных результатов при проведении технической генетики, технической диагностики, технической прогностики. Далее в зависимости от присвоенного техническому устройству ранга опасности устанавливают уровень, объем и периодичность проводимого неразрушающего контроля технического состояния технического устройства. Технический результат - обеспечение промышленной безопасности технологического оборудования установок. 9 з.п. ф-лы, 27 табл.

Изобретение относится к области инженерной геодезии и может быть использовано для контроля положения трубопроводов надземной прокладки. На сваи опор трубопровода устанавливают деформационные марки. На расстоянии не более 50 м от трубопровода устанавливают грунтовые глубинные реперы, вдоль трубопровода с интервалом 20-40 км устанавливают референцные станции, определяют их координаты в государственной сети и переводят в местные координаты, которые передают на сервер. Затем в местной системе координат осуществляют нулевой цикл измерений координат деформационных марок относительно грунтовых глубинных реперов, определяют нулевое планово-высотное положение трубопровода и по результатам всех измерений строят проектную цифровую модель трубопровода. В процессе эксплуатации трубопровода с помощью мобильных GPS/ГЛОНАСС приемников осуществляют контрольные измерения координат деформационных марок, характеризующих текущее планово-высотное положение трубопровода, передают данные измерений на сервер и строят текущую цифровую модель трубопровода. По результатам сравнения с проектной цифровой моделью определяют участки, на которых отклонение текущего положения трубопровода от проектного превышает допустимые значения. Технический результат: упрощения процедуры обращения, хранения и передачи данных, повышение точности и скорости определения текущего положения трубопровода. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Для защиты от коррозии в трубопроводе используется катодная защитная система, которая содержит множество расположенных в почве стержней заземления, которые электрически соединены каждый с почвой и электрически связаны с находящимся в соединении с почвой трубопроводом. Для обеспечения небольшой сложности системы трубопровода относительно инфраструктуры связи, связь между устройствами связи осуществляется через сам трубопровод. Устройства связи содержат сенсорные блоки и узлы входа в центральный блок обработки. Расположенные вдоль трубопровода сенсорные блоки служат для измерения сигналов и снабжаются энергией из катодной защитной системы. За счет этого нет необходимости в отдельной системе электроснабжения. Для обеспечения возможности снабжения энергией полностью из катодной защитной системы, каждый автономный сенсорный блок снабжен такими компонентами, которые обеспечивают возможность связи с помощью менее сложных способов модуляции. За счет обработки возникающих в результате сотрясений почвы сигналов и их классификации, во входные узлы передаются сообщения тревоги лишь при распознавании критичных событий. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх