Устройство для телеконтроля катодной защиты трубопроводов

 

I., О П И C. - À-й- И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцналнс тически к

Республик (iii 752438 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) IVL. Кл.

G 08 С 19/02 (22) Заявлено 24,07.78 (21) 2674969/18 — 24 с присоединением заявки .%

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (28) Приоритет

Опубликовано 3007 80, Бюллетень J% 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УД К621398 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. В. Даки (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов "ВНИИГАЗ" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ KATOQHOA

ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Изобретение относится к технике дистанционного контроля и измерения параметров установок катодной зашиты трубопроводов и может использоваться в нефтяной и газовой промышленности.

Известны устройства телекснтроля катодной защиты трубопроводов, в которых для передачи информации используется трубопроводный канал, высоковольтные линии, .проложенные вдоль трассы трубопроводов и служащие для

10 питания установок катодной защиты, а также специальные кабельные или воздушные линии связи (1).

Необходимость сооружения специальных линий связи, а также применения систем с рет15 рансляцией сигналов {в случае трубопроводного канала) значительно снижает экономические показатели системы.

Наиболее близким техническим решениемявляется устройство гелеконтроля, содержащее на пункте управления формирователь команд, блок управления и измерительный блок, под:ключенные через узел присоединения к высоковольтной линии электропередачи, соединенной на кандом контролируемом пункте через узел присоединении с дешифратором адреса и блоком управления, каждый контролируемый пункт содержит станцию катодной защиты, выход отрицательного потенциала которой через измерительньп шунт и электрод сравнения нелосредственно подключены к трубопроводу (21.

Недостатком этого устройства является невозможность передачи телеизмерительиой информации о состоянии катодной защиты трубопроводов в аналоговой форме.

Цель изобретения — повышение надежности катодной защиты трубопроводов путем увелкчения объема телеконтроля.

Поставленная цель достигается тем, что в пункт управления устройства введен щаговый искатель, контактное иоле которого подклюt чено между измерительным блоком и блоком управления, в каждьN контррлируемый пункт введен дуговый искатель, через контактное поле которого блок управления соединен с выходом электрода сравнения и с выходами положительного и отрицательного потенциала станции катодной защиты.

7524

10 д- шагового искателя. В блоке 41 управления

На фиг, 1, 2 и 3 представлены схемы измерения напряжения тока катодной станции и защитного потенциала трубопровода, на фиг.4 схема пункта управления; на фиг, 5 — схема контролируемых пунктов; на фиг. б — прин..ципиальная схема контролируемого пункта устройства телеконтроля для многониточной системы трубопроводов.

Устройство содержит высоковольтную линию электропередачи 6 — 10 кВ 1,, проложенную вдоль трассы трубопровода 2, станцию 3 к»о ной защиты, дроссель 4, конденсатор 5, измерительный блок б, измерительный шунт 7, электрод 8 сравнения,,подключенный к трубопроводу 2 и дросселю 4, узел 9 присоединения, 15 состоящий из конденсатора 5 и дросселя 4 (фиг. 1, 2 и 3). Пункт управлекия (фиг. 4) содержит формирователь 10 команд, подключенный к шине "плюс" и через диод 11 к дросселю 4. Блок 12 управления, приемное реле, обмотка 13 которого через диод 14 подключена к дросселю 4 и к трубопроводу 2, шаговый искатель, обмотка 15 которого подключена к шине "минус" и через замыкающий

25 контакт 16 приемного реле подключена к шине "плюс", реле возврата, обмотка 17 которого через свой замыкающий контакт 18 и контакт 19 положения шагового искателя подключена к шине "плюс" контактного шагового

30 искателя. Первое контактное коле шагового искателя 20 шунтирует замыкающийся контакт

18 реле возврата, а второе контактное поле его- подключено к шине минус" и через измерительный блок 6 диод 21 — к дроссе35, лю 4 присоединения. Замыкающийся контакт 16 приемного реле шунтирован цепочкой из последовательно включенных замыкающего контакта 22 реле возврата, якорного контак. та 23 шагового искателя и контакта 19 поло40 жения шагового искателя. Передающий блок (фиг. 5), кроме элементов 4, 5 узла 9 присоединения, содержит в дешифраторе 24 команд приемное реле, обмотка 25 которого через размыкающий контакт 26 реле передачи под45 ключена к трубопроводу 2 и шине плюс, а через диод к дросселю 4 присоединения, Обмотка 27 приемного шагового искателя подключена к шине "плюс", а через замыкающийся контакт 28 приемного реле — к шине н 1З

5О минус,. Контактное поле 29 приемного шагового искателя подключено к шине "плюс", а через обмотку 30 реле времени, размыкающий контакт 31 реле возврата, размыкающий контакт 32 реле фиксации цикла — к шине

"минус". Обмотка 33 передающего шагового искателя подключена к шине "плюс", а через ,замыкающий контакт 34 реле синхрониза. ции — к шине "минус". Контакт 34 шунти38 4 рован цепочкой иэ последовательно соединенных. замыкающего контакта 35 реле возвра та, якорного контакта 36 передающего шагового искателя, контакта 37 положения передающего шагового искателя.

Контакт 28 приемного реле шунтирован цепочкой из последовательно включенных замыкающего контакта 38 реле возврата якорного контакта 39 приемного шагового иска-! теля и контакта 40 положения приемного обмотка 42 реле передачи подключена к шине

"плюс", а через параллельно включенные замыкающие контакты 43 реле синхронизации, контакты 44 реле передачи и контакты 33— к шине "минус". Обмотка 45 реле синхронизации эашуктирована конденсатором 46 и через резистор 47, размыкающий контакт 48 реле возврата, проскальзываю1ций контакт 49 реле времени — к шине "минус". Контакт 49 подключен к дросселю 5 присоединения через размыкающий контакт 50 реле синхронизации и размыкающий коктакт 51 реле передачи. Обмотка 52 реле возврата через диод и размыкающий контакт 53 реле времени подключена к дросселю 4 присоединения, а через первое контактное поле шагового искателя 54 и диоды — к контактам 37, 40 положения обоих щаговых искателей. Первое контактное поле шагового искателя 54 шунткровано замыкающим контактом 55 реле возврата. Обмотка 56 реле фиксации цикла подключена к шине

"плюс ", а через замыкающий контакт 57 реле времени — к шине минус,. Второе контактное поле шагового искателя 56 через замыкающий контакт 58 реле передачи подключено к дросселю 4 присоединения и к акодкому заземлению, клемме минус станции 3 катодной защиты, медно-сульфаткому электроду 8 сравнения. Прк многониточной системе трубопроводов (фиг. 6) каждый трубопровод 3 снабжен конденсатором 5 присоединения, подключено к общему для всех трубопроводов дросселю 4 присоединения. Передающий шаговый искатель снабжен третьим контактным полем 59, подключенным к шине "плюс" и трубопроводам 2.

Устройство работает следующим образом.

Высоковольтная ликия 1 (фиг. 1), проложенная вдоль трассы трубопровода 2 используется для питания станций 3 катодной защиты.

Для осуществления контроля за выходным напряжением станций 3 катодной защиты ее выходные зажимы подключены к .дросселю 4 присоединения. В качестве дросселя присоединения используют первичную обмотку высоковольтного однофазного трансформатора..Дроссель

4 совместно с конденсатором 5 образует контур для тока промышленной частоты, причем

752438 напряжение 50 Гц на конденсаторе 5 поддерживают на уровне 5 — 10 В. Поскольку дроссель 4 имеет малое сопротивление постоянному току и большое для тока 50 Гц, то измерительный блок 6 на приемной стороне подключен к выходным зажимам катодной станции 3 и измеряет напряжение трубопровод 2 — анод. ное заземление.

Для измерения тока станции катодной защиты измерительный шунт (фиг. 2) подключается через дроссель 4 к измерительному блоку 6 установленному на приемной стороне.

Для измерения защитного потенциала трубопровода (фиг. 3) используют нсполяризующийся медно-сульфатный электрод 8 сравнения, который подключен к измерительному блоку 6 через дросссль 4 присоединения. Измерительный блок 6 имеет соответствующие пределы измерения.

Во всех рассматриваемых случаях (фиг, 1, 2 и 3) в качестве линии связи используют один провод высоковольтной линии 1 и металлический трубопровод 2. В предложенном устройстве подключение станции 3 катодной

25 защиты измерительного шунта 7 и медно-сульфатного электрода 8 в каждом передающем блоке осуществляется по команде, передаваемой приемным блоком. Вызов соответствующего контролируемого пункта (КП) осу1цсствляется передачей импульсной серии командных импульсов постоянного тока положительной полярности относительно трубопровода, причем выбор номсра КП производится по числу импульсов в импульсной серии. Командные импульсы вырабатывает формирователь команд 10 (в качестве последнего используется телефонный номеронабиратель) и через диод и дроссель 4 поступаюг в линию (фиг. 4), На КП (фиг. 5) командные импульсы

4О положительной полярности поступают на обмотку 25 приемного реле через диод и размыкающийся контакт 26 реле передачи. Приемное реле срабатывает и контактом 28 запитывает обмотку 27 приемного шагового искателя, 45 который запускается. После отсчета необходимого числа командных импульсов ротор приемного шагового искателя в контактном поле 29 останавливается на соответствующей ламеле и запитывает обмотку 30 реле времени, 50

По истечении защитного промежутка времени в 1 — 2 с. замыкается проскальзывающий контакт 49 реле времени и через контакты

50 реле синхронизации и контакты 51 реле передачи в линию посылается синхронизирую55 щий импульс постоянного тока отрицательной полярности относительно трубопровода. Нали,чие проскальзывающего контакта 49 реле вре-, мени обеспечивает за1питу цепей передачи от ложных запусков при движении приемного шагового искателя, поскольку приемныс шаговые искатели всех КП двигаются синхронно от командных импульсов приемного блока (фиг. 4). Синхронизирующий импульс формируется за счет кратковременного подключения шины "минус" через контакты 50 и 51 к дросселю 4 присоединения. Необходимая длительность синхронизируюгцего импульса обеспечивается выдержкой времени на срабатывание реле синхронизации с помощью конденсатора 46 и резистора 47. Контакты 43 реле синхронизации запитывают обмотку 42 реле передачи, которое с помощью своего контакта 44 переходит на самоудержание, а контактом 58 подключается контактное поле шагового искателя 54 к дросселю присоединения 4. Контакт 34 реле синхронизации запитывает обмотку 39 передающего шагового искателя, а его контактное поле, выходные зажимы станции 3 катодной зашиты к дросселю 4 присоединения осуществляя, таким образом, передачу информации о величине напряжения трубопровод — анодиое заземление. Синхронизирующий импульс в присмном блоке (фиг. 4) через диод поступает на обмотку 13 приемного реле вызывая его срабатывание. Контакт 16 приемного реле, запитывая обмотку 15 приемного шагового исКателя и контактное поле, подключает измерительный блок 6 к дросселю присоединения.

Измерительный блок 6 показывает величину напряжения трубопровод — анодное заземление.

После истечения врсмсни передачи замыкается контакт 57 реле времени (фиг. 5) и срабатывает рслс фиксации цикла. С помощью контакта 32 реле фиксами цикла осуществляет возврат реле времени в исходное состояние, а также при размыкали контакта 57 обеспечивается обмотка 56 реле фиксации цикла, Поскольку контакт 32 замыкается, то цикл отсчета времени повторяется и в линию посылается второй синхронизирующий импульс.

Прн этом на КП подключается измерительный шунт к линии, а на приемный блок — измерительный блок 6. Аналогичным образом протекает третий цикл, в результате чего к контактному полю (фиг. 5) подключается медносульфатный электрод 8, а на приемный блок (фнг. 4) к контактному полю подключается измерительный блок 6. В режиме передачи информации для исключения срабатывания приемного реле его обмотка подключена к трубопроводу через размыкающий контакт 26 реле передачи.

Кроме того, чтобы исключить формирование ложного синхронизирующего импульса при возврате реле временй, последовательно с контактом 50 реле синхронизации включен раэмы752438 кающий контакт 51 реле передачи. После окон1 чания последнего цикла замера ротор в контактном поле шагового искателя 54 становится в положении при котором получает питание обмотка 52 реле возврата. Своим контактом .55 реле возврата переходит на самоудержание, а контактами 38 и 35 устанавливает приемный шаговый искатель и передающий шаговый искатель в исходное положение. Исходное положение обоих шаговых искателей контролируется их контактами 40 и 37 положения.

Когда контакты 40 и 37 размыкаются, то возвращается в исходное положение реле возврата и передающий блок готов для приема сигналов повторного вызова. Синхронизирующие импульсы поступают на обмотку 52 реле возврата через размыкающий контакт 53 реле времени и диод. Поскольку реле синхронизации имеет выдержку времени на срабатывание и отпускание, то при поступлении синхроим- пульсов реле синхронизации не срабатывает.

В пункте управления (фиг. 4) при окончании цикла замера последний синхронизируюший импульс переводит приемный 1паговый искатель в положение, при котором обмогка 17 реле возврата получает питание. Своим контактом

18 реле возврата переходит на самоудержание, а контактом 22 возвращает приемный шаговый искатель в исходное положение. Исходное положение шагового искателя фиксируется его контактом положения 19.

При многониточной системс трубопроводов (фиг. 6) шине "плюс" подключают к трубопроводам через дополнительное контактное поле 59 приемного распределения КП. Ламели контактного поля 59 объединены в группы в зависимости от числа ниток трубопроводов и количества контролируемых параметров.

На пункте управления используют аналогичную схему включения ламелей дополнительного контактного поля приемного шагового искателя, но при этом к трубопроводам подключают шину минус (на фиг. подключение контактного поля пункта управления не показано). При необходимости количество контролируемых параметров катодной защиты трубопроводов может быть увеличено.

Уст1х1йство, кроме контроля параметров катодной зашиты трубопроводов, осуществляет телеконтроль положения секционируюших выключателей, установленных на высоковольтной линии, а также позволяет контролировать повреждения проводов высоковолЬтной линии.

Экономическая эффективность применения

10 данного устройства обеспечивается за счет сокрашения затрат на измерения параметров катодной зашиты трубопроводов.

Формула изобретения

Устройство для телеконтроля катодной защиты трубопроводов, содержащее на пункте управления формирователь команд, блок управления и измерительный блок, подключенные через узел присоединения к высоковольтной ликии электропередачи, соединенной на контролируемом пункте через узел присоединения с дешифратором адреса и блоком управления, кажДый контролируемый пункт содержит станцию катодной загциты, выход отрицательного потенциала которой через измерительный шунт и электрод сравнения непосредственно подключены к трубопроводу, о т л и ч а юШ е е с я гем, что, с целью повышения надежности катодной защиты, в пункт управления введен шаговый искатель, контакгнос поле которого подключено между измсрительvbw блоком и блоком управления, в каждый контролируемый пункт введен шаговый искатсль, через контактное попс которого блок управления соединен с выходом электрода сравнения и с выходами положительного и отрицательного потенциала станции катодной защиты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР !IP 553646, кл. G 08 С 19/21, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

45 У 2484949/18-24, кл. G 08 С 19/12, 1977, : 752438

Корректор Н. Григорук

Редактор И. Ковальчук

Заказ 4771/23

Составитель Н. Боганова

Техред .М.Петко

Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4