Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 [ 110 ] 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

Погрешность определения места аварии этим методом не превышает 0,1 %. Схема чувствительного элемента датчика давления, измеряющего весьма малые высокочастотные возмущения давления (0,1-0,001 МПа) на фоне значительных, медленно меняющихся давлений (3-7,5 МПа), изображена на рис. 9.19. Сигнал из трубопровода в месте измерения подается одновременно на два входных канала чувствительного элемента, т. е. одно и то же давление действует на мембрану с двух сторон. В одном из каналов имеется многоканальная или резьбовая демпфирующая вставка, которая гасит высокочастотные колебания давления, т. е. является низкочастотным фильтром. При такой схеме включения прибора мембрана будет реагировать только на измеряемую величину, поскольку медленно меняющийся большой фон компенсируется. Показания прибора преобразуются в электрический сигнал, который интегрируется, и результат сравнивается с известным пороговым значением. В качестве преобразователей используются емкостные или тензометрические датчики. Когда датчик на одном конце участка зафиксирует момент прихода волны возмущения давления, включается счетчик времени, который останавли вается в момент прихода другой волны к датчику на другом конце участка.

Оценка времени прихода волн осуществляется методом максимального правдоподобия, другими словами, происходит фильтрация высокочастотных возмущений давления от помех большой интенсивности и оценка их времени прихода. Описанный метод позволяет регистрировать аварийные утечки газа весьма малой величины (менее 1 %) вдоль участков газопроводов протяженностью 30 км с точностью не ниже 0,1 % (неопределенность Дх < 30 м). Для эффективного применения этого метода диагностики аварийных утечек газа предложена дифференциальная схема измерения давления. Следует отметить, что разработанный автоматический способ поиска аварийных утечек газа является весьма эффективным и точным, точность локализации утечек в основном зависит от погрешности определения средней скорости газа при предложенном способе фиксации волн давления.

Акустический метод обнаружения утечек заключается в следующем. Для обнаружения малых утечек при наличии значительных помех в трубопроводе появляется необходимость детального и всестороннего анализа информации, характеризующей состояние трубопровода. Существующие в настоящее время магнитные головки, обеспечивающие запись на малой скорости, и источники питания большой удельной емкости позволяют использовать регистраторы с непрерывной записью.

Разработанный экспериментальный образец автоматического регистратора утечек (АРУ) осуществляет непрерывную запись информации на контролируемых участках магистральных трубопроводов. Принцип действия АРУ основан на регистрации акустических шумов, возникающих при истечении жидкости через отверстие в месте повреждения трубопровода. АРУ состоит из зондового устройства с аппаратурой для обнаружения и регистрации утечек (АОР), магнитного датчика и поискового прибора для определения местоположения зондо-

Рис. 9.20. .Автоматический регистратор утечек

вого устройства в трубопроводе и устройства воспроизведения записанной инфор.мации (рис. 9.20). Зондовое устройство представляет собой парусную четьфехосную тележку 7, в которую встраиваются контейнер 3 с аппаратурой АОР и контейнер 2 с магнитным датчиком. Парус /, установленный на конце тележки, перекрывает 80 % сечения трубопровода, что обеспечивает движение зондового устройства по трубопроводу под действием потока перекачиваемой жидкости. Для обеспечения лучшей проходимости по трубопроводу ось тележки смещена относительно оси трубы. Эксцентрично установленный на основании паруса груз 8 обеспечивает неподвижность паруса при возможном повороте тележки вокруг своей оси. Для того чтобы устройство свободно проходило задвижки, колеса 6 тележки как спереди, так и сзади располагаются в два ряда (по три колеса в каждом ряду). На передней поверхности контейнера 3 установлены включающее устройство 5 и гидрофон 4.

При разработке зондового устройства особое внимание было уделено вопросу уменьшения шума от перемещения носителя устройства по трубопроводу. С этой целью колеса тележки выполнены из мягкой резины и закр;плены на подпружиненных рычагах. В состав АОР входят пьезоэлектрический гидрофон, электронный блок, магнитофон и включающее устройство. Электронный блок состоит из двух плат, одна из которых предназначена для приема сигнала от пьезоэлектрического гидрофона 4 и преобразования его для записи на магнитную [гленку, а другая управляет работой магнитофона. Сигналы от гидрофона поступают на вход предварительного усилителя. Последующее усиление входного сигнала осуществляется с помощью фильтра-усилителя, представляющего собой активный фильтр верхних частот на 35 кГц.

Для записи акустических шумов на магнитный носитель сигналы на магнитную головку поступают через амплитудный детектор и усилитель низкой частоты. Таким образом, на магнитную пленку записывается огибающая амплитудно-модулированного входного сигнала.

1,0 811 r/0 I Ill ?1Ю 2чО 280 320 JlO i,C

1 -11.Я

100 200 300 400 fiOO lillO 700 800 900 ic

I5,h 15,5 I5,S

Рис. 9.21. Диаграмма акустических шумов

16,1 16,2 L км

На рис. 9.21, а изображена диаграмма акустических шумов в узле запуска скребка от утечки в трубопроводе через отверстие диаметром 0,8 мм при давлении 6 МПа, скорость утечки равна 150 л/ч. Диаграмма акустических шумов от утечки на линейной части трубопровода через отверстие диаметром 1 мм изображена на рис. 9.21, б, скорость утечки составляет 210 л/ч. Шу.мы, сопутствующие перемещению устройства по трубопроводу на разных участках, имеют различный характер. В моменты прохождения зондовым устройством подкладных колец возникают удары, которые четко видны на диаграмме, изображенной на рнс. 9.21, е. Время между импульсами на диаграмме соответствует расстоянию между подкладными кольцами. Эти шумы легко отличить от шумов утечки.

12 Заказ Л" 3099 337