Спосіб визначення розташування місця течі в трубопроводі

Изобретение относится к области контроля герметичности трубопроводов акустическим методом и может быть использовано при эксплуатации магистральных водоводов, оросительных и коммунальных трубопроводов и в други х отраслях промышленности, занимающихся строительством и эксплуатацией трубопроводного транспорта. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения местоположения течи в трубопроводе [1]. По этому способу принимают сигналы в дополнительных парах точек, расположенных на двух окружностях на поверхности трубопроводов, так, что каждая пара точек лежит на ее образующей, измеряют разность времени прихода сигнала в точки каждой пары, и по положению пары точек, соответствующему максимальной величине разности времени прихода, судят о местоположении течи. Недостатком указанного способа является то, что вычисление местоположения течи происходит путем съема сигналов со множества дополнительных пар точек с последующим измерением времени прихода сигнала в точки каждой пары в трубопроводе с давлением более 2 атмосфер. При меньшем давлении несмотря на применение комплекта сложного электронного оборудования производить замеры или вообще невозможно, или не всегда удается точно определить местоположение небольших повреждений, что влечет за собой большие затраты в процессе раскопок. В основу изобретения поставлена задача сокращения времени обнаружения местоположения течи трубопровода и повышение точности места течи за счет создания и комплексной увязки режимов работы оборудования и диагностируемого объекта. Поставленная задача решается тем, что по длине трубопровода размещают несколько акустических датчиков вибрации, на диагностируемый участок трубопровода воздействуют гидравлическим возмущением транспортируемой среды. В качестве источника гидравлического сопротивления используют запорный орган линейной арматуры, положение которого периодически измеряют в пределах внутреннего условного прохода трубопровода, где - положение запорного органа линейной арматуры. Ввод гидравлических возмущений в поток выполняют путем ступенчатого перекрытия, запорного органа трубопровода в пределах от 20 до 80% условного прохода, начиная со среднего значения в обе стороны. Сигналы датчиков подают на входы корреляционного измерителя интервалов времени, причем сравнивают сигналы, на которые наложены задержки, и сигналы без них, и по разности времени прихода сигналов судят о месте утечки. На фиг.1 изображена схема процесса определения местоположения утечки с помощью установленного на трубопроводе устройства; на фиг.2 - сечение трубопровода в месте перекрытия его запорным органом; на фиг.3а,б,в,г сравнительные осцилограммы измерений, проведенные известным и предлагаемым способами. Устройство для осуществления способа содержит (фиг.1) электроакустические преобразователи-датчики 1 и 2, расположенные на трубопроводе 3, запорный орган 4, размещенный в трубопроводе 3. Датчики 1 и 2 посредством канала связи соединены с предварительными усилителями 5 и 6, и спектроанализатором 7, который соединен с коррелятором 8. Коррелятор связан с блоком индикации и блоком регистрации (на фиг. не показаны), X и Y расстояние от датчиков 1 и 2 до течи. 9 - место утечки. Зона измерений 10 ограничивается от20 до 80% или от до (см. фиг.2). На окружности стенки трубопровода кроме датчика 1 устанавливается парный ему датчик Обнаружение местоположения течи в трубопроводе осуществляется следующим образом. Акустические сигналы от течи принимают несколькими акустическими датчиками вибрации расположенных на поверхности трубопровода. Один из них устанавливается в непосредственной близости от запорного органа 4. Затем, периодически, в пределах от внутреннего условного прохода трубопровода изменяют положение запорного органа линейной арматуры и, тем самым, создают в покое транспортируемой среды гидравлическое возмущение. В результате давление у запорного органа 4 повышается и волна давления распространяется вдоль трубопровода 3 со скоростью звука в транспортируемой среде, затем она сменяется разряжением, волна которого возвращается с другого конца трубопровода к запорному органу 4, затем вновь давление у запорного органа повышается. Шумы транспортируемой среды воспринимаются датчиками вибрации преобразуются в сигналы, которые после усиления поступают на спектроанализатор 7, где из шумов сигнала выделяют частоту, соответствующую сигналу течки. В корреляторе 8 обнаружение подобных сигналов происходит по экстремуму корреляционной функции, при этом автоматически вычисляют расстояние от одного из датчиков вибрации по течи. Применение способа расширяет диапазон определения утечек, особенно малых размеров, и сокращает время определения места утечки. Сравнительные осцилограммы (фиг.3) позволяют убедиться в преимуществе способа. На фиг.3а показана осцилограмма измерений, выполненных по известному способу. Ясно видно, что зона спектра шумов значительно маскирует полезный сигнал, выделенный штриховой линией. На фиг.3б,в,г, приведен ряд последовательных осцилограмм соответственно при крайних заявленных и среднем значении соответственно 20, 50, 80% Сравнение этих сигналов (фиг.3д) показывает четкое отделение полезного сигнала утечки. Например, на действующем магистральном трубопроводе по ул.Постышева в г.Киеве были проведены испытания системы обнаружения местоположения течи в водопроводе согласно предлагаемого способа. Установлены датчики вибрации в существующих колодцах на расстоянии 150м. В промежуточном колодце на расстоянии 55мм от одного из датчиков произвели врезку штуцерне вентилем и создали искусственную утечку. Последовательно сокращая размеры диаметра транспортируемой среды и размеры течи производили определение координаты течи. Полученные результаты свидетельствуют, что создание гидравлических возмущений в предлагаемом способе определения местоположения утечки в трубопроводе по сравнению с прототипом позволяет сократить время определения местоположения утечки, усилить полезные сигналы и обеспечить быстрое их выделение из шумового фона, а затем, создавая перепады давления, увеличивая функциональные возможности диагностической аппаратуры в большем диапазоне частот, точно находить даже небольшие повреждения, что снижает объемы земляных работ.