SU417675A1 - Устройство для автоматического определения места аварии трубопровода - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к средствам контрол  напорного трубопроводного транспорта жидких и газообразных продуктов по подземным и надземным трубопроводам. Оно может быть использовано при эксплуатации или гидравлических испытани х (опрессовке) трубопроводов городских систем холодного и гор чего водоснабжени , теплоснабжени , газоснабжени , а также в других отрасл х народного хоз йства, эксплуатирующих нефтепродуктопроводы , дальные водопроводы, газопроводы и т. п. с целью своевременного, дистанционного и точного определени  места аварийного повреждени , разрыва трубопровода .

Известны устройства автоматического определени  .места аварии трубопровода.

Однако эти устройства сложны, а также не соответствуют современным требовани м быстродействи , точности, дистанционности, требуют при эксплуатации больших затрат груда.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции устройства.

Это достигаетс  тем, что один из датчиков размещен на внешней поверхности трубопровода и подключен на вход приемного блока запуска, а другой установлен внутри трубопровода и подключен на вход приемного блока остановки.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики волновых колебаний 1 и 2, устанавливаемые на контролируемом трубопроводе Зин месте 4; приемный узел 5 запуска, приемный узел 6 остановки и измерительный узел 7.

Эти датчики и узлы располагаютс  и подключаютс  один к другому таким образом, чтобы было обеспечено использование физического процесса, происход щего при аварии, на котором основано действие предлагаемого устройства . Оба датчика 1 и 2 устанавливаютс  об зательно в одном месте на трубопроводе и об зательно в разных его средах, т. е. один на стенке трубопровода, например металлической , а другой - внутри трубопровода в среде транспортируемого продукта, например в воде . Взаимосв зь узлов должна быть об зательно следующей: датчик 1 на стенке трубопровода подключаетс  электрически ко входу приемного узла 5 запуска, датчики 2 в

транспортируемом продукте подключаютс  ко входу приемного узла 6 остановки, выходные сигналы узлов 5 н 6 подаютс  на вход измерительного узла 7. Только такое сочетание указанных узлов устройства позвол ет достичь

цели изобретени .

Так как датчики устройства должны работать в различных физических средах, они различаютс  по типу и чувствительности.

Приемные узлы зануска и остановки предназначены дл  приема сигналов от соответствующих датчиков и выработки при этом управл ющих сигналов, идущих без задержек на вход измерительного узла, дл  включени  и отключени  отметчика времени в измерительном узле.

Измерительный узел устройства, предназначенный дл  измерени  разности времен прихода сигналов от датчиков и указани  величины рассто ни  до места аварийного разрыва трубопровода, содержит отметчик времени , который запускаетс  и останавливаетс  по сигналам от нриемных узлов запуска и остановки . Шкала отметчика времени  вл етс  указателем рассто ни  до места аварии. Реализаци  перечисленных узлов устройства не представл ет трудностей, так как они собираютс  из выпускаемых промышленностью элементов и изделий.

Действие устройства основано на способе, предусматривающем использование волновых колебаний, распростран ющихс  в различных физических средах вдоль трубопровода при возникновении аварийного повреждени  и утечки на трубопроводе.

При напорном трубопроводном транспорте жидких или газообразных однородных продуктов в .момент аварийного повреждени  разрыв стенки трубопровода и возникновени  утечки по вл ютс , как следствие этого, волновые колебани , распростран ющиес  в продукте внутри трубопровода (например, в воде ), в материале трубопровода (например, в металле) и в грунте или воздухе, окружающих трубопровод. Учитыва , что волновые колебани  распростран ютс  вдоль трубопровода в каждой из указанных физических сред с иной скоростью, можно, производ  регистрацию момента прихода передних фронтов этих колебаний по каждой из сред к месту регистрации и получа  разность времен прихода этих фронтов, определ ть, кроме факта возникновени  разрыва и утечки и времени их возникновени , рассто ние до места по длине трубопровода, где произошел разрыв. Вли ние наложени  скорости течени  продукта по трубопроводу на скорость волновых колебаний в продукте практически равно нулю,, так как последн   на два пор дка выше, чем перва .

Возьмем случай регистрации колебаний от разрыва металлического трубопровода дл  транспорта жидкости.

При скорости распространени  волновых колебаний в металле FI и в жидкости Уг рассто ние X от места повреждени  и утечки до места 4 регистрации передних фронтов волн датчиками равно

, или ,

где /1 и /2 - зафиксированные моменты времени прихода к месту регистрации передних фронтов волн аварии соответственно по металлу и по жидкости.

V, t

Так как или

t.

. 2 - 1

Уг t,

Обозначив /2 - ti -- Д. получим к,-К, д

Уг У.,-М

откуда t,

VI - V Z

Наконец, обозначив V- - V , получим окончательно

Г-1/ / Л 1/, -т- .

1-2

Полученный результат показывает, что рассто ние X до места утечки онредел етс  дл  данного трубопровода только переменной величиной Д, т. е. разностью времен прихода волновых колебаний от аварии к месту установки датчиков, а остальные величины-V, Vz и АУ1-2 - дл  данного трубопровода и продукта посто нны. Поэтому можно считать посто нным коэффициентом величину

К, тогда .

Така  зависимость позвол ет легко градуировать шкалу измерительного узла непосредственно в единицах длины, т. е. снабдить измерительный узел указателем рассто ни  до места аварии. Точное врем  tp возникновени  разрыва устанавливаетс  по времени t- прихода фронта волновых колебаний по металлу стенок трубопровода

X

V,

Установленное на трубопроводе устройство срабатывает при возникновении аварийного разрыва и утечки, т. е. происходит автоматическое воспри тие датчиками и регистраци  приемными узлами пришедших по металлическим стенкам трубопровода и продукту в нем передних фронтов волновых колебаний от аварии , измерение разности времени их прихода и указание на шкале измерительного узла рассто ни  между местом установки датчиков

и местом аварии. При необходимости производитс  передача сигналов и показаний устройства на диспетчерский пункт с помощью известных технических средств.

Предмет изобретени 

Устройство дл  автоматического определени  места аварии трубопровода, включающее приемный блок запуска, приемный блок оста65 новки и датчики волновых колебаний, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции , один из датчиков размещен на внешней иоверхности трубопровода и подключен на вход приемного блока запуска, а другой установлен внутри трубопровода и подключен на вход приемного блока остановки.