RU2571878C1 - Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media - Google Patents
Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571878C1 RU2571878C1 RU2014136902/06A RU2014136902A RU2571878C1 RU 2571878 C1 RU2571878 C1 RU 2571878C1 RU 2014136902/06 A RU2014136902/06 A RU 2014136902/06A RU 2014136902 A RU2014136902 A RU 2014136902A RU 2571878 C1 RU2571878 C1 RU 2571878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- leak
- pipeline
- pumping equipment
- action
- pipelines
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам для контроля состояния трубопроводов, а именно для выявления и локализации утечек на трубопроводах с насосной подачей транспортируемой среды. Настоящее техническое решение может быть использовано для мониторинга герметичности технологических участков магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, а также газопроводов.The invention relates to means for monitoring the condition of pipelines, namely, to detect and localize leaks in pipelines with pumping of the transported medium. This technical solution can be used to monitor the tightness of technological sections of main oil pipelines and oil pipelines, as well as gas pipelines.
В процессе эксплуатации трубопроводов большое значение придают контролю их целостности. При этом стремятся обеспечить высокую чувствительность к утечкам, малое время их детектирования, высокую точность локализации и отсутствие ложных сигнализаций. Один из факторов, снижающий достоверность контроля состояния трубопроводов с насосной подачей транспортируемой среды, обусловлен работой насосных агрегатов, создающих шумовой фон.During the operation of pipelines, great importance is attached to monitoring their integrity. At the same time, they strive to ensure high sensitivity to leaks, short detection time, high localization accuracy and the absence of false alarms. One of the factors that reduces the reliability of monitoring the status of pipelines with a pumped feed of the transported medium is due to the operation of pumping units that create a noise background.
Из патентного документа RU 2462656 С2 известна комбинированная гидроакустическая система обнаружения утечек нефтепродуктопровода, реализующая способ обнаружения утечек на трубопроводах с насосной подачей транспортируемой среды, включающий в себя измерение внутриканального статического и динамического давления на последовательно расположенных участках трубопровода, корреляционную обработку измерительных данных с взаимно примыкающих друг к другу участков трубопровода для выявления факта утечки и определения расположения места утечки на участке контроля. Для уменьшения помеховой гидроакустической составляющей в нефтепродуктопроводе датчики внутриканального динамического давления располагают на расстоянии по меньшей мере 100-300 м от насосной станции. Однако на практике указанного расстояния недостаточно для эффективного снижения шума от работающего насосного агрегата, что способно привести, в частности, к возникновению ложных срабатываний. Кроме того, известная система обнаружения утечек содержит узел фильтрации сигналов, однако фильтрация, то есть косвенное вычитание помехи, неэффективна для очистки измерительных сигналов от шумового фона насосного оборудования из-за обычно наблюдаемого на практике наложения спектров утечки и работающих насосов, а также сложности в реализации адаптивной фильтрации, необходимой для получения приемлемых результатов в реальных условиях эксплуатации трубопроводов.From the patent document RU 2462656 C2, a combined hydroacoustic system for detecting leaks in an oil product pipeline is known, which implements a method for detecting leaks in pipelines with a pumped feed of a transported medium, including the measurement of intra-channel static and dynamic pressure in successive sections of the pipeline, correlation processing of measurement data from mutually adjacent to each other to other sections of the pipeline to detect a leak and determine the location of the leak in the control area. In order to reduce the interference hydroacoustic component in the oil product pipeline, the in-channel dynamic pressure sensors are located at a distance of at least 100-300 m from the pump station. However, in practice, the specified distance is not enough to effectively reduce noise from a running pump unit, which can lead, in particular, to the occurrence of false positives. In addition, the known leak detection system contains a signal filtering unit, however filtering, that is, indirect subtraction of interference, is ineffective for cleaning the measuring signals from the noise background of pumping equipment due to the superposition of leakage spectra and operating pumps that is usually observed in practice, as well as implementation difficulties adaptive filtration, necessary to obtain acceptable results in real operating conditions of pipelines.
Задачей является повышение достоверности контроля.The objective is to increase the reliability of control.
Обеспечиваемый настоящим изобретением технический результат заключается в повышении избирательности контроля к утечкам на трубопроводах с насосной подачей транспортируемой среды.The technical result provided by the present invention is to increase the selectivity of control to leaks in pipelines with pumping of the transported medium.
Данный технический результат достигается благодаря тому, что способ обнаружения утечки на трубопроводе с насосной подачей транспортируемой среды, включающий в себя измерение внутриканального давления на последовательно расположенных участках трубопровода и корреляционную обработку полученных данных для выявления и локализации утечки, характеризуется проведением прямого вычитания составляющей, обусловленной действием насосного оборудования, из по меньшей мере одного измеренного значения давления до корреляционной обработки данных.This technical result is achieved due to the fact that a method for detecting leaks in a pipeline with a pumped feed of the transported medium, which includes measuring the channel pressure in successive sections of the pipeline and correlating processing of the data to detect and localize the leak, is characterized by direct subtraction of the component due to the action of the pump equipment, from at least one measured pressure value to correlation processing is given s.
В частном случае прямое вычитание составляющей, обусловленной действием насосного оборудования, производят согласно выражению
Также в частном случае прямое вычитание составляющей, обусловленной действием насосного оборудования, производят из измеренных значений по меньшей мере двух датчиков на одном участке трубопровода.Also in the particular case, direct subtraction of the component due to the action of the pumping equipment is made from the measured values of at least two sensors in one section of the pipeline.
В еще одном частном случае решение о выявлении факта утечки принимают при совместной регистрации корреляционного пика утечки и нехарактерного для нормального режима работы трубопровода падения давления.In another particular case, the decision to detect a leak is made by jointly registering the correlation peak of the leak and the pressure drop that is not typical for the normal operation of the pipeline.
Изобретение поясняется следующими иллюстрациями.The invention is illustrated by the following illustrations.
Фиг. 1: структурная схема системы обнаружения утечек.FIG. 1: block diagram of a leak detection system.
Фиг. 2: обобщенная функциональная схема устройства для обработки данных и подачи сигнала тревоги.FIG. 2: a generalized functional diagram of a device for processing data and giving an alarm.
Фиг. 3: алгоритм мониторинга технологического участка трубопровода.FIG. 3: algorithm for monitoring the technological section of the pipeline.
Фиг. 4, 5: осциллограммы динамического давления с первого и второго датчиков на контролируемом участке трубопровода.FIG. 4, 5: oscillograms of dynamic pressure from the first and second sensors in a controlled section of the pipeline.
Фиг. 6: графический вид данных после корреляционного анализа (известный уровень техники).FIG. 6: a graphical view of the data after correlation analysis (prior art).
Фиг.7: вид данных после корреляционного анализа с предварительной очисткой от составляющей работающего насосного оборудования (настоящее изобретение).Fig.7: data view after correlation analysis with preliminary cleaning of a component of the working pumping equipment (the present invention).
Осуществление изобретения показано на следующем примере.The implementation of the invention is shown in the following example.
Конструкция трубопровода характеризуется тем, что с трубой 1 соединен насос 2, создающий избыточное давление и обеспечивающий подачу транспортируемой среды через трубопровод. Сквозь стенку трубы 1 введен ряд датчиков 3-6 для измерения внутриканального давления. Датчики 3-6 являются двухканальными комбинированными приемниками давления с парой измерительных преобразователей для статического и динамического давления соответственно. Чувствительность датчиков 3-6 составляет примерно 1 Па для статического давления и 0,01 Па для динамического давления. Датчики 3-6 установлены последовательно так, что делят трубопровод на равные участки А, В, С контроля, лежащие между датчиками 3-6 (фиг. 1) и т.д. Все датчики 3-6 связаны через соответствующие контроллеры с устройством 7 для обработки данных и подачи сигнала тревоги, образуя таким образом автоматизированную информационную систему для обнаружения возможной утечки из-за дефекта 8 на трубопроводе.The design of the pipeline is characterized in that a pump 2 is connected to the pipe 1, which creates excess pressure and ensures the flow of the transported medium through the pipeline. Through the wall of the pipe 1, a number of sensors 3-6 are introduced to measure the in-channel pressure. Sensors 3-6 are two-channel combined pressure receivers with a pair of transducers for static and dynamic pressure, respectively. Sensitivity of sensors 3-6 is approximately 1 Pa for static pressure and 0.01 Pa for dynamic pressure. Sensors 3-6 are installed in series so that they divide the pipeline into equal sections A, B, C of control, lying between the sensors 3-6 (Fig. 1), etc. All sensors 3-6 are connected through appropriate controllers to a device 7 for processing data and giving an alarm, thus forming an automated information system to detect possible leaks due to a defect 8 in the pipeline.
Основными функциональными узлами устройства 7 для обработки данных и подачи сигнала тревоги являются (фиг. 2): интерфейсная часть 9, первый вычитатель 10, корректирующая линия задержки 11, второй вычитатель 12, корреляционный анализатор 13, логический анализатор 14 и монитор 15. Интерфейсная часть 9 служит для информационной связи контроллеров датчиков 3-6 с цепями основной обработки данных. Сигнальные входы/выходы функциональных узлов устройства 7 при этом связаны между собой следующим образом. Первый вход (вх. 1) первого вычитателя 10 напрямую соединен с выходом интерфейсной части 9, а второй вход (вх. 2) связан с соответствующим выходом интерфейсной части 9 через корректирующую линию задержки 11 для компенсации временной разности между сигналами динамического давления от соседних датчиков. Например, датчик 4 зафиксирует шум утечки раньше чем датчик 3, что потребует синхронизации их сигналов, поэтому величину временной задержки определяют путем постоянного взаимно корреляционного анализа непрерывного потока данных на каждом участке контроля. Входы второго вычитателя 12 соединены с выходом интерфейсной части 9 и с выходом первого вычитателя 10. Входы корреляционного анализатора 13 соединены с выходом интерфейсной части 9 и выходом второго вычитателя 12, а входы логического анализатора 14 соединены с выходом корреляционного анализатора 13 и выходом первого вычитателя 10. Выход логического анализатора 14 соединен с входом монитора 15.The main functional units of the device 7 for data processing and alarm signaling are (Fig. 2):
Перекачку транспортируемой среды сопровождают мониторингом герметичности трубопровода при помощи системы обнаружения утечек. В процессе мониторинга датчики 3-6 измеряют внутриканальное давление в трубе 1 (фиг. 3) с частотой не менее 100 Гц (фиг. 4 и 5). Контроллеры преобразуют аналоговые измерительные сигналы в цифровую форму и непрерывно передают поток полученных данных в устройство 7 для взаимно корреляционной (фиг. 6 или 7) и иной обработки данных и подачи аудиовизуального сигнала тревоги в случае выявления факта утечки по корреляционному пику 16, включая индикацию вычисленных координат места утечки.The pumping of the transported medium is accompanied by monitoring the tightness of the pipeline using a leak detection system. In the process of monitoring, sensors 3-6 measure the intra-channel pressure in the pipe 1 (Fig. 3) with a frequency of at least 100 Hz (Figs. 4 and 5). The controllers convert the analog measuring signals into digital form and continuously transmit the stream of received data to the device 7 for cross-correlation (Fig. 6 or 7) and other data processing and the audiovisual alarm in case of leakage detected by the
В измерительном сигнале постоянно присутствует составляющая, обусловленная действием насоса 2, создающим относительно сильную пульсирующую помеху с амплитудой 1÷100 Па при уровне шума утечки 0,01÷1 Па, что затрудняет поиск корреляционного пика 16 утечки из-за появления мешающего пика 17 насоса (фиг. 6).A component is constantly present in the measuring signal due to the action of pump 2, which creates a relatively strong pulsating noise with an amplitude of 1 ÷ 100 Pa at a leak noise level of 0.01 ÷ 1 Pa, which makes it difficult to find the
С целью выделения полезного сигнала до начала корреляционной обработки оцифрованных данных в устройстве 7 производят прямое вычитание составляющей, обусловленной действием насоса 2, из по меньшей мере одного измеренного значения внутриканального давления в трубе 1. Так как на участке А трубопровода наибольшее влияние насос 2 оказывает на датчик 3, то именно из сигнала данного датчика вычитают составляющую, обусловленную действием насоса 2, благодаря чему на данном участке трубопровода происходит точное устранение помехи в режиме реального времени и, как следствие, повышение избирательности контроля к утечкам. Большее повышение избирательности контроля к утечкам может быть достигнуто путем вычитания составляющей, обусловленной действием насоса 2, как из сигнала датчика 3, так и из сигнала датчика 4.In order to isolate the useful signal before the correlation processing of the digitized data begins, in the device 7, a component, caused by the action of the pump 2, is directly subtracted from the at least one measured value of the in-channel pressure in the pipe 1. Since in the section A of the pipeline, the pump 2 has the greatest effect on the
Прямое вычитание составляющей, обусловленной действием насоса 2, производят для участка А трубопровода в каждый момент времени t согласно выражениям (1) и (2).The direct subtraction of the component due to the action of the pump 2 is performed for the section A of the pipeline at each time point t according to expressions (1) and (2).
где: ΔS3,4(t) - составляющая, обусловленная действием насоса 2;where: ΔS 3,4 (t) is the component due to the action of the pump 2;
S3(t) - измеренное датчиком 3 значение статического давления;S 3 (t) -
S4(t) - измеренное датчиком 4 значение статического давления; S 4 (t) is the static pressure value measured by sensor 4;
D3(t) - измеренное датчиком 3 значение динамического давления.D 3 (t) - measured by the
Вычислительный процесс в устройстве 7 включает преобразование данных при прохождении через функциональные узлы 9-14.The computing process in the device 7 includes the conversion of data when passing through the functional nodes 9-14.
Из интерфейсной части 9 данные, характеризующие величину S3(t), поступают на корректирующую линию задержки 11, характеризующие величину S4(t), - на первый вход первого вычитателя 10, характеризующие величину D3(t), - на первый вход второго вычитателя 12, характеризующие величину D4(t), представляющую собой измеренное датчиком 4 значение динамического давления, на первый вход корреляционного анализатора 13.From the
В первом вычислительном такте получают данные с выхода корректирующей линии задержки 11, позволяющей исключить благодаря синхронизации сигналов влияние на результат обработки данных скорости перекачки, температуры, вязкости, плотности и других свойств транспортируемой среды. Затем данные поступают на второй вход первого вычитателя 10. На втором такте получают данные с выхода первого вычитателя 10, представляющие собой разностный сигнал, характеризующий пульсацию перекачиваемой среды от насоса 2, то есть значение ΔS3,4(t), поступающее на второй вход второго вычитателя 12 и на второй вход логического анализатора 14. На третьем такте получают данные с выхода второго вычитателя 12, представляющие собой значение очищенного, то есть полезного сигнала
Последующие участки трубопровода В, С и т.д. контролируют аналогично, причем подлежащую вычитанию составляющую от работы насоса 2 определяют для каждого участка индивидуально. Анализ каждого участка трубопровода проводят на основании данных, полученных с датчиковых систем этого участка контроля.Subsequent sections of the pipeline B, C, etc. they control in the same way, and the component to be subtracted from the operation of the pump 2 is determined individually for each section. Analysis of each section of the pipeline is carried out on the basis of data obtained from the sensor systems of this control section.
Для дополнительного повышения избирательности контроля к утечкам решение о выявлении факта утечки принимают при совместной регистрации корреляционного пика утечки и нехарактерного для нормального режима работы трубопровода падения давления на участке контроля, свойственного для утечки (фиг. 3). При этом исключается ложное срабатывание системы из-за ударов и посторонних шумов от работы, в частности, транспортной или ремонтной техники, а также иного оборудования в непосредственной вблизи от трубопровода, что было невозможно реализовать посредством фильтрации сигналов. Если наблюдается корреляционный пик, характерный для утечки, а падения статического давления в трубопроводе на данном участке не происходит, то логический анализатор 14 решение о возникновении утечки не принимает.To further increase the selectivity of the control to leaks, the decision to detect the leak is made when the correlation peak of the leak and the pressure drop uncharacteristic for the normal operation of the pipeline are registered at the control section typical of the leak (Fig. 3). At the same time, a false response of the system due to impacts and extraneous noise from operation, in particular, transport or repair equipment, as well as other equipment in the immediate vicinity of the pipeline, which was impossible to implement by filtering the signals, is eliminated. If there is a correlation peak characteristic of a leak, and a static pressure drop in the pipeline does not occur in this section, then the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136902/06A RU2571878C1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136902/06A RU2571878C1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2571878C1 true RU2571878C1 (en) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014136902/06A RU2571878C1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571878C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3744298A (en) * | 1971-09-24 | 1973-07-10 | Texaco Inc | Pipeline leak detector and method |
CN2918969Y (en) * | 2006-06-13 | 2007-07-04 | 谢绍明 | Conduit leakage monitoring and positioning warning system |
RU2302584C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-10 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Device for detecting sites of leakage on main pipelines |
RU2421657C1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина | Procedure for detection of liquid hydrocarbon leaks from mains |
RU2462656C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт" | Combined hydroacoustic system for detection of oil product pipeline |
-
2014
- 2014-09-11 RU RU2014136902/06A patent/RU2571878C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3744298A (en) * | 1971-09-24 | 1973-07-10 | Texaco Inc | Pipeline leak detector and method |
RU2302584C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-10 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Device for detecting sites of leakage on main pipelines |
CN2918969Y (en) * | 2006-06-13 | 2007-07-04 | 谢绍明 | Conduit leakage monitoring and positioning warning system |
RU2421657C1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина | Procedure for detection of liquid hydrocarbon leaks from mains |
RU2462656C2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-09-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт" | Combined hydroacoustic system for detection of oil product pipeline |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102189240B1 (en) | Fuel leakage monitoring apparatus and method in pipe line | |
CN108050396B (en) | A kind of fluid line source of leaks monitoring and positioning system and method | |
EA028210B1 (en) | Method and system for the continuous remote monitoring of the position and advance speed of a pig device inside a pipeline | |
CN102588745B (en) | Pipeline leakage positioning method | |
US9897243B2 (en) | Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline | |
WO2017011850A8 (en) | Method and system for pipeline condition analysis | |
CN104373820B (en) | The method for reducing line leakage rate of false alarm | |
JPH11201859A (en) | Method for detecting leak in pipe by frequency band division | |
NO321752B1 (en) | System for sand detection in constrictions or currents in rudder | |
JPWO2015072130A1 (en) | Leakage determination system and leak determination method | |
Srirangarajan et al. | Water main burst event detection and localization | |
JP6789042B2 (en) | How to identify the location of the leak | |
JP2575810B2 (en) | Valve leak monitoring device | |
RU2571878C1 (en) | Method of leak detection on pipelines with pump supply of transported media | |
RU149411U1 (en) | LEAKAGE DETECTION SYSTEM FOR PIPELINES WITH PUMPED SUPPLY OF THE TRANSPORT MEDIA | |
JP2016095231A (en) | Analysis data creating method, frequency filter creating method, abnormal sound generation position locating method, analysis data creating device, frequency filter creating device, and abnormal sound generation position locating device | |
KR20130035756A (en) | Capsule check system for check in tube | |
JP5891139B2 (en) | Impulse tube clogging diagnosis device and clogging diagnosis method | |
EP4437266A1 (en) | Process and integrated system for continuous monitoring of a pipeline with pressurized fluid | |
JP6523919B2 (en) | Method of judging abnormality of pipeline | |
GB2506836A (en) | A method of identifying leaks in a fluid carrying conduit | |
Faerman et al. | Prospects of frequency-time correlation analysis for detecting pipeline leaks by acoustic emission method | |
US20210262886A1 (en) | Fluid leakage diagnosis device, fluid leakage diagnosis system, fluid leakage diagnosis method, and recording medium storing fluid leakage diagnosis program | |
EA021366B1 (en) | Combined hydroacoustic system for detection of leaks of oil product pipeline | |
RU2610968C1 (en) | Method for detection of oil leaks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160912 |