Статья на тему Диагностика линейной части магистрального газопровода

Фрагмент текста работы:

Диагностика линейной части магистрального газопровода
В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется более 200 тысяч километров магистральных нефтегазопродуктопроводов, 350 тысяч километров промысловых трубопроводов, 800 компрессорных и нефтеперекачивающих станций, вместимость резервуарного парка превышает 20 млн. м. В процессе эксплуатации трубопровода происходят структурные изменения трубных сталей и, соответственно, их структурно-чувствительных свойств. Это обусловлено тем, что металл труб находится под нагрузкой: статической и циклической. В результате этого в сталях возникают структурно-искаженные неоднородности и снижаются прочностные характеристики. Под воздействием циклических нагрузок происходит деформационное старение трубных сталей, приводящее к снижению их сопротивляемости и хрупкому разрушению. В связи с этим, особо актуальным в нефтестроительном деле является вопрос о своевременном диагностировании неполадок линейной части трубопровода.
Одним из первичных мероприятий в системе диагностики линейной части трубопровода является поиск утечек. Термином «система обнаружения утечек» (СОУ) обозначают системы обнаружения утечек, которые в свою очередь являются сложными информационными системами, позволяющими производить непрерывный мониторинг состояния трубопровода и целостности его стенок. В рамках данных систем, сегодня существует две категории методов обнаружения утечек в линейной части трубопроводов:
• методы постоянного контроля,
• периодического контроля.
К методам постоянного контроля относятся:
1) Метод сравнения расходов позволяет учитывать объем перекаченной среды в начальной и конечной точке системы. Метод основан на постоянстве мгновенного расхода нефти или нефтепродукта в начале и конце участка трубопровода при отсутствии утечки в установившемся режиме перекачки.
2) Метод снижения давления с фиксированной или скользящей установкой заключается в фиксации перепадов давления на различных промежутках трубопровода. Рассчитанные программным способом давления сопоставляются с фактическими показаниями датчиков. При обнаружении несоответствия происходит оповещение о предполагаемой утечке или незаконной врезке .
3) Метод линейного баланса основан на постоянстве перекачиваемого объема в начальной и конечной точках при установившемся режиме транспортировки.
4) Метод акустической эмиссии позволяет с помощью пьезоэлектрических элементов, располагающихся на трубопроводе, регистрировать нарушения целостности системы и утечки. При поиске утечки акустическим искателем оператор, следуя над размеченной трассой, с интервалом в 0,5–1 м. измеряют акустические шумы на поверхности земли. При этом максимум шумов соответствует месту утечки в трубопроводе .
5) Корреляционный метод основан на применении датчиков, измеряющих виброакустический сигнал, создаваемый утечкой.
6) Метод сравнения изменений скорости расходов в начальной и конечной точках участка трубопровода.
7) Метод отрицательных ударных волн позволяет зафиксировать утечку за счет изменения фронта волны давления. Вероятное место утечки продукта определяется по временному интервалу прохождения фронта волны. Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая распространяется по обе стороны трубопровода со скоростью звука. Если ударная волна протекает в условиях пониженного давления, то она будет называться отрицательной. При наличии дефектов, в месте их образования будет резкий скачок давления, который регистрируются на центральном диспетчерском пункте. А непосредственно само местоположение утечки X определяют через разность прихода волн (t1−t2), которые свидетельствуют о смещении места утечки от начала к концу участка трубы . Волны давления, что возникают во время утечек, способны распространяться без значительного затухания в жидкости, которая находится в состоянии покоя. К тому же, их отлично регистрируют предназначенные для этого измерительные датчики. Примером успешной коммерческой реализации метода может служить система постоянного мониторинга WaveAlert® компании Acoustic System Inc., которая позволяет оперативно обнаруживать утечки, выявлять место потери герметичности с точностью ± 200 м в камеральных условиях. Система обнаружения утечек WaveAlert® включает три уровня аппаратных и программных средств: процессор предварительной обработки сигнала (интеллектуальный датчик-преобразователь, предварительный усилитель, контроллер); узловой (групповой) процессор с системой телекоммуникации (радио, оптоволокно, проводная связь); головной (host) компьютер с программным обеспечением SCADA и аналитическими возможностями. Конфигурация системы WaveAlert представлена на рисунке 1.