Внутритрубные объекты при диагностике трубопроводов: как определить месторасположение
При проведении диагностических и ремонтных работ на трубопроводах (нефтепроводах, газопроводах, продуктопроводах и т.д.), приходиться многократно пропускать вместе со средой перекачки по трубам очистные скребки (поршни), диагностические приборы- профилемеры, ультрасканы и другие внутритрубные устройства.
При этом всегда возникает проблема – как отследить с поверхности, да еще и под слоем грунта(если трубопровод зарыт) положение этого внутритрубного устройства в трубе. Особенно это важно в случае, когда внутритрубное устройство останавливается (застрянет) на препятствиях в трубопроводе и останавливает перекачку.
Оснащать внутритрубные устройства обычным радиопередатчиком бесполезно, так как металлические стенки трубопровода полностью экранируют радиосигналы.
В настоящее время существует несколько методов (способов) сопровождения и определения с поверхности местоположения внутритрубных объектов.
Акустический метод обнаружения внутритрубных объектов в ходе диагностики трубопроводов
Метод заключается в установке на поверхности над трубопроводом чувствительного микрофон. С его помощью прослушиваются звуки, создаваемые движущимся в трубопроводе объектом. Этот метод относительно прост в реализации, но точность определения местоположения объекта весьма невелика.
К достоинствам этого метода следует отнести возможность обнаруживать движение внутритрубного объекта на больших расстояниях – до нескольких километров.
Акустические приборы рекомендуется использовать совместно с приборами, использующими другие методы обнаружения и, прежде всего, в качестве предварительного обнаружителя приближения внутритрубного объекта к точке контроля.
Радиационный метод определения местоположения и сопровождения внутритрубных объектов в ходе диагностики трубопроводов.
На внутритрубном объекте устанавливается радиоактивный изотоп, а с поверхности, с помощью счетчика Гейгера производится регистрация радиоактивного излучения от этого изотопа.
Метод надежен и взрывобезопасен. Позволяет обнаруживать объект на довольно больших расстояниях (десятки метров) и с высокой точностью. Радиоактивное излучение хорошо проходит через металл, грунт и воду.
Однако при работе с радиоактивными изотопами требуется, чтобы обслуживающий персонал имел допуск для работы с изотопами и имел специальную защиту (спецодежда и пр.), поэтому радиационный метод применяется в исключительных случаях.
Магнитный метод определения местоположения и сопровождения внутритрубных объектов в ходе диагностики трубопроводов.
Метод основан на использовании (установке) на внутритрубном объекте мощных постоянных магнитов. Постоянное магнитное поле слабо экранируется металлической стенкой трубопровода.
Конструкция магнитов и определенный способ установки их на объекте позволяет получить от них напряженность магнитного поля, достаточную для обнаружения этого поля чувствительным магнитным приемником на расстоянии до нескольких метров от трубопровода в статическом режиме, когда объект неподвижен и более десяти метров в динамическом режиме – когда объект с постоянными магнитами движется в трубопроводе со скоростью не менее 0,1 м/сек, а приемник неподвижен и находится над трубопроводом.
К достоинствам метода следует отнести простоту реализации внутритрубного магнитного передатчика и его взрывобезопасность.
К недостаткам – сложность и низкую вероятность обнаружения остановившегося (неподвижного) внутритрубного объекта с магнитным передатчиком, так как величина напряженности магнитного поля от магнитного передатчика на поверхности над трубопроводом очень сильно меняется от расстояния до объекта и порой бывает сравнима со значением напряженности получаемой от намагниченных этим же магнитным передатчиком элементов трубопровода.
Поэтому данный метод рекомендуется к применению только для регистрации прохождения внутритрубных объектов
Электромагнитный метод определения местоположения и сопровождения внутритрубных объектов в ходе диагностики трубопроводов
При этом методе используется свойство переменного магнитного поля, изменяющегося с низкой частотой (от единиц до нескольких десятков герц), проникать сквозь металлические стенки трубопровода и грунт с незначительными потерями, что позволяет обнаруживать это переменное магнитное поле с помощью чувствительных приемников.
Создание переменного магнитного поля производится с помощью электромагнитного генератора (трансмиттера) основным элементом которого является катушка индуктивности с сердечником (антенна).
Использование кварцевой синхронизации частот генератора электромагнитного поля и приемника, позволяет обеспечить уверенный прием даже очень слабого сигнала от внутритрубного электромагнитного генератора, что, в свою очередь, позволяет строить конструкцию передатчика с небольшими габаритами обеспечивать большой ресурс его работы с минимальным количеством элементов питания.
В связи с тем, что во внутритрубном передатчике используются элементы электрического питания и электромагнитная катушка большой индуктивности, метод этот сам по себе не является взрывозащищенным.
При реализации этого метода необходимо с помощью схемотехнических и конструктивных решений обеспечивать взрывозащищенность приборов и, прежде чем приступать к работе с ними на реальном трубопроводе, обязательно сертифицировать на взрывозащищенность.
Источник: АПРОДИТ, оборудование для диагностики и очистки трубопроводов.