Модифицированный метод гидравлической локации для определения утечек в нефтепроводах

• Автор: Мамонова, Татьяна Егоровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ИЗ НЕФТЕПРОВОДОВ
И ИХ К Л АССИФИК АЦИЯ
1.1. Методы периодического контроля
1.2. Методы постоянного мониторинга
1.3. Классификация методов мониторинга нефтепроводов при
обнаружении утечек
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ УТЕЧКИ, ОСНОВАННЫХ НА
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НЕФТЕПРОВОДА
2.1. Математическая модель течения нефти в трубопроводе при наличии
утечки
2.2. Решение задачи определения изменения давления в нефтепроводе
при наличии сосредоточенной утечки
2.3. Определение параметров утечки, основанное на решении
гидродинамической модели процесса течения жидкости в нефтепроводе
2.4. Исследование математической модели процесса утечки жидкости в
нефтепроводе
2.5. Исследование влияния координаты установки датчиков давления и
их точностных характеристик на точность определения параметров утечки в нефтепроводе
2.6. Исследование влияния изменения параметров нефтепродукта и
нефтепровода на процесс вычисления параметров утечки
2.7. Преобразование алгоритмов определения параметров утечки в
нефтепроводе с учётом его геометрического профиля
2.8. Результаты главы

ГЛАВА 3. МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ
ЛОКАЦИИ УТЕЧКИ
3.1. Метод гидравлической локации утечки
3.2. Модифицированный метод гидравлической локации утечки
3.2.1. Устройство измерения изменения во времени давления в одном сечении нефтепровода
3.2.2. Расчёт формул для определения параметров утечки из нефтепровода по модифицированному методу гидравлической локации
3.3. Результаты главы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ 108 УТЕЧКИ
4.1. Обработка исходных данных исследования модифицированного
метода гидравлической локации утечки
4.2. Определение параметров утечки модифицированным методом
гидравлической локации утечки
4.3. Исследование влияния координаты установки устройств измерения
изменений во времени давления в контролируемых сечениях на точность определения параметров утечки
4.4. Влияние погрешности определения изменения во времени давления в сечениях нефтепровода на точность определения параметров
утечки
4.5. Результаты главы
Заключение
Список литературы
Приложение. Патент на изобретение и акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на всех крупных, средних и даже мелких промышленных предприятиях используются трубопроводы для транспортировки воды, пара, жидкого сырья или производимой продукции. Особо важную роль трубопроводный транспорт играет в нефтяной и газовой промышленности, особенно в случае транспортировки нефти и газа из труднодоступных мест добычи.
Проблема разгерметизации трубопроводов является наиболее острой в нефтяной промышленности, так как ведёт не только к потере перекачиваемых нефтепродуктов, но и к большим затратам на ремонтные работы и восстановление трубопроводных линий, к выплате значительных штрафов при загрязнении окружающей среды. Поэтому проблема определения утечек и несанкционированных отборов из трубопроводов именно в нефтяной промышленности остаётся особо актуальной на сегодняшний день.
В представленной диссертационной работе приводятся результаты системного анализа существующих методов обнаружения утечек из трубопроводов. Суть предложенного анализа заключается в классификации методов по таким критериям, как точность определения места утечки, чувствительность к изменениям интенсивности утечки, надёжность и автоматизация, достоверность информации, помехоустойчивость, безопасность в эксплуатации, длина эксплуатационного участка нефтепровода, экономичность и работоспособность при плохих климатических и погодных условиях. Представлены достоинства и недостатки каждого рассмотренного метода.
В работе содержатся прикладные исследования закономерностей изменения давления в трубопроводе от вариации параметров нефтепродукта и нефтепровода при наличии утечки в нём, выполненные для повышения эффективности управления процессом транспортировки нефтепродуктов.

Достоинства:
1) эффективен для нахождения значительных утечек;
2) применим для любых трубопроводов и для любых жидкостей в трубопроводах;
3) безопасен с экологической точки зрения;
Недостатки:
1) не применим при определении малых утечек;
2) возможны ложные срабатывания сигнала;
3) неэкономичен, так как корреляционные течеискатели являются достаточно дорогими приборами, для работы с которыми необходимо создавать специально обученную группу.
Метод акустической эмиссии
Метод основан на регистрации высокочувствительными пьезоэлектрическими датчиками, расположенными на контролируемом участке трубопровода, сигналов акустической эмиссии (АЭ) о микротрещинах в стенке трубопровода и об утечках жидкости [24, 62].
Для обнаружения места утечек разработано специальное оборудование для анализа затухания и времени прихода импульсов акустической эмиссии. С помощью специальной программы, установленной на компьютер, анализируются сигналы от пьезодатчиков и определяются разницы времени прихода звуковых сигналов АЭ к преобразователям. Компьютер обрабатывает поступающую информацию и с учётом скорости распространения сигналов АЭ, расстояния между датчиками на трубопроводе аналитически определяет местонахождение дефекта. Достоинства:
1) эффективен для обнаружения малых утечек;
2) характеризуется высокой точностью обнаружения места утечки;