Разработка метода и аппаратуры акустического контроля прохождения внутритрубных объектов

• Автор: Калиниченко, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СРЕДСТВА И УСЛОВИЯ КОНТРОЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ
ВНУТРИТРУБНЫХ ОБЪЕКТОВ (ВТО)
1.1 Структура объектов системы трубопроводного транспорта нефти и газа
1.2 Внутритрубные очистные и диагностические устройства
1.3 Анализ методов и средств контроля прохождения ВТО
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 2 БЕСКОНТАКТНЫЙ КОНТРОЛЬ ПРОХОЖДЕНИЯ ВТО НА ОСНОВЕ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (АЭ)
2.1 Теоретическая модель возникновения АЭ в оболочке трубопровода, образующихся трением при прохождении ВТО
2.2 Выбор информативных параметров АЭ
2.3 Влияние характера фрикционного взаимодействия на параметры АЭ
2.4 Особенности распространения АЭ в оболочках трубопроводов 59 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНЕРАЦИИ
И РАСПРОСТРАНЕНИЯ АЭ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВТО
3.1 Лабораторная установка для генерации АЭ
3.2 Аппаратура для регистрации параметров АЭ при проведении испытаний
3.3 Результаты экспериментальных исследований
3.4 Акустический шум действующего трубопровода
3.5 Выбор оптимальных частот регистрации прохождения ВТО
3.6 Результаты проведенных испытаний
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4 ВЫРАБОТКА

РЕКОМЕНДАЦИЙ

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
АКУСТИЧЕСКОГО
СИГНАЛИЗАТОРА ПРОХОЖДЕНИЯ ВТО СПРА-4 4Л Обнаружение и распознавание сигналов при прохождении ВТО на фоне помех
4.2 Структурная схема акустического сигнализатора и алгоритм обработки сигналов АЭ при прохождении ВТО
4.3 Качественная оценка достоверности контроля прохождения ВТО контрольной точки
4.4 Методика построения аппаратуры акустического контроля прохождения ВТО через контрольную точку
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ЭЛЕКТРОННЫХ
РЕСУРСОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Строительство новых и модернизация действующих трубопроводных систем нефтегазового комплекса России предполагает улучшение работы контрольно-измерительных приборов-и средств автоматики.
Внутритрубные объекты (ВТО) различного технологического назначения, движущиеся с. потоком перекачиваемого продукта - механические разделители для. перекачки нефти- с различными физико-химическими свойствами, устройства для очистки полости трубы, профилемеры, дефектоскопы — достаточно широко используются при строительстве и эксплуатации трубопроводов.
Одной из проблем, связанных с использованием ВТО, является определение их местоположения при движении в трубопроводе в реальном времени. Контроль перемещения ВТО по трубопроводу необходим для решения ряда технологических задач. Знать положение устройства необходимо также в случае его остановки или застревания, чтобы целенаправленно и с наименьшими затратами организовать его извлечение либо проталкивание.
В настоящее время в системах трубопроводного транспорта России в. эксплуатации находится около десяти тысяч устройств для сигнализации прохождения ВТО. Такие устройства можно разделить на две группы: контактные (механические) и бесконтактные (акустические и магнитные):
Подавляющую часть этих устройств составляет аппаратура, регистрирующая акустические или электрические поля, т.к. сигнализаторы механического принципа менее надежны и производятся в ограниченном количестве. Доля устройств, работающих на акустическом (пассивном) методе регистрации прохождения ВТО составляет около 70 %.
Анализ статистических данных [85] показывает, что при применении существующих акустических сигнализаторов имеются факты несрабатывания, при прохождении ВТО,- или ложного срабатывания, т.е. другими словами -такие устройства обладают недостаточной достоверностью контроля. Это

1.3.4 Акустические сигнализаторы ВТО
Акустические методы, применяемые при работе сигнализаторов прохождения ВТО, можно разделить на четыре основных метода (рисунок 1.24): ультразвуковой, акустический (активный), сейсмометрический и акустический (пассивный).
Рисунок 1.24 - Классификация акустических методов сигнализации прохождения ВТО'
1.3.4.1 Ультразвуковой метод регистрации прохождения ВТО.
Принцип действия ультразвукового сигнализатора следующий. Два ультразвуковых датчика (излучатель и приемник) создают «ультразвуковой канал», т.е. прямую линию, соединяющую диаметрально противоположные точки окружности трубы (теневой метод) или «ультразвуковой канал» создает один датчик, совмещая в себе излучатель и приемник (эхо-метод) (рисунок 1.25).
При теневом методе контроля прохождения излучающий и приемный преобразователи ультразвуковых колебаний располагаются диаметрально противоположно относительно полости трубопровода. В момент прохождения ВТО уровень принимаемого сигнала резко уменьшается, фиксируя прохождение ВТО. Недостатком данного метода является необходимость взаимной ориентации двух ультразвуковых преобразователей (рисунок 1.25, а). Длительность перекрытия канала зависит от размера и скорости движения ВТО.