Системы обнаружения утечек из трубопроводов

 
2.2.7 Минимальный размер утечки, который  может обнаружить система «WaveControl®», зависит от следующих факторов:

•  
  динамического давления в трубопроводе;
•  
  расстояния и расположения датчиков от места утечки;
•  
  уровня фоновых шумов в трубопроводе;
•  
  свойств продукта.

 
 
 
^

2.3 Инфразвуковая  система мониторинга трубопроводов  «ИСМТ»

 
2.3.1 Инфразвуковая система мониторинга  трубопроводов «ИСМТ» разработана  НПФ «ТОРИ» (Новосибирск) и применяется  для нефтепроводов, продуктопроводов  и газопроводов. 
 
В системе «ИСМТ» используется метод регистрации инфразвуковых колебаний, которые, как показали исследования, распространяются внутри трубопровода на большие расстояния. Благодаря слабому затуханию инфразвуковых волн эта система способна обнаружить утечку из трубопровода, механическое воздействие на стенку трубы, источники "шума", формирующиеся на значительном удалении от места регистрации. 
 
Основные функции:

•  
  обнаружение утечек (определяются местоположение и интенсивность утечек из трубопровода);
•  
  локация внутритрубных устройств (непрерывный дистанционный контроль местоположения, измерение скорости движения, определение расчётного времени прихода очистных устройств, диагностических снарядов, поршней-разделителей, других устройств);
•  
  видеонаблюдение в местах установки оборудования на трубопроводе;
•  
  регистрация геометрических дефектов стенки трубопровода.

 
В перспективе предполагается осуществлять регистрацию предвестников разгерметизации  трубопровода. 
 
Результаты работы отображаются в реальном масштабе времени на дисплее компьютера диспетчера управления трубопроводом с привязкой к географической карте, технологическим схемам, картам высотного положения трубопровода над уровнем моря. Минимальный масштаб карт: 1 м в 1 см позволяет получить максимально возможную детализацию. 
 
Основные преимущества:

•  
  чувствительность к утечкам от 10 до 75 раз превышает лучшие мировые аналоги;
•  
  регистрируются утечки с предельно низкой интенсивностью, не вызывающие падение давления в трубопроводе;
•  
  многофункциональность;

 
Основные характеристики:

•  
  чувствительность обнаружения утечек для трубопроводов с жидкими продуктами: 6 л/мин или 0,04 % от текущей производительности. Регистрируются утечки через отверстия с диаметром 2 мм, протяжённые отводы с малым диаметром, а также утечки с предельно низкой интенсивностью без падения давления в трубопроводе. Обеспечивается низкая вероятность ложных срабатываний при изменении режимов перекачки, включении и выключении насосов, переключении задвижек а также при других внешних воздействиях;
•  
  точность обнаружения утечек: от ± 12 м до ± 50 м. Время обнаружения утечек: от 1 мин до 4 мин;
•  
  точность сопровождения внутритрубных устройств: ± 30 м при остановке, ± 100 м при движении;
•  
  точность измерения местоположения дефектов, врезок: ± 0,1 м;
•  
  автоматическая самодиагностика.

 
2.3.2 Система «ИСМТ» включает:

•  
  модули первичного сбора и обработки данных типа МПП и МОПС, монтируемые на трубопроводе;
•  
  систему транспорта данных;
•  
  программное обеспечение, устанавливаемое на компьютере диспетчера участка трубопровода (компьютере управления);

 
На рисунке 4 показана схема построения системы «ИСМТ» для участка с  четырьмя трубопроводами. 
 
 
 
 
Рисунок 4 
 
Архитектура построения системы «ИСМТ» позволяет практически неограниченно наращивать число подключаемых участков, обеспечивая контроль разветвлённой сети трубопроводов с помощью одного компьютера управления. На компьютере при этом появляется соответствующая географическая карта сети трубопроводов с индикацией состояний контролируемых функций на каждом из её участков. Такой интерфейс позволяет максимально разгрузить диспетчера. При появлении информации для одного из контролируемых участков система «ИСМТ» оповещает диспетчера световым и, при необходимости, звуковым сигналом. 
 
2.3.3 Система транспорта данных является законченным аппаратно-программным комплексом, встроенным в систему «ИСМТ», обеспечивающим передачу данных от модулей первичного сбора и обработки данных до компьютера управления. Система транспорта настраивается на передачу данных по одному из следующих каналов:

•  
  оптоволоконный канал связи;
•  
  радиоканал (GPRS);
•  
  канал телемеханики (реализованы нескольких широко используемых протоколов связи);
•  
  телефонная линия;
•  
  физическая двухпроводная линия;
•  
  УКВ — радиоканал;
•  
  спутниковый канал.

 
2.3.4 Программное обеспечение (ПО) «ИСМТ» состоит из трёх уровней.  Первый уровень обеспечивает  работу модулей МПП, установленных  на трубопроводе, и транспорт  данных в модули МОПС. Второй  уровень ПО обеспечивает обработку данных и транспорт результатов обработки от модулей МОПС до компьютера управления. Третий уровень ПО отвечает за отображение полученной информации на компьютере управления (рисунок 5) 
 
На компьютере управления в главном диалоговом окне на географической карте отображаются:

•  
  местоположения движущихся в трубопроводе внутритрубных устройств;
•  
  координаты несанкционированных врезок или утечек продукта перекачки, а также другие, требуемые по техническому заданию на разработку, параметры.

 
 
 
 
Рисунок 5 
 
2.3.5 С целью обеспечения надежной, бесперебойной работы оборудования и сокращения затрат на его обслуживание имеются аппаратно-программные средства диагностики «ИСМТ», которые позволяют:

•  
  выполнять непрерывно во времени автоматическую самодиагностику и предсказывать появление неисправностей. Используемая при этом система контроля архивирует необходимые параметры в энергонезависимую память. Интерфейс оператора системы оперативно отображает данные самодиагностики с подробной инструкцией по устранению неисправностей;
•  
  получать оператору системы результаты диагностики, запустив задачу «Диагностика оборудования»;
•  
  выполнять разработчику дистанционно в рамках гарантийного обслуживания и технической поддержки диагностику с использованием доступных каналов связи без выезда на объект.

 
При диагностике  и самодиагностике «ИСМТ» осуществляется проверка модулей МПП по независимым  параметрам, что позволяет локализовать неисправность внутри модуля по отдельным  его блокам. 
 
Для модуля МОПС контролируются:

•  
  температура внутри шкафа;
•  
  состояние вентилятора охлаждения шкафа;
•  
  напряжение на выходе блока питания 5В;
•  
  состояние нагревателя шкафа;
•  
  температура процессора;
•  
  частота вращения вентилятора процессора;
•  
  напряжения платы процессора +5В, +12В;
•  
  состояние накопителя данных с прогнозом времени работоспособности;
•  
  состояние аккумуляторной батареи;
•  
  гистограмма внешнего напряжения питания 220В;
•  
  состояние системы охраны;
•  
  температура спутниковой антенны.

 
Задача «Диагностика оборудования»  имеет инструкцию по устранению неисправностей со свойствами интеллекта: после получения  данных диагностики от модулей, установленных  на линейной части трубопровода, анализируется  причина обнаруженной или прогнозируемой неисправности и предлагаются варианты её устранения.

3 Заключение

 
3.1 Все существующие СОУ разработаны для применения на магистральных трубопроводах, имеющих большую протяженность, и не учитывают особенности трубопроводов промышленных предприятий (большое количество разветвленных трубопроводов при небольшой протяженности). 
 
3.2 Используемое в существующих СОУ оборудование имеет высокую стоимость. Например, стоимость одного комплекта ультразвукового расходомера составляет около 55 тысяч долларов. Из-за особенностей промышленных трубопроводов стоимость таких систем будет очень высокой.