Noqonuniy aniqlash

by Delta muhandisligi / Juma, 25 mart, 2016 / Nashr etildi Yuqori kuchlanish

quvuri qochqinlarni aniqlash suyuqlik va gazlarni o'z ichiga olgan tizimlarda qochqinning sodir bo'lganligini va ba'zi hollarda aniqlash uchun ishlatiladi. Aniqlash usullari quvurlarni o'rnatishdan keyin gidrostatik sinovlarni o'z ichiga oladi va xizmat ko'rsatish vaqtida qochqinlarni aniqlash.

Quvur tarmoqlari neft, gaz va boshqa suyuqlik mahsulotlarini tashishning eng iqtisodiy va xavfsiz usuli hisoblanadi. Shaharlararo transport vositasi sifatida quvurlar xavfsizlik, ishonchlilik va samaradorlikning yuqori talablariga javob berishi kerak. Agar to'g'ri parvarish qilinsa, quvurlar oqishsiz cheksiz xizmat qilishi mumkin. Ko'pgina muhim qochqinlar yaqin atrofdagi qazish uskunasining shikastlanishi natijasida yuzaga keladi, shuning uchun qazish ishlarini boshlashdan oldin, yaqin atrofda ko'milgan quvurlar yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun hokimiyatni chaqirish juda muhimdir. Agar quvur liniyasi to'g'ri parvarish qilinmasa, u asta-sekin korroziyaga tushishi mumkin, ayniqsa qurilish bo'g'inlarida, namlik to'planadigan past nuqtalarda yoki quvurda nuqsonlar bo'lgan joylarda. Biroq, bu nuqsonlarni tekshirish vositalari yordamida aniqlash mumkin va ular qochqinga o'tishdan oldin tuzatilishi mumkin. Oqishning boshqa sabablari orasida baxtsiz hodisalar, yer harakati yoki sabotaj kiradi.

Qochqinlarni aniqlash tizimlarining (LDS) asosiy maqsadi quvur liniyasi boshqaruvchilariga qochqinlarni aniqlash va lokalizatsiya qilishda yordam berishdir. LDS signalni beradi va qaror qabul qilishda yordam berish uchun quvur liniyasi boshqaruvchilariga boshqa tegishli ma'lumotlarni ko'rsatadi. Quvurlardagi qochqinlarni aniqlash tizimlari ham foydalidir, chunki ular ishlamay qolish vaqtini qisqartirish va tekshirish vaqtini qisqartirish tufayli unumdorlik va tizim ishonchliligini oshirishi mumkin. Shuning uchun LDS quvur liniyasi texnologiyasining muhim jihati hisoblanadi.

"RP 1130" API hujjatiga ko'ra, LDS ichki asoslangan LDS va tashqi asoslangan LDS ga bo'linadi. Ichki asoslangan tizimlar quvur liniyasining ichki parametrlarini kuzatish uchun dala asboblaridan (masalan, oqim, bosim yoki suyuqlik harorati sensorlari) foydalanadi. Tashqi asoslangan tizimlar, shuningdek, tashqi quvur liniyasi parametrlarini kuzatish uchun dala asboblaridan (masalan, infraqizil radiometrlar yoki termal kameralar, bug 'datchiklari, akustik mikrofonlar yoki optik tolali kabellar) foydalanadi.

Qoidalari va qoidalari

Ba'zi mamlakatlar quvur liniyasi faoliyatini rasmiy ravishda tartibga soladi.

API RP 1130 "Suyuqliklarni hisoblash quvurlari monitoringi" (AQSh)

Ushbu tavsiya etilgan amaliyot (RP) algoritmik yondashuvdan foydalanadigan LDSni loyihalash, amalga oshirish, sinovdan o'tkazish va ishlatishga qaratilgan. Ushbu tavsiya etilgan amaliyotning maqsadi quvur liniyasi operatoriga LDSni tanlash, amalga oshirish, sinovdan o'tkazish va ishlatish bilan bog'liq muammolarni aniqlashda yordam berishdir. LDS ichki va tashqi asosga bo'linadi. Ichki asoslangan tizimlar quvur liniyasining ichki parametrlarini kuzatish uchun dala asboblaridan (masalan, oqim, bosim va suyuqlik harorati uchun) foydalanadi; bu quvur liniyasi parametrlari keyinchalik qochqinni aniqlash uchun ishlatiladi. Tashqi asoslangan tizimlar mahalliy, maxsus sensorlardan foydalanadi.

TRFL (Germaniya)

TRFL - "Technische Regel für Fernleitungsanlagen" (Quvur tizimlari uchun texnik qoida) ning qisqartmasi. TRFL rasmiy qoidalarga muvofiq quvurlarga qo'yiladigan talablarni umumlashtiradi. Yonuvchan suyuqliklarni tashuvchi quvurlarni, suv uchun xavfli suyuqliklarni tashuvchi quvurlarni va gazni tashuvchi quvurlarning aksariyat qismini qamrab oladi. Besh xil turdagi LDS yoki LDS funksiyalari talab qilinadi:

Stabil holatdagi ish paytida uzluksiz qochqinlarni aniqlash uchun ikkita mustaqil LDS. Ushbu tizimlardan biri yoki qo'shimchasi vaqtinchalik ish paytida qochqinlarni aniqlay olishi kerak, masalan. quvur liniyasini ishga tushirish paytida
O'chirish paytida qochqinlarni aniqlash uchun bitta LDS
Oqish uchun bitta LDS
Tez oqish joyi uchun bitta LDS

talablar

API 1155 (API RP 1130 bilan almashtirilgan) LDS uchun quyidagi muhim talablarni belgilaydi:

Sezuvchanlik: LDS qochqin natijasida suyuqlik yo'qotilishi imkon qadar kichik bo'lishini ta'minlashi kerak. Bu tizimga ikkita talabni qo'yadi: u kichik qochqinlarni aniqlashi kerak va ularni tezda aniqlashi kerak.
Ishonchlilik: foydalanuvchi LDSga ishonishi kerak. Bu shuni anglatadiki, u har qanday haqiqiy signallarni to'g'ri xabar qilishi kerak, lekin u noto'g'ri signallarni yaratmasligi ham bir xil darajada muhimdir.
Aniqlik: Ba'zi LDS qochqin oqimi va oqish joyini hisoblashi mumkin. Buni aniq bajarish kerak.
Barqarorlik: LDS ideal bo'lmagan sharoitlarda ishlashda davom etishi kerak. Misol uchun, transduser ishdan chiqqan taqdirda, tizim nosozlikni aniqlashi va ishlashni davom ettirishi kerak (ehtimol, sezgirlikni pasaytirish kabi zaruriy murosalar bilan).

Barqaror va vaqtinchalik sharoitlar

Barqaror holat sharoitida quvur liniyasidagi oqim, bosim va boshqalar vaqt o'tishi bilan (ko'proq yoki kamroq) doimiydir. Vaqtinchalik sharoitlarda bu o'zgaruvchilar tez o'zgarishi mumkin. O'zgarishlar suyuqlikning tovush tezligi bilan quvur liniyasi bo'ylab to'lqinlar kabi tarqaladi. Quvur liniyasida vaqtinchalik sharoitlar, masalan, ishga tushirish paytida, kirish yoki chiqishdagi bosim o'zgarganda (o'zgarish kichik bo'lsa ham) va partiya o'zgarganda yoki quvur liniyasida bir nechta mahsulot bo'lsa. Gaz quvurlari deyarli har doim vaqtinchalik sharoitda bo'ladi, chunki gazlar juda siqiladi. Hatto suyuqlik quvurlarida ham ko'pincha vaqtinchalik ta'sirlarni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. LDS quvur liniyasining butun ish vaqti davomida qochqinlarni aniqlashni ta'minlash uchun ikkala shart uchun ham qochqinlarni aniqlash imkonini berishi kerak.

Ichki asoslangan LDS

Ichki asoslangan tizimlar quvur liniyasining ichki parametrlarini kuzatish uchun dala asboblaridan (masalan, oqim, bosim va suyuqlik harorati uchun) foydalanadi; bu quvur liniyasi parametrlari keyinchalik qochqinni aniqlash uchun ishlatiladi. Tizim narxi va ichki asoslangan LDS murakkabligi o'rtacha, chunki ular mavjud dala asboblaridan foydalanadilar. Ushbu turdagi LDS standart xavfsizlik talablari uchun ishlatiladi.

Bosim/oqim monitoringi

Oqish quvur liniyasining gidravlikasini o'zgartiradi va shuning uchun bir muncha vaqt o'tgach, bosim yoki oqim ko'rsatkichlarini o'zgartiradi. Shuning uchun faqat bitta nuqtada bosim yoki oqimning mahalliy monitoringi oddiy qochqinlarni aniqlashni ta'minlaydi. Mahalliy ravishda amalga oshirilganligi sababli, telemetriyani talab qilmaydi. Bu faqat barqaror sharoitlarda foydalidir, ammo uning gaz quvurlari bilan ishlash qobiliyati cheklangan.

Akustik bosim to'lqinlari

Akustik bosim to'lqini usuli qochqin sodir bo'lganda hosil bo'ladigan noyob to'lqinlarni tahlil qiladi. Quvur liniyasi devorining buzilishi sodir bo'lganda, suyuqlik yoki gaz yuqori tezlikli oqim shaklida chiqadi. Bu quvur liniyasi ichida har ikki yo'nalishda tarqaladigan va aniqlanishi va tahlil qilinishi mumkin bo'lgan salbiy bosim to'lqinlarini hosil qiladi. Usulning ishlash tamoyillari bosim to'lqinlarining quvur liniyasi devorlari tomonidan boshqariladigan tovush tezligida uzoq masofalarga o'tishi uchun juda muhim xarakteristikaga asoslanadi. Bosim to'lqinining amplitudasi qochqinning kattaligi bilan ortadi. Murakkab matematik algoritm bosim datchiklaridan olingan ma'lumotlarni tahlil qiladi va bir necha soniya ichida oqish joyini 50 m (164 ft) dan kam aniqlik bilan ko'rsatishi mumkin. Eksperimental ma'lumotlar ushbu usulning diametri 3 mm (0.1 dyuym) dan kam bo'lgan qochqinlarni aniqlash va sanoatdagi eng past noto'g'ri signal darajasi bilan ishlash qobiliyatini ko'rsatdi - yiliga 1 martadan kam.

Biroq, usul dastlabki hodisadan keyin davom etayotgan qochqinni aniqlay olmaydi: quvur liniyasi devorining buzilishi (yoki yorilishi) dan so'ng, dastlabki bosim to'lqinlari susayadi va keyingi bosim to'lqinlari hosil bo'lmaydi. Shuning uchun, agar tizim qochqinni aniqlay olmasa (masalan, bosim to'lqinlari nasos bosimining o'zgarishi yoki valfni almashtirish kabi operatsion hodisa natijasida yuzaga kelgan vaqtinchalik bosim to'lqinlari bilan niqoblanganligi sababli), tizim davom etayotgan qochqinni aniqlay olmaydi.

Balanslash usullari

Ushbu usullar massani saqlash printsipiga asoslanadi. Barqaror holatda, massa oqimi $\nuqta{M}_I$ qochqinsiz quvur liniyasiga kirish massa oqimini muvozanatlashtiradi $\nuqta{M}_O$ uni qoldirish; quvur liniyasidan chiqadigan massaning har qanday pasayishi (massa nomutanosibligi $\nuqta{M}_I - \nuqta{M}_O$ ) qochqinni ko'rsatadi. Balanslash usullarini o'lchash $\nuqta{M}_I$ va $\nuqta{M}_O$ oqim o'lchagichlar yordamida va nihoyat noma'lum, haqiqiy oqish oqimining taxmini bo'lgan nomutanosiblikni hisoblang. Ushbu nomutanosiblikni (odatda bir necha davrlar davomida nazorat qilinadi) oqish signali chegarasi bilan solishtirish $\gamma$ Agar bu kuzatilgan nomutanosiblik bo'lsa, signal hosil qiladi. Kengaytirilgan balanslash usullari qo'shimcha ravishda quvur liniyasining ommaviy inventarizatsiyasining o'zgarish tezligini hisobga oladi. Kengaytirilgan chiziq muvozanatlash usullari uchun ishlatiladigan nomlar tovush balansi, o'zgartirilgan hajm balansi va kompensatsiyalangan massa balansidir.

Statistik usullar

Statistik LDS qochqinni aniqlash uchun faqat bitta nuqtada bosim/oqim yoki muvozanatni tahlil qilish uchun statistik usullardan (masalan, qarorlar nazariyasi sohasidan) foydalanadi. Bu, agar ba'zi statistik taxminlar mavjud bo'lsa, sizib chiqish qarorini optimallashtirish imkoniyatiga olib keladi. Umumiy yondashuv - bu gipotezani tekshirish protsedurasidan foydalanish

\matn{Gipoteza }H_0:\text{ Oqish yoʻq}

\matn{Gipoteza }H_1:\matn{ Oqish}

Bu klassik aniqlash muammosi va statistikadan ma'lum bo'lgan turli xil echimlar mavjud.

RTTM usullari

RTTM "Real-Time Transient Model" degan ma'noni anglatadi. RTTM LDS massani saqlash, impulsni saqlash va energiyani saqlash kabi asosiy fizik qonunlardan foydalangan holda quvur liniyasi ichidagi oqimning matematik modellaridan foydalanadi. RTTM usullarini muvozanatlash usullarini takomillashtirish sifatida ko'rish mumkin, chunki ular qo'shimcha ravishda impuls va energiyani saqlash printsipidan foydalanadilar. RTTM matematik algoritmlar yordamida real vaqt rejimida quvur liniyasining har bir nuqtasida massa oqimi, bosim, zichlik va haroratni hisoblash imkonini beradi. RTTM LDS quvur liniyasidagi barqaror va vaqtinchalik oqimni osongina modellashtirishi mumkin. RTTM texnologiyasidan foydalangan holda, oqish barqaror va vaqtinchalik sharoitlarda aniqlanishi mumkin. To'g'ri ishlaydigan asbob-uskunalar bilan, oqish tezligi mavjud formulalar yordamida funktsional ravishda baholanishi mumkin.

E-RTTM usullari

Signal oqimi kengaytirilgan real vaqtda vaqtinchalik o'tish modeli (E-RTTM)

E-RTTM statistik usullar bilan RTTM texnologiyasidan foydalangan holda “Kengaytirilgan real vaqtda vaqtinchalik model” degan maʼnoni anglatadi. Shunday qilib, yuqori sezuvchanlik bilan barqaror va vaqtinchalik holatda qochqinlarni aniqlash mumkin va statistik usullar yordamida noto'g'ri signallardan qochish mumkin bo'ladi.

Qoldiq usuli uchun RTTM moduli hisob-kitoblarni hisoblab chiqadi $\shapka{\nuqta{M}}_I$ , $\hat{\dot{M}}_O$ mos ravishda kirish va chiqish joylarida MASS OQIMI uchun. Bu uchun o'lchovlar yordamida amalga oshirilishi mumkin bosim va kirish joyidagi harorat ( $p_I$ , $T_I$ ) va chiqish ( $p_O$ , $T_O$ ). Ushbu taxminiy massa oqimlari o'lchangan massa oqimlari bilan taqqoslanadi $\nuqta{M}_I$ , $\nuqta{M}_O$ , qoldiqlarni beradi $x=\dot{M}_I - \shapka{\dot{M}}_I$ va $y=\dot{M}_O - \shapka{\dot{M}}_O$ . Agar qochqin bo'lmasa, bu qoldiqlar nolga yaqin; aks holda qoldiqlar xarakterli imzoni ko'rsatadi. Keyingi bosqichda qoldiqlar oqish imzosi tahlilidan o'tkaziladi. Ushbu modul ma'lumotlar bazasidagi ("barmoq izi") sizib chiqqan imzolar bilan sizib chiqqan imzoni ajratib olish va solishtirish orqali ularning vaqtinchalik xatti-harakatlarini tahlil qiladi. Chiqarilgan oqish imzosi barmoq iziga mos kelsa, sizib chiqish signali e'lon qilinadi.

Tashqi asoslangan LDS

Tashqi asoslangan tizimlar mahalliy, maxsus sensorlardan foydalanadi. Bunday LDS juda sezgir va aniq, lekin tizim narxi va o'rnatishning murakkabligi odatda juda yuqori; shuning uchun ilovalar maxsus yuqori xavfli hududlar bilan cheklangan, masalan. daryolar yoki tabiatni muhofaza qilish zonalari yaqinida.

Raqamli moy qochqinlarni aniqlash kabeli

Raqamli Sense kabellari o'tkazuvchan izolyatsiyalovchi kalıplanmış ortiqcha oro bermay bilan himoyalangan yarim o'tkazuvchan ichki o'tkazgichlardan iborat. Elektr signali ichki o'tkazgichlar orqali uzatiladi va kabel ulagichi ichidagi o'rnatilgan mikroprotsessor tomonidan nazorat qilinadi. Chiqib ketadigan suyuqliklar tashqi o'tkazuvchan ortiqcha oro bermay orqali o'tadi va ichki yarim o'tkazuvchan o'tkazgichlar bilan aloqa qiladi. Bu mikroprotsessor tomonidan aniqlangan kabelning elektr xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi. Mikroprotsessor suyuqlikni uzunligi bo'ylab 1 metr o'lchamdagi joyni aniqlay oladi va monitoring tizimlari yoki operatorlarga tegishli signalni taqdim etadi. Sensorli kabellar quvur liniyalari atrofiga o'ralgan bo'lishi mumkin, quvurlar bilan pastki sirtga ko'milishi yoki quvur ichidagi quvur konfiguratsiyasi sifatida o'rnatilishi mumkin.

Infraqizil radiometrik quvurlar sinovi

Dafn etilgan er osti neft quvurining havo orqali termometrida suv oqishi natijasida yer osti ifloslanishi aniqlangan

Infraqizil termografik quvurlarni sinovdan o'tkazish er osti quvurlari qochqinlari, eroziya natijasida yuzaga kelgan bo'shliqlar, yomonlashgan quvur izolyatsiyasi va yomon to'ldirishni aniqlash va aniqlashda o'zini aniq va samarali ekanligini ko'rsatdi. Quvur liniyasining oqishi suv kabi suyuqlikning quvur liniyasi yaqinida plyus hosil bo'lishiga imkon berganda, suyuqlik quruq tuproq yoki to'ldiruvchidan farq qiladigan issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bu oqish joyi ustidagi turli sirt harorati naqshlarida aks etadi. Yuqori aniqlikdagi infraqizil radiometr butun hududlarni skanerlash va natijada olingan ma'lumotlarni qora va oq tasvirdagi turli xil kulrang ohanglar yoki rangli tasvirdagi turli ranglar bilan belgilangan har xil haroratli joylar bilan tasvirlar sifatida ko'rsatish imkonini beradi. Bu tizim faqat sirt energiya namunalarini o'lchaydi, lekin ko'milgan quvur liniyasi ustidagi er yuzasida o'lchanadigan naqshlar quvur liniyasi qayerda oqishi va natijada eroziya bo'shliqlari paydo bo'lishini ko'rsatishga yordam beradi; u yer yuzasidan 30 metr chuqurlikdagi muammolarni aniqlaydi.

Akustik emissiya detektorlari

Suyuqlikdan chiqib ketish quvurdagi teshikdan o'tayotganda akustik signal hosil qiladi. Quvurning tashqi tomoniga o'rnatilgan akustik datchiklar quvur liniyasining shikastlanmagan holatida ichki shovqinidan chiziqning asosiy akustik "barmoq izi" ni yaratadi. Oqish sodir bo'lganda, past chastotali akustik signal aniqlanadi va tahlil qilinadi. Asosiy "barmoq izi" dan og'ish signalni bildiradi. Endi datchiklar chastota diapazoni tanlash, vaqtni kechiktirish diapazoni tanlash va hokazolar bilan yaxshiroq tartibga solingan. Bu grafiklarni yanada aniqroq va tahlil qilishni osonlashtiradi. Oqishni aniqlashning boshqa usullari ham mavjud. Filtrni tartibga solishga ega er osti geotelefonlari oqish joyini aniqlash uchun juda foydali. Bu qazish xarajatlarini tejaydi. Tuproqdagi suv oqimi tuproq yoki betonning ichki devoriga uriladi. Bu zaif shovqin hosil qiladi. Bu shovqin sirtga chiqayotganda pasayadi. Ammo maksimal tovushni faqat oqish holatida olish mumkin. Kuchaytirgichlar va filtrlar aniq shovqinni olishga yordam beradi. Quvur liniyasiga kiradigan ba'zi turdagi gazlar quvurdan chiqishda bir qator tovushlarni hosil qiladi.

Bug'ni sezuvchi quvurlar

Bug'ni sezuvchi trubaning qochqinlarni aniqlash usuli quvur liniyasining butun uzunligi bo'ylab quvur o'rnatishni o'z ichiga oladi. Ushbu trubka - kabel shaklida - maxsus dasturda aniqlanishi kerak bo'lgan moddalar uchun yuqori darajada o'tkazuvchan. Agar oqish sodir bo'lsa, o'lchanadigan moddalar bug ', gaz yoki suvda erigan holda naycha bilan aloqa qiladi. Oqish sodir bo'lganda, oqayotgan moddaning bir qismi quvurga tarqaladi. Muayyan vaqtdan so'ng, trubaning ichki qismi naychani o'rab turgan moddalarning aniq tasvirini hosil qiladi. Sensor trubkasida mavjud bo'lgan kontsentratsiyaning taqsimlanishini tahlil qilish uchun nasos naychadagi havo ustunini doimiy tezlikda aniqlash moslamasidan o'tadi. Sensor trubasining oxiridagi detektor birligi gaz datchiklari bilan jihozlangan. Gaz konsentratsiyasining har bir ortishi aniq "oqish cho'qqisiga" olib keladi.

Optik tolali qochqinlarni aniqlash

Optik tolali qochqinlarni aniqlashning kamida ikkita usuli tijoratlashtirilmoqda: taqsimlangan haroratni sezish (DTS) va taqsimlangan akustik sezish (DAS). DTS usuli kuzatilayotgan quvur liniyasi bo'ylab optik tolali kabelni o'rnatishni o'z ichiga oladi. O'lchanadigan moddalar oqish sodir bo'lganda kabel bilan aloqa qiladi, kabelning haroratini o'zgartiradi va lazer nurlari pulsining aksini o'zgartiradi, bu esa qochqinning signalidir. Joylashuv lazer zarbasi chiqarilgan vaqt va aks ettirish aniqlangan vaqt o'rtasidagi kechikish vaqtini o'lchash orqali ma'lum. Bu faqat modda atrof-muhitdan farq qiladigan haroratda bo'lsa ishlaydi. Bundan tashqari, taqsimlangan optik tolali haroratni o'lchash texnikasi quvur liniyasi bo'ylab haroratni o'lchash imkonini beradi. Tolaning butun uzunligini skanerlash orqali tola bo'ylab harorat rejimi aniqlanadi, bu esa oqishni aniqlashga olib keladi.

DAS usuli kuzatilayotgan quvur liniyasining uzunligi bo'ylab optik tolali kabelni xuddi shunday o'rnatishni o'z ichiga oladi. Oqish orqali quvur liniyasidan chiqib ketgan moddaning tebranishlari lazer nurlari pulsining aksini o'zgartiradi, bu esa oqish haqida signal beradi. Joylashuv lazer zarbasi chiqarilgan vaqt va aks ettirish aniqlangan vaqt o'rtasidagi kechikish vaqtini o'lchash orqali ma'lum. Ushbu usul, shuningdek, quvur liniyasining harorat rejimini ta'minlash uchun taqsimlangan haroratni aniqlash usuli bilan birlashtirilishi mumkin.