Электрическая модель статического метода определения места негерметичности участка трубопроводной системы
Несмотря на то, что предлагаемый метод позволяет однозначно определить место негерметичности трубопровода в статическом состоянии, он довольно сложен, требует привлечения достаточно большого количества оборудования и не позволяет произвести предварительную оценку места расположения негерметичности, произвести рациональную расстановку персонала с целью более тщательного наблюдения за местом выхода закачиваемого продукта.
Предлагается электрическая модель указанного метода, в котором, исходя их подобия электрических цепей и гидравлических систем, полагается, что давление гидравлической системы р соответствует ЭДС электрической цепи Е, а расход в гидравлической системе Q соответствует силе тока в электрической цепи I. Гидравлическое сопротивление трубопровода будет соответствовать нелинейному в общем случае сопротивлению электрической цепи R.
Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из двух источников напряжения Е1 и E2, включенных встречно, и сопротивления R (рисунок ниже).
Электрическая модель участка трубопроводной системы с утечкой
Допустим, что утечка тока через сопротивление утечки Ryт происходит в точке С, которая делит сопротивление R на R1 от точки А до точки С и (R - R1) от точки С до точки В, в которых протекают измеряемые амперметрами токи I1 и I2 соответственно. Очевидно, что потенциал в точке С будет:
UC = E1 - I1R1
Uc = E2 - I2(R- R1).
Принимаем nR = R1 и составляем уравнение для двух участков электрической цепи:
n = E1 - E2 + I2R / R(I1 + I2)
Для определения R рассмотрим электрические схемы с подключением только одного источника напряжения с разных сторон (рисунок ниже).
Рассматривая последние схемы с учетом сопротивления утечки Ryт, можно составить систему уравнений
Решая систему уравнений, связывающую неизвестные параметры этих схем (n, R, Ryт), можно определить место утечки и величину утечки тока в электрической цепи, и место негерметичности и величину утечки участка трубопроводной системы.
Электрические схемы для определения R
Таким образом, предложены высокоэффективные методы и устройства, обеспечивающие более точное определение места негерметичности трубопроводов в статическом и динамическом состояниях, рассмотрена электрическая модель одного из методов, позволяющая значительно ускорить нахождение места неисправности.
Разработан высокочувствительный, с регулируемой чувствительностью дифференциальный датчик повреждения трубопровода, устанавливаемый на потоке; указана необходимость в установке разработанных датчиков повреждения на границах температурной неоднородности, какими, в частности, являются подводные переходы, на основании чего предложено внести дополнение в РД 51-2-95 «Регламент выполнения экологических требований при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов».