УСТАНОВКА И СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДА НА СТАДИИ СПУСКА ПОСРЕДСТВОМ ЗВУКОВЫХ ВОЛН В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

1. Установка (100) для дистанционного измерения геометрических параметров трубопровода (2) на стадии спуска посредством звуковых волн в режиме реального времени, содержащая блок (1) приемопередачи звука, выполненный с возможностью установки в трубопроводе (2), и блок (3) управления, в которой блок (1) приемопередачи звука содержит
блок (4) передачи звука, выполненный с возможностью подачи входного звукового сигнала (sa1) в трубопровод (2) на основании управляющего электрического сигнала (sp), при этом указанный входной звуковой сигнал (sa1) содержит по меньшей мере волну звукового давления, распространяющуюся в продольном направлении в текучей среде вдоль трубопровода;
блок (5) приема звука, отличный от блока (4) передачи звука, выполненный с возможностью обнаружения входного звукового сигнала (sa1) и генерирования первого электрического измерительного сигнал (se1), зависящего от входного звукового сигнала (sa1), причем блок (4) приема звука также выполнен с возможностью приема входного отраженного сигнала (sa2), сгенерированного в трубопроводе (2) и зависящего от входного звукового сигнала (sa1) и от геометрических параметров трубопровода (2), и с возможностью генерирования второго электрического измерительного сигнала (se2) на основании отраженного звукового сигнала (sa2);
при этом блок (3) управления выполнен с возможностью генерирования управляющего электрического сигнала (sp) и функционально соединен с блоком (1) приемо-передачи звука для создания управляющего электрического сигнала (sp) и приема первого электрического измерительного сигнала (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2),
блок (3) управления также выполнен с возможностью измерения геометрических параметров трубопровода (2) на основании первого электрического измерительного сигнала (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2),
каждый из указанных блоков (4) передачи звука или элементов (6, 6’) передачи звука и каждый из указанных блоков (5) приема звука или элементов (7, 7’) приема звука содержит электроакустический преобразователь,
и где блок (3) управления содержит
блок (8) сбора первого электрического измерительного сигнала (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2);
блок (9) генерирования управляющего электрического сигнала;
процессор (10), выполненный с возможностью выполнения обработки с целью измерения геометрических параметров трубопровода (2) на основании указанного первого (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2), а также с возможностью управления блоком (9) генерирования управляющего электрического сигнала.
2. Установка (100) по п. 1, в которой
блок (4) передачи звука содержит по меньшей мере два элемента (6, 6’) передачи звука, выполненных с возможностью подачи входного звукового сигнала (sa1), предусматривающего по меньшей мере одну моду распространения звука;
блока (5) приема звука содержит по меньшей мере два элемента (7, 7’) приема звука, выполненные с возможностью приема звукового сигнала, предусматривающего указанную по меньшей мере одну моду распространения звука;
блок (3) управления выполнен с возможностью генерирования управляющего электрического сигнала (sp), содержащего один или более управляющих электрических сигналов (sp’, sp”), предназначенных для управления каждым из по меньшей мере двух элементов (6, 6’) передачи звука.
3. Установка (100) по п. 2, в которой
указанные по меньшей мере два элемента (6, 6’) передачи звука выполнены с возможностью подавать входной звуковой сигнал (sa1), предусматривающий основную моду распространения звука и по меньшей мере одну дополнительную моду распространения звука;
указанные по меньшей мере два элемента (7, 7’) приема звука выполнены с возможностью приема звукового сигнала, предусматривающего по меньшей мере указанную основную моду распространения звука и по меньшей мере одну дополнительную моду распространения звука.
4. Установка (100) по п. 2 или 3, в которой указанные по меньшей мере два элемента (6, 6’) передачи звука выполнены с возможностью соответственно подавать первый переданный звуковой сигнал (sa1’) и второй переданный звуковой сигнал (sa1”), при этом указанный первый (sa1’) и второй звуковой сигнал акустически объединяются с образованием входного звукового сигнала (sa1).
5. Установка (100) по п. 2 или 3, в которой двумя элементами (6, 6’) передачи звука можно управлять независимо друг от друга, так что первый переданный звуковой сигнал (sa1’) и второй переданный звуковой сигнал (sa1”) будут отличаться друг от друга, для определения множества возможных входных звуковых сигналов (sa1).
6. Установка (100) по любому из пп. 2–5, в которой
указанные по меньшей мере два элемента (6, 6’) передачи звука   заданных местоположениях;
указанные по меньшей мере два элемента (7, 7’) приема звука содержат матрицу микрофонов (7, 7’), установленных в заданных местоположениях.
7. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью
определения формы анализирующей волны и генерирования управляющего электрического сигнала (sp), в результате чего происходит модулирование входного звукового сигнала (sa1) с помощью определенной формы анализирующей волны;
определения ожидаемой модели распространения;
оценки идеального отраженного звукового сигнала на основании формы анализирующей волны и ожидаемой модели распространения;
сравнения ожидаемого идеального отраженного звукового сигнала за промежуток времени с отраженным звуковым сигналом (sa2), обнаруженным на основании второго электрического измерительного сигнала (se2) за соответствующий промежуток времени;
получения геометрических параметров трубопровода (2) на основании результатов указанного сравнения, причем полученные геометрические параметры указывают на фактическую обнаруженную форму трубопровода (2) и найденные отклонения и/или дефекты (20).
8. Установка (100) по п. 7, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью определения формы анализирующей волны на основании требуемого диапазона расстояний, внутри которого выполняется поиск дефектов, и/или на основании типа искомых дефектов, и/или на основании ожидаемого дефекта.
9. Установка (100) по п. 7 или 8, также содержащая средство для обнаружения фонового шума, при этом блок (3) управления выполнен с возможностью определения формы анализирующей волны с учетом обнаруженного фонового шума.
10. Установка (100) по любому из пп. 7–9, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью генерирования формы анализирующей волны в виде синусоидальной формы волны, модулированной по частоте с помощью чирпа и/или модулированной по амплитуде и/или в виде волны Рикера, или волны Клодера, или волны Ормсби.
11. Установка (100) по п. 7, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью определения ожидаемой модели распространения на основании геометрических параметров геометрической модели трубопровода при условии отсутствия отклонений во время укладки.
12. Установка (100) по п. 11, в которой блок (3) управления также выполнен с возможностью определения ожидаемой модели распространения с учетом термодинамических параметров текучей среды, находящейся внутри трубопровода (2).
13. Установка (100) по п. 7, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью оценки идеального отраженного звукового сигнала и обнаружения отраженного звукового сигнала (sa2) на основании указанного первого (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2).
14. Установка (100) по любому из пп. 7–13, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью сравнения за счет взаимной корреляции между ожидаемым идеальным отраженным звуковым сигналом за промежуток времени и обнаруженным отраженным звуковым сигналом (sa2) за соответствующий промежуток времени.
15.Установка (100) по любому из пп. 6–14, в которой для того, чтобы получить геометрические параметры трубопровода (2), блок (3) управления выполнен с возможностью выполнения следующих операций:
обнаружение на основании результатов сравнения ожидаемого идеального отраженного звукового сигнала и обнаруженного отраженного звукового сигнала (sa2) функции пространственного отражения трубопровода, указывающей на уменьшение диаметра трубопровода (2) в зависимости от расстояния;
идентификация наличия и пространственного положения дефектов (20) на основании указанной функции пространственного отражения;
определение оцененной реальной геометрической модели трубопровода при наличии оцененного дефекта в идентифицированном положении дефекта;
вычисление ожидаемого отраженного звукового сигнала на основании оцененной реальной геометрической модели трубопровода;
модифицирование геометрических параметров оцененной реальной геометрической модели трубопровода за счет взаимной корреляция между ожидаемым отраженным звуковым сигналом и обнаруженным отраженным звуковым сигналом (sa2) за промежуток времени, соответствующий положению вокруг идентифицированного дефекта;
повторное выполнение указанного процесса модифицирования до тех пор, пока геометрические параметры не сойдутся с получением реальной геометрической модели трубопровода, указывающей на обнаруженную форму трубопровода и найденные отклонения.
16. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащая средство для обнаружения давления окружающей среды, выполненное с возможностью подачи на блок (3) управления информации об обнаруженном давлении окружающей среды.
17. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью сохранения информации о температуре и/или профилей температуры, характерных для трубопровода (2) или ожидающихся в нем.
18. Установка (100) по  п. 8, также содержащая средство для обнаружения давления окружающей среды, выполненное с возможностью подачи на блок (3) управления информации об обнаруженном давлении окружающей среды, и/или  в которой блок (3) управления выполнен с возможностью сохранения информации о температуре и/или профилей температуры, характерных для трубопровода (2) или ожидающихся в нем, причем  блок (3) управления выполнен также с возможностью определения ожидаемой модели распространения с учетом указанного давления окружающей среды и/или информации о температуре.
19. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, в которой блок (3) управления выполнен с возможностью сохранения множества результатов измерения геометрических параметров и оценки на основании указанного множества результатов измерений пространственно-временного изменения одного или более сечений трубопровода (2).
20. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащая средство для оценки формы трубопровода на стадии спуска и перед укладкой, выполненное с возможностью измерения поперечных сечений участков трубопровода на стадии спуска и отправки в блок (3) управления информации о форме трубопровода на стадии спуска и перед укладкой на основании постепенно измеряемых поперечных сечений,
и в которой блок (3) управления также выполнен с возможностью измерения геометрических параметров трубопровода (2) с учетом указанной информации о форме трубопровода на стадии спуска и еще находящегося на борту трубоукладочного судна 200.
21. Установка (100) по любому из предыдущих пунктов, в которой
блок (1) приемопередачи звука может быть механически встроен во внутреннее зажимное приспособление (30) устройства укладки, предназначенное для управления соединением и сваркой участков трубы на стадии спуска;
блок (3) управления может быть расположен дистанционно от блока (1) приемопередачи звука,
установка (100) также содержит электронное средство связи между блоком (1) приемопередачи звука и блоком (3) управления.
22. Способ дистанционного измерения геометрических параметров трубопровода (2) на стадии спуска посредством звуковых волн в режиме реального времени, предусматривающий следующие стадии:
подача в трубопровод (2) от блока (4) передачи звука входного звукового сигнала (sa1) на основании управляющего электрического сигнала (sp), при этом указанный входной звуковой сигнал (sa1) содержит по меньшей мере волну звукового давления, распространяющуюся в продольном направлении в текучей среде вдоль трубопровода;
определение указанного входного звукового сигнала (sa1) с помощью блока (5) приема звука, отличного от блока (4) передачи звука, и генерирование первого электрического измерительного сигнала (se1), зависящего от входного звукового сигнала (sa1);  каждый из указанных блоков (4) передачи звука или элементов (6, 6’) передачи звука содержит электроакустический преобразователь;
прием блоком (5) приема звука отраженного звукового сигнала (sa2), сгенерированного в трубопроводе и зависящего от входного звукового сигнала (sa1) и от геометрических параметров трубопровода (2), и генерирование второго электрического измерительного сигнала (se2) на основании отраженного звукового сигнала (sa2); каждый из указанных блоков (5) приема звука или элементов (7, 7’) приема звука содержит электроакустический преобразователь;
измерение с помощью блока (3) управления геометрических параметров трубопровода (2) на основании первого (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2), причем блок (3) управления содержит:  блок (8) сбора первого электрического измерительного сигнала (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2);  блок (9) генерирования управляющего электрического сигнала;
а способ, кроме того, включает выполнение, посредством процессора (10) блока (3) управления, обработки с целью измерения геометрических параметров трубопровода (2) на основании указанного первого (se1) и второго электрического измерительного сигнала (se2), а также управление блоком (9) генерирования управляющего электрического сигнала.
23. Способ по п. 22, в котором стадия подачи входного звукового сигнала (sa1) предусматривает соответственно подачу первым элементом (6) блока (4) передачи звука первого переданного звукового сигнала (sa1’) и вторым элементом (6’) блока (4) передачи звука второго переданного звукового сигнала (sa1”), при этом первый переданный звуковой сигнал (sa1’) и второй переданный звуковой сигнал (sa1”) объединяются с образованием входного звукового сигнала (sa1).
24. Способ по любому из пп. 22–23, предусматривающий следующие дополнительные стадии:
определение формы анализирующей волны и генерирование управляющего электрического сигнала (sp), в результате чего происходит модулирование входного звукового сигнала (sa1) с помощью определенной формы анализирующей волны;
определение ожидаемой модели распространения;
оценка идеального отраженного звукового сигнала на основании формы анализирующей волны и ожидаемой модели распространения;
сравнение ожидаемого идеального отраженного звукового сигнала за промежуток времени с отраженным звуковым сигналом (sa2), обнаруженным на основании второго электрического измерительного сигнала (se2) за соответствующий промежуток времени;
получение геометрических параметров трубопровода (2) на основании результатов указанного сравнения, причем полученные геометрические параметры указывают на фактическую обнаруженную форму трубопровода и найденные отклонения и/или дефекты.
25. Способ по п. 24, в котором стадия определения формы анализирующей волны предусматривает определение формы анализирующей волны на основании требуемого диапазона расстояний, внутри которого выполняется поиск дефектов, и/или на основании типа искомых дефектов, и/или на основании ожидаемого дефекта.
26. Способ по п. 24 или 25, также предусматривающий следующие стадии:
обнаружение фонового шума;
определение формы анализирующей волны с учетом обнаруженного фонового шума.
27. Способ по любому из пп. 24–26, в котором стадия генерирования формы анализирующей волны предусматривает генерирование синусоидальной формы волны, модулированной по частоте с помощью чирпа, и/или модулированной по амплитуде и/или в виде волны Рикера, или волны Клодера, или волны Ормсби.
28. Способ по п. 24, в котором стадия определения ожидаемой модели распространения проводится на основании геометрических параметров геометрической модели трубопровода без отклонений при укладке и/или на основании термодинамических параметров текучей среды, находящейся внутри трубопровода (2).
29. Способ по любому из пп. 24–28, в котором стадия сравнения предусматривает взаимную корреляцию между ожидаемым идеальным отраженным звуковым сигналом за промежуток времени и обнаруженным отраженным звуковым сигналом (sa2) за соответствующий промежуток времени.
30. Способ по любому из пп. 24–29, в котором стадия получения геометрических параметров трубопровода предусматривает следующие стадии:
обнаружение на основании результатов сравнения ожидаемого идеального отраженного звукового сигнала и обнаруженного отраженного звукового сигнала (sa2) функции пространственного отражения трубопровода, указывающей на уменьшение диаметра трубопровода (2) в зависимости от расстояния;
идентификация наличия и пространственного положения дефектов (20) на основании указанной функции пространственного отражения;
определение оцененной реальной геометрической модели трубопровода при наличии оцененного дефекта в идентифицированном положении дефекта;
вычисление ожидаемого отраженного звукового сигнала на основании оцененной реальной геометрической модели трубопровода;
модифицирование геометрических параметров оцененной реальной геометрической модели трубопровода за счет взаимной корреляция между ожидаемым отраженным звуковым сигналом и обнаруженным отраженным звуковым сигналом (sa2) за промежуток времени, соответствующий положению вокруг идентифицированного дефекта;
повторное выполнение указанного процесса модифицирования до тех пор, пока геометрические параметры не сойдутся с получением реальной геометрической модели трубопровода, указывающей на обнаруженную форму трубопровода и найденные отклонения.
31. Способ по любому из пп. 24–30, предназначенный для измерения параметров, относящихся к любой комбинации следующих отклонений:
геометрические дефекты; вмятины; изменения диаметра сечения; изменения формы сечения; блокировки и/или препятствия в трубопроводе; значительные неоднородности в свойствах текучей среды, находящейся внутри трубопровода; смещение объектов и/или дефекты в трубопроводе между последовательными измерениями; наличие воды в трубопроводе.