УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
DEVICE FOR DETERMINATION OF PLANNED-ALTITUDE POSITION OF UNDERGROUND PIPELINES

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами.
Используемая в настоящее время Инструкция «По диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов» РД 12-411-01 не предусматривает замеры определяющие планово-высотное положение подземного трубопровода.
Известен «Способ определения планово-высотного положения подземного магистрального трубопровода» [1] (Патент RU 2527902). Способ включает пропуск внутритрубного инспектирующего прибора с навигационной системой внутри трубопровода и последующим вычислением координат в наземном пункте обработки.
Недостатком выше указанного способа является то, что для регистрации изменений проектного положения трубопровода на оползнеопасных участках требуется подготовленный выезд бригады специалистов, оснащенной дорогостоящим оборудованием.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является «Устройство для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов» [2] (Патент №2647215) в котором для контроля горизонтального перемещения применен рычажный механизм, шарнирно соединенный с подземным трубопроводом и с вертикальной сваей, установленной в грунт, неподверженный оползневым явлениям, при этом рычажный механизм преобразует горизонтальное смещение подземного трубопровода в вертикальное перемещение стержня с измерительной шкалой горизонтального перемещения, а для контроля вертикального перемещения, на подземном трубопроводе установлена вертикальная стойка с измерительной шкалой. Для считывания показаний о горизонтальных и вертикальных перемещениях подземного трубопровода с измерительных шкал применяется визир, установленный на вертикальной свае.
Недостатком выше указанного устройства является то, что для регистрации изменений проектного положения подземного трубопровода на оползнеопасных участках оно требует присутствия обходчика, а также то, что устройство не позволяет контролировать осевые перемещения подземного трубопровода. При этом потери времени на проведение замеров могут оказаться критичными при значительном смещении подземного трубопровода, например, под воздействием оползневых масс.
Целью настоящего изобретения является создание устройства для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов, обеспечивающего отслеживание абсолютных величин горизонтального, вертикального и осевого смещения трубопровода на оползнеопасных участках в режиме реального времени и работающего автономно.
Указанная цель достигается за счет применения:
- кабеля-троса, на котором через заданные расстояния установлены блоки акселерометров;
- гибкого защитного кожуха;
- счетчика длины с натяжителем кабеля-троса;
- вертикальной сваи, установленной в грунт, неподверженный оползневым явлениям;
- программного обеспечения, обрабатывающего в режиме реального времени информацию с блоков акселерометров об их положении в пространстве, преобразующего ее в траекторию кабеля-троса и в изменения планово-высотного положения подземного трубопровода.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемое устройство для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов, состоит из вертикальной сваи, установленной в грунт, неподверженный оползневым явлениям, согласно изобретению, на вертикальной свае устанавливается счетчик длины с натяжителем кабеля-троса, на котором через заданные расстояния установлены блоки акселерометров, защищенные гибким защитным кожухом, а второй конец кабеля-троса закреплен на подземном трубопроводе, при смещении которого относительно вертикальной сваи, установленной в грунт, не подверженный оползневым явлениям, блок сбора и передачи данных обеспечивает передачу информацию со счетчика длины с натяжителем и с блоков акселерометров на сервер, программное обеспечение которого в режиме реального времени определяет фактическую длину и траекторию кабеля-троса в пространстве, а также реальное смещение подземного трубопровода в трехмерной системе координат.
На фиг. 1 представлено заявляемое устройство для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов, где:
1 - грунт не подверженный оползневым явлениям;
2 - вертикальная свая;
3 - счетчик длины с натяжителем;
4 - кабель-трос;
5 - блок акселерометра;
6 - гибкий защитный кожух;
7 - подземный трубопровод;
8 - блок сбора и передачи данных;
9 - передающая антенна;
10 - технологический колодец;
11 - сервер;
12 - оползневые массы.
На оползнеопасном участке в грунт не подверженный оползневым явлениям 1 устанавливается вертикальная свая 2 на которой крепится счетчик длины с натяжителем 3 кабеля-троса 4, на котором через заданные расстояния установлены блоки акселерометров 5, защищенные гибким защитным кожухом 6. Второй конец кабеля-троса 4 закреплен на подземном трубопроводе 7. Блок сбора и передачи данных 8 с передающей антенной 9 целесообразно разместить на вертикальной свае 2, а для удобства обслуживания счетчика длины с натяжителем 3 выполнить технологический колодец 10. Сервер 11 находится на рабочем месте оператора.
Устройство работает следующим образом.
Под воздействием оползневых масс 12 происходит смещение подземного трубопровода 7 в горизонтальном, вертикальном направлениях и осевом направлениях. Счетчик длины с натяжителем 3 кабеля-троса 4 отслеживает смещение подземного трубопровода 7 вдоль оси X, в ту или иную сторону. Смещение подземного трубопровода 7 вдоль осей У и Z отслеживают блоки акселерометров 5, установленные на кабеле-тросе 4. Программное обеспечение, установленное на сервере 11, обрабатывает в режиме реального времени информацию, переданную с блока сбора и передачи данных 8, оснащенного передающей антенной 9. Информация со счетчика длины с натяжителем 3, с блоков акселерометров 5 об их положении в пространстве, преобразуется в траекторию кабеля-троса 4 и в изменения планово-высотного положения подземного трубопровода 5. Гибкий защитный кожух 6 предохраняет блоки акселерометров 5 от трения о грунт и позволяет им свободно перемещаться внутри него (при движении кабеля-троса 4).
Предлагаемое устройство для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов позволяет дистанционно, в режиме реального времени, отслеживать абсолютные значения смещений подземных трубопроводов с вертикальном и горизонтальном и осевом направлениях. Устройство также можно использовать для контроля планово-высотного положения на открытых участках трубопроводов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент RU 2527902.
2. Патент №2647215.