Способ выполнения изоляционного покрытия подземного нефтепровода
METHOD FOR IMPLEMENTING THE INSULATING COVER OF AN UNDERGROUND OIL LINE

Изобретение относится к способам выполнения изоляционного покрытия подземного нефтепровода и может быть использовано при его сооружении и ремонте для дальнейшего поиска подземного сооружения и обнаружения его утечек.
Известен мобильный георадар для дистанционного поиска местоположения подземных магистральных коммуникаций и определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте (патент на ИЗ RU № 2451954, МПК G01V 3/17, G01S 13/88, опубл. 27.05.2012 Бюл. № 15), содержащий летательный аппарат, последовательно включенные высокочастотный генератор импульсов и передающую антенну высокочастотных электромагнитных импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления антеннами, последовательно включенные принимающую антенну высокочастотных электромагнитных импульсов, второй вход которой соединен со вторым выходом блока управления антеннами, и приемник, последовательно включенные процессор с программным обеспечением и монитор, при этом антенны выполнены в виде коллимирующих решеток, шарнирно закрепленных снаружи на днище фюзеляжа летательного аппарата с возможностью синхронного качания каждой антенны в плоскости поперечного сечения фюзеляжа на угол 1-5° относительно вертикали и независимо от крена летательного аппарата и сфокусированных в сторону поверхности земли, длительность зондирующих электромагнитных импульсов фиксирована и назначается в пределах диапазона 10-0,2 нс, а данные зависимости контрастности от электрофизических свойств фракций грунтов и материалов трубопроводных коммуникаций введены в программное обеспечение процессора, отличающийся тем, что он снабжен синхронизатором, многоотводной линией задержки и сумматором, обеспечивающими синтезирование апертуры принимающей антенны, причем входы управления блока управления антеннами, высокочастотного генератора импульсов и приемника соединены с соответствующими выходами синхронизатора, к выходу приемника последовательно подключены многоотводная линия задержки и сумматор, вход управления которого соединен с выходом приемника, а выход подключен к входу процессора с программным обеспечением, вход управления которого соединен с четвертым выходом синхронизатора.
Известное устройство обладает рядом недостатков, среди которых необходимость использования такого дорогостоящего оборудования, как летательный аппарат, а также ненадежность, связанная с воздействием на электромагнитные волны помех от различных наземных объектов.
Известен сенсор звука и магнитного поля для поиска течи подземного трубопровода (патент на ПМ RU № 109854, МПК G01M 3/00, опубл. 27.10.2011 Бюл. № 30), содержащий обечайку, в нижней части которой имеется мембрана, на которой установлен пьезоэлектрический преобразователь акустических колебаний в электрический сигнал, подключенный к усилителю этих сигналов, отличающийся тем, что внутри обечайки расположен измеритель магнитной индукции, выполненный в виде элемента Холла, к двум граням кристалла которого подключен источник тока, а к двум другим - усилитель электрических сигналов.
Недостатком данного технического решения является узкая область применения для металлических трубопроводов, и ненадежность, связанная с необходимостью обслуживания узла примыкания мембраны с помощью шарикового упора.
Наиболее близким является способ изготовления изоляционного покрытия подземного трубопровода, поиска и обнаружения утечек при его эксплуатации (патент на ИЗ RU № 2134836, МПК F16L 58/10, опубл. 20.08.1999), заключающийся в изготовлении и монтаже полимерной герметичной цилиндрической оболочки, имеющей отходящие от внутренней ее поверхности к центру контактирующие с трубопроводом с образованием кольцевого зазора опорные элементы, отличающийся тем, что изоляционное покрытие монтируют секционно с соединением поперечных швов оболочек и герметизируют торцы секций, диаметр опорных элементов оболочки превосходит наружный диаметр неочищенной поверхности трубопровода, продольные сварные швы его труб располагают вне опорных элементов оболочки, а сам трубопровод - дезаксиально в ее внутренней полости, при этом последнюю заполняют сухим воздухом или инертным газом под избыточным давлением с его автоматическим контролем и регулированием, причем опорные элементы выполнены в виде продольных с поперечными уступами выступов.
Недостатком данного устройства является недостаточная точность определения утечки, связанная с определением места утечек только при значительной утечке, провоцирующей повышение давления внутри оболочки, а также с образованием конденсата на поверхности трубопровода, возникающего из-за сезонных перепадов температуры окружающего грунта и температуры перекачиваемой жидкости. Еще одним недостатком предлагаемого технического решения является узкая область применения только в качестве определения утечки, без возможности локального обнаружения трассы трубопровода под землей.
Технической задачей предполагаемого способа является повышение точности определения утечки подземного нефтепровода с расширением функциональных возможностей для локального обнаружения трубопровода на поверхности.
Техническая задача решается способом выполнения изоляционного покрытия подземного нефтепровода, обеспечивающего поиск и обнаружение утечек при его эксплуатации, который заключается в монтаже герметичной оболочки, включающей контактирующие с нефтепроводом с образованием кольцевого зазора опорные элементы, расположенные равномерно по периметру нефтепровода и средства контроля.
Новым является то, что герметичную оболочку снизу предварительно оснащают жестким углублением с перемычками под кабель электрического питания, снабженным как минимум одним источником питания и влагозащитными источниками света, которые располагают между перемычками, при этом средства контроля выполнены в виде закрепленных на соответствующих опорных элементах световодов, причем нижний конец световода располагают над соответствующим источником света, а верхний конец световода выводят через оболочку на поверхность над трубопроводом, где соединяют этот конец световода с поверхностным маячком.
Также новым является то, что оболочку изготавливают разъемной в виде отдельных одинаковых секций, монтаж которых на трубопроводе осуществляют герметичным их соединением стыков.
На фиг. 1 изображен общий вид изоляционного покрытия подземного трубопровода в продольном разрезе.
На фиг. 2 изображен общий вид изоляционного покрытия подземного трубопровода в поперечном разрезе спереди.
Способ выполнения изоляционного покрытия подземного нефтепровода (показан условно), обеспечивающий поиск и обнаружение утечек (не показано) при его эксплуатации заключается в монтаже герметичной оболочки 1 (фиг. 1 и 2). Герметичная оболочка 1 может быть выполнена из любых известных материалов, например, из полимерных изоляционных материалов, полиэтилена, пропилена и т.д. Авторы на это не претендуют. Герметичная оболочка 1 включает контактирующие с нефтепроводом, с образованием кольцевого зазора, опорные элементы 2, расположенные равномерно по периметру нефтепровода. Опорные элементы 2 могут быть выполнены любым известным способом, например с фиксацией на внутренней части оболочки на клей или сварку в форме цилиндров, расположенных вдоль внутренней оси оболочки 1 из любых известных материалов, устойчивых к механическому воздействию окружающей среды, например резины, пропилена и т.д. Авторы на это не претендуют. Также герметичная оболочка 1 включает средства контроля, часть которых расположена в жестком углублении 3 с перемычками 6 под кабель электрического питания 4, который снабжен как минимум одним источником питания (не показано) и влагозащитными источниками света 5, которые располагают между перемычками 6, при этом средства контроля выполнены в виде закрепленных на соответствующих опорных элементах 2 световодов 7. Кабель электрического питания 4, источники света 5 и световоды 7 могут быть выполнены любым известным способом с обеспечением работоспособности при погружении в жидкость, авторы на это не претендуют. Световоды 7 фиксируются в теле опорных элементов 2. Нижний конец световода 8 располагают над соответствующим источником света 5, а верхний конец световода 9 выводят через оболочку 1 на поверхность над нефтепроводом, где соединяют этот конец световода с поверхностным маячком 10. Маячок может быть выполнен любым известным способом, в виде источника света, усиливающего световой сигнал, например, в виде рассеивающей линзы.
Оболочку 1 изготавливают разъемной, в виде отдельных одинаковых секций (не показано), монтаж которых на трубопроводе осуществляют герметичным их соединением стыков (сварка, склейка или т.п. – не показано) любым известным способом.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертежах (фиг. 1, 2) не показаны или показаны условно.
Способ реализуется следующим образом.
Нефтепровод устанавливается в траншею по любой известной технологии. Оболочка 2 изготавливается из двух половин полипропилена – нижней и верхней образующей. Перед установкой оболочки 2 на нефтепровод, необходимо произвести установку кабеля электрического питания 4, источника света 5 и световода 7 таким образом, чтобы нижний конец световода 8 располагался над соответствующим источником света 5, а верхний конец световода 9 был выведен через оболочку на поверхность над нефтепроводом и зафиксирован в таком положении даже после засыпки траншеи, чтобы позже соединить этот конец световода 7 с поверхностным маячком 10. Световод 7 фиксируется в опорных элементах 2. Опорные элементы 2 с установленными в них световодами 7 фиксируются на внутренней поверхности оболочки 1. Половинки оболочки 1 прижимаются друг к другу и пропаиваются по швам. Место выхода кабеля питания 4 герметизируется плотной резиновой заглушкой (не показано), а стык кабеля питания 4 и резиновой заглушки дополнительно проклеивается и герметизируется термоусадочной пленкой. В случае установки следующей оболочки кабель питания проводят дальше по линии нефтепровода, огибая такие препятствия, как например установочные опоры, и повторяют процедуру установки оболочки 1.
При обходе оператор включает источник питания и подает питание на кабель питания 4. Источники света 5 подают световой сигнал на поверхность благодаря световодам 7 и поверхностным маячкам 10. Оператор совершает обход или облет (в том числе при помощи управляемых летающих дронов) и благодаря линии поверхностных маячков 10 определяет трассу подземного нефтепровода. В случае утечки нефть будет стекать по телу нефтепровода в углубление 3 между соответствующими перемычками 6 и перекрывать световой сигнал от источника света 5 на поверхность, находящимся между этими перемычками 6, о чем оператор поймет, если яркость соответствующего поверхностного маячка 10 будет отличаться от остальных или вовсе пропадет. Определение локального места утечки становится возможным благодаря перемычкам 6, задерживающим нефть в определенном интервале, благодаря чему облегчается обнаружение и ремонт протечек и, как следствие, снижаются материальные затраты на ремонт.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение точности определения утечки подземного нефтепровода, а применение источников света и световодов с маячками позволяет определить расположение подземного нефтепровода.