Способ контроля расхода транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру

Классификация по МПК: G01F

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2336497
Дата публикации: 
Понедельник, Октябрь 20, 2008
Начало действия патента: 
Пятница, Январь 26, 2007

Изобретение относится к контролю технического состояния магистральных трубопроводов и может быть использовано для исследований запорно-регулирующих арматур газопроводов концентрационным способом. Сущность: перед исследуемой негерметичной запорно-регулирующей арматурой в поток инжектируют порцию индикаторного газа. За запорно-регулирующей арматурой осуществляют регистрацию индикаторного газа путем последовательного отбора через известные промежутки времени в одном из сечений потока N проб индикаторного газа и строят гистограмму концентрации индикаторного газа. По гистограмме строят временную зависимость концентрации индикаторного газа. Перед началом экспериментов определяют тем же способом опорную гистограмму и опорную временную зависимость концентрации индикаторного газа для образцовой запорно-регулирующей арматуры для различных положений ее регулировочного крана (различных расходов). Путем сравнения полученной временной зависимости с опорной определяют расход транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру. Технический результат: повышение точности контроля расхода через негерметичную запорно-регулирующую арматуру. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.


Изобретение относится к контролю технического состояния магистральных трубопроводов и может быть использовано для исследований запорно-регулирующей арматуры газопроводов концентрационным способом.

Известен способ аналогичного назначения, заключающийся в инжекции в газопровод перед запорно-регулирующей арматурой порции индикаторного газа и регистрации появления индикаторного газа в газопроводе за запорно-регулирующей арматурой /А.Н. Калужских «Контроль герметичности запорной арматуры компрессорной станции магистрального газопровода» Обзорная информация. Серия: Транспорт и подземное хранение газа. М., 2003 г., стр.30, 31/.

Данный способ принят за прототип. В прототипе контроль расхода газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру проводится путем измерения времени прохода порции индикаторного газа через запорно-регулирующую арматуру.

Недостатком прототипа является низкая точность измерения расхода газа через запорно-регулирующую арматуру, связанная с размытостью границ метки после ее прохождения через негерметичную запорно-регулирующую арматуру.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение точности контроля расхода газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе, заключающемся в инжекции в газопровод перед запорно-регулирующей арматурой порции индикаторного газа и регистрации появления индикаторного газа в газопроводе за запорно-регулирующей арматурой, регистрацию появления индикаторного газа в газопроводе за запорно-регулирующей арматурой осуществляют в различные моменты времени путем последовательного отбора в одном из сечений газопровода за определенный временной промежуток N проб индикаторного газа, с последующим определением концентрации индикаторного газа в N пробах, построением гистограммы концентрации индикаторного газа для N проведенных измерений, а по ней - временной зависимости концентрации индикатора, по которой судят о расходе газа через испытуемую запорно-регулирующую арматуру.

В газопровод перед запорно-регулирующей арматурой дополнительно инжектируют М порций индикаторных газов различной плотности и проводят дополнительный отбор N проб индикаторных газов каждой плотности в те же моменты времени, в том же сечении потока, за тот же временной промежуток, с последующим определением концентрации индикаторных газов различной плотности в M×N пробах и построением М дополнительных гистограмм концентраций индикаторных газов различных плотностей для M×N проведенных дополнительных измерений, а по ним - М временных зависимостей концентрации индикаторных газов, по которым уточняют расход транспортируемого газа через испытуемую запорно-регулирующую арматуру.

Отбор индикаторных газов осуществляют через равные промежутки времени.

Перед запорно-регулирующей арматурой одновременно инжектируют М порций индикаторных газов различной плотности.

Перед проведением контроля расхода транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру, аналогичным способом определяют опорные гистограммы концентрации М индикаторных газов, а по ним - опорные временные зависимости концентраций М индикаторных газов для образцовой запорно-регулирующей арматуры для различных значений расходов транспортируемого газа и путем сравнения М полученных временных зависимостей концентраций различных индикаторных газов с М опорными аналогичными временными зависимостями определяют расход транспортируемого газа через исследуемую негерметичную запорно-регулирующую арматуру.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема для реализации способа; на фиг.2 - гистограмма и временная диаграмма для пояснения сущности способа.

Схема для реализации способа включает в себя магистральный газопровод 1 и запорно-регулирующую арматуру 2, инжектор 3 дозируемой порции индикаторного газа 4, аккумуляторы 51, 52...5М индикаторных газов различной плотности, управляемые вентили 61...6М.

Имеется также приемник 7 индикаторного газа и управляемые вентили 81, 82...8N приемных камер-газоанализаторов 91, 92...9N.

В состав схемы также входит программно-временной задатчик 10, выходы которого соединены с управляемыми входами вентилей 6, 8. Это позволяет управлять открытием и закрытием управляемых вентилей 6, 8 по программе, задаваемой задатчиком 10.

Способ контроля расхода транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру 2 реализуется следующим образом.

Перед началом экспериментов для образцовой запорно-регулирующей арматуры на схеме, представленной на фиг.1, снимаются опорные гистограммы, по которым строятся опорные временные характеристики зависимостей концентрации каждого из индикаторных газов от времени. Зависимости снимаются для различных степеней негерметичности запорно-регулирующей арматуры, т.е для различных расходов транспортируемого газа.

На фиг.2 приведены штриховыми линиями одна из М гистограмм (вверху) и одна из М опорных временных зависимостей (внизу) концентрации индикаторного газа от времени.

Результаты экспериментов с образцовой запорно-регулирующей арматурой для различных расходов и различных индикаторных газов заносятся в компьютер (на схеме не показан).

Затем при контроле расхода газа через испытуемую запорно-регулирующую арматуру 2 с программно-временного задатчика 10 на управляемые краны 61...6M и 81...8N подают командные сигналы, которые их открывают (и закрывают) по заданной программе.

При этом в поток транспортируемого газа с помощью инжектора 3 из пневмоаккумуляторов 51...5M одновременно впрыскиваются индикаторные газы 4 различной плотности (или один индикаторный, если М=1).

Индикаторные газы различной плотности ввиду негерметичности уплотнений исследуемой запорно-регулирующей арматуры появляются в районе приемника 7 приемных камер-газоанализаторов 91...9N. Приемником 7 осуществляется последовательный отбор индикаторных газов через заданные программно-временным задатчиком 10 промежутки времени (в частном случае через равные промежутки времени).

В приемных камерах газоанализаторов 91...9N проводится анализ процентного содержания индикаторных газов каждой плотности с последующим построением М гистограмм. На фиг.2 сплошной линией (вверху) представлена одна из полученных гистограмм.

По полученным гистограммам на компьютере строятся временные зависимости C1(t)...CM(t) концентраций индикаторных газов различной плотности и решаются гидродинамические уравнения с использованием полученных выше временных зависимостей в качестве краевых условий. На фиг.2 (внизу) сплошной линией представлена одна из таких временных зависимостей.

Затем на компьютере полученные для различных индикаторных газов временные зависимости C1(t)...CM(t) сравниваются с опорными временными зависимостями, полученными ранее для различных расходов образцовой запорно-регулирующей арматуры. Из всей совокупности опорных зависимостей компьютер выбирает зависимости C1(t)...CM(t), максимально совпадающие с полученными на исследуемой запорно-регулирующей арматуре.

Это позволяет определить расход транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру и достичь поставленного технического результата.

Формула изобретения

1. Способ контроля расхода транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру, заключающийся в инжекции в газопровод перед запорно-регулирующей арматурой порции индикаторного газа и регистрации появления индикаторного газа в газопроводе за запорно-регулирующей арматурой, отличающийся тем, что регистрацию появления индикаторного газа в газопроводе за запорно-регулирующей арматурой осуществляют в различные моменты времени путем последовательного отбора в одном из сечений газопровода за определенный временной промежуток N проб индикаторного газа с последующим определением концентрации индикаторного газа в N пробах, построением гистограммы концентрации индикаторного газа для N проведенных измерений, а по ней временной зависимости концентрации индикатора, по которой судят о расходе газа через испытуемую запорно-регулирующую арматуру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газопровод перед запорно-регулирующей арматурой дополнительно инжектируют М порций индикаторных газов различной плотности и проводят дополнительный отбор N проб индикаторных газов каждой плотности в те же моменты времени в том же сечении потока за тот же временной промежуток, с последующим определением концентрации индикаторных газов различной плотности в M×N пробах, и построением М дополнительных гистограмм концентраций индикаторных газов различных плотностей для M×N проведенных дополнительных измерений, а по ним - М временных зависимостей концентрации индикаторных газов, по которым уточняют расход транспортируемого газа через испытуемую запорно-регулирующую арматуру.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что отбор индикаторных газов осуществляют через равные промежутки времени.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед запорно-регулирующей арматурой одновременно инжектируют М порций индикаторных газов различной плотности.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед проведением контроля расхода транспортируемого газа через негерметичную запорно-регулирующую арматуру аналогичным способом определяют опорные гистограммы концентрации М индикаторных газов, а по ним - опорные временные зависимости концентраций М индикаторных газов для образцовой запорно-регулирующей арматуры для различных значений расходов транспортируемого газа и путем сравнения М полученных временных зависимостей концентраций различных индикаторных газов с М опорными аналогичными временными зависимостями определяют расход транспортируемого газа через исследуемую негерметичную запорно-регулирующую арматуру.