Патент на изобретение №2263933

(54) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам контроля изоляции подземных трубопроводов. Система дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода содержит станцию катодной защиты, токовый датчик, анод, блок преобразования сигнала, медно-сульфатный электрод сравнения, установленный в грунте. Выход блока преобразования сигнала соединен с входом модулятора, выход которого соединен с входом передатчика. Выходные клеммы передатчика соединены с обмоткой передающей антенны. Канал связи выполнен в виде трубопровода. Аппаратура пульта диспетчера включает приемную антенну, у которой обмотка соединена с входом приемника, содержащего дешифратор. Выход приемной аппаратуры пульта диспетчера соединен с ЭВМ. Обмотки передающей и приемной антенн размещены на диэлектрических каркасах, из которых каждый имеет плоскую форму и выполнен в виде радиально расположенных лепестков с зазорами. Каждая из обмоток выполнена изолированным проводом в виде спирали. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля изоляции подземных трубопроводов.

Безаварийная (по причине коррозии) работа трубопроводов зависит от надежной и бесперебойной работы средств электрохимической защиты, надежность работы которых в свою очередь зависит от своевременного и регулярного контроля.

Известна система радиоконтроля за работой станций катодной защиты, на РТК 3-1. Эта система предназначена для дистанционного контроля состояния катодной защиты нефтепроводов с использованием вертолетов [1].

Система представляет собой два блока: запросчика и ответчика.

Блок запросчика, установленный на вертолете, предназначен для вызова по заданному адресу (шифру) соответствующего блока ответчика, установленного на объекте защиты, приема от него информации в цифровой форме на индикаторах блока запросчика.

Однако эта система имеет следующие недостатки:

– необходимость постоянной наладки;

– низкая надежность;

– возможность получения информации только во время летной погоды.

Наиболее близкой к предлагаемой является система дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода, описание которой приведено в патенте РФ №2169385 [2].

Известная система дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода содержит станцию катодной защиты, блок преобразования сигнала, канал связи, выполненный в виде трубопровода.

Система снабжена передатчиком, приемником, передающей и приемной антеннами, выполненными в виде катушек, обмотки которых размещены непосредственно на трубопроводе.

Недостатком системы является наличие антенн, которые необходимо наматывать непосредственно на трубопроводе.

Задача изобретения – расширение эксплуатационных возможностей.

Это достигается тем, что система дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода, содержащая станцию катодной защиты, у которой минусовая клемма подключена к трубопроводу, а плюсовая клемма посредством токового датчика к аноду, установленным в грунте, блок преобразования сигнала, у которого клеммы первого входа соединены с выводами токового датчика, а у второго входа одна клемма соединена с трубопроводом, а вторая – с медно-сульфатным электродом сравнения, установленным в грунте, выход блока преобразования сигнала соединен с входом модулятора, выход которого соединен с входом передатчика, у которого выходные клеммы соединены с обмоткой передающей антенны, канал связи, выполненный в виде трубопровода, аппаратуру пульта диспетчера, которая включает приемную антенну, выводы обмотки которой соединены с входом приемника, содержащего дешифратор, при этом выходные клеммы приемника соединены с входом приемной аппаратуры пульта диспетчера, выход которой соединен с входом ЭВМ, согласно предмету изобретения обмотки передающей и приемной антенн размещены на плоских диэлектрических каркасах, каждый из которых выполнен в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, каждая из обмоток выполнена изолированным проводом в виде спирали, при этом провод каждого витка спирали огибает то одну, то другую сторону каждого лепестка, каркас изогнут в одной плоскости в виде полуокружности с радиусом, равным /1,05-1,2/·D/2, где D – внешний диаметр трубы, передающая и приемная антенны размещены над трубой с внешней стороны.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой системе, которая снабжена передатчиком, приемником и каналом связи, выполненным в виде трубопровода, передающая и приемная антенны выполнены в виде отдельного функционального элемента. Обмотка каждой из антенн размещена на отдельном каркасе. При эксплуатации антенны устанавливаются сверху на поверхности трубопровода.

Технический результат – расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемой системы дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода; на фиг.2 изображена антенна в развернутом виде.

Система содержит два объекта.

Первый объект 1, размещенный на контрольном пункте, включает в себя станцию катодной защиты 2, у которой минусовая клемма электрически соединена с трубопроводом 3, а плюсовая клемма посредством токового датчика 4 соединена с анодом 5, размещенным в грунте. Система содержит блок преобразования сигнала 6, у которого клеммы первого входа соединены с выводами токового датчика 4, а у второго входа одна клемма соединена с трубопроводом 3, а вторая – с медно-сульфатным электродом сравнения 7, размещенным в грунте. Выход блока преобразования сигнала 6 соединен с входом модулятора 8, выход которого соединен с входом передатчика 9. Выход передатчика 9 соединен с обмоткой передающей антенны 10, которая выполнена изолированным проводом и размещена на плоском диэлектрическом каркасе.

Каркас антенны размещается сверху на трубопроводе 3 в районе контрольного пункта. Трубопровод 3 выполняет роль канала связи.

Второй объект 11 расположен в районе диспетчерского пункта и включает в себя приемную антенну 12, аналогичную передающей антенне 10, в которой обмотка размещена на плоском изогнутом каркасе, выполненном из твердого диэлектрика.

Приемная антенна размещена сверху на трубопроводе 3 в зоне диспетчерского пункта. Обмотка антенны 12 соединена с входом приемника 13. Приемник 13 содержит дешифратор и соединен своим выходом с входом приемной аппаратуры пульта диспетчера 14, выход которого соединен с ЭВМ 15.

На фиг.2 изображена передающая антенна в развернутом виде.

Антенна содержит плоский изогнутый каркас 16, выполненный из твердого высокодобротного диэлектрика. Каркас выполнен в виде радиально расположенных лепестков с зазорами. Обмотка 10 выполнена изолированным проводом в виде спирали, при этом провод каждого витка спирали огибает то одну, то другую сторону каждого лепестка.

Каркас изогнут в одной плоскости в виде полуокружности с радиусом, равным /1,05-1,2/·D/2, где D – внешний диаметр трубы.

Антенна может быть помещена в кожух, выполненный разъемным из твердого высокодобротного диэлектрика.

Антенна устанавливается сверху на изоляцию трубопровода.

Предлагаемая система работает следующим образом.

В состав системы контроля входят несколько контрольных пунктов, устанавливаемых на станциях катодной защиты, и пульт диспетчера.

На каждом контрольном пункте блок преобразования сигнала преобразует значения контролируемых параметров станций катодной защиты в двоичный код, формирует и передает в заданное время по каналу связи кодограмму. Для чего на каждом КП имеется таймер.

Аппаратура диспетчера расшифровывает принятую кодограмму и регистрирует ее.

Пункт диспетчера может передать накопленные данные через линию связи в ЭВМ центрального диспетчерского пункта. В местах установки антенн над трубопроводом могут быть сооружены смотровые колодцы. Предлагаемые антенны являются съемными, что позволяет периодически производить их поверку, а также их быструю замену.

Предлагаемая система может быть смонтирована в очень короткие сроки и может осуществлять круглосуточный и в любую погоду телеконтроль за состоянием средств электрохимической защиты, собирая информацию со всех участков трубопровода, в том числе и выборочно. Так как передающая антенна практически может быть установлена в любом месте трубопровода при наличии временного колодца.

Корпуса передатчика и приемника соединены с грунтом посредством двухполюсников, каждый из которых выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора, и тали являющихся колебательным контуром, резонансная частота которого равна частоте передатчика.

Источники информации

1. Ю.В.Борисов, П.Б.Финкельштейн. Система контроля станций катодной защиты с использованием вдольтрассовой ЛЭП. Трубопроводный транспорт нефти. – М.: Транспресс, №7, 1996 г., с.29-31.

2. Патент РФ №2169385, кл. 7 G 01 V 3/11, G 01 N 27/20, опубл. 20.06.2001 г. Бюл. №17.

Формула изобретения

Система дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода, содержащая станцию катодной защиты, минусовая клемма которой соединена с трубопроводом, а плюсовая клемма посредством токового датчика соединена с анодом, размещенным в грунте, блок преобразования сигнала, клеммы первого входа которого соединены с выходом токового датчика, а у второго входа одна клемма соединена с трубопроводом, а вторая – с медно-сульфатным электродом сравнения, установленным в грунте, выход блока преобразования сигнала соединен с входом модулятора, выход которого соединен с входом передатчика, у которого выходные клеммы соединены с обмоткой передающей антенны, канал связи, выполненный в виде трубопровода, аппаратуру пульта диспетчера, который включает приемную антенну, у которой обмотка соединена с входом приемника, содержащего дешифратор, выходные клеммы которого соединены с входом приемной аппаратуры пульта диспетчера, выход которой соединен с ЭВМ, отличающаяся тем, что обмотки передающей и приемной антенн размещены на диэлектрических каркасах, из которых каждый имеет плоскую форму и выполнен в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, каждая из обмоток выполнена изолированным проводом в виде спирали, при этом провод каждого витка спирали огибает то одну, то другую сторону каждого лепестка, каркас изогнут в одной плоскости в виде полуокружности с радиусом, равным (1,05-1,2)·D/2, где D – внешний диаметр трубы, передающая и приемная антенны размещены над трубой с внешней стороны.

РИСУНКИ