Методы определения утечек и незаконных врезок в нефтепроводы

Одним из главных вопросов при эксплуатации трубопроводов является обеспечение промышленной и экологической безопасности. Нарушение целостности трубопроводной системы чревато объемными выбросами перекачиваемого продукта в окружающую среду.

В российских условиях обеспечение безопасности трубопроводного транспорта приобретает своеобразный оттенок. Факторами, определяющими это, является не только обширная сеть и протяженность действующих трубопроводов, но и масштабные несанкционированные врезки.

Сегодня существует две категории методов обнаружения утечек из трубопроводов: методы постоянного и периодического контроля.

Методы постоянного контроля:

1. Сравнение расходов позволяет учитывать объем перекаченной среды в начальной и конечной точке системы.
2. Метод снижения давления с фиксированной или скользящей установкой заключается в фиксации перепадов давления на различных промежутках трубопровода. Рассчитанные программным способом давления сопоставляются с фактическими показаниями датчиков. При обнаружении несоответствия происходит оповещение о предполагаемой утечке или незаконной врезке.
3. Метод линейного баланса основан на постоянстве перекачиваемого объема в начальной и конечной точках при установившемся режиме транспортировки.
4. Метод акустической эмиссии позволяет с помощью пьезоэлектрических элементов, располагающихся на трубопроводе, регистрировать нарушения целостности системы и утечки.
5. Корреляционный метод основан на применении датчиков, измеряющих виброакустический сигнал, создаваемый утечкой.
6. Сравнение изменения скорости расходов в начальной и конечной точках участка трубопровода.
7. Метод отрицательных ударных волн позволяет зафиксировать утечку за счет изменения фронта волны давления. Вероятное место утечки продукта определяется по временному интервалу прохождения фронта волны.
8. Метод ударных волн Жуковского предполагает замер давлений в конечной точке трубопровода. Скорость распространения ударной волны позволяет определить место утечки.
9. Метод гидравлической локации основан на аналитических данных гидравлических показателей участков трубопровода.
10. Модифицированный метод гидравлической локации предусматривает установку датчиков давления в определенных местах трубопровода. Изменения гидравлического уклона во времени на данном участке трубопровода также позволяют фиксировать утечки.
11. Модифицированный метод материального баланса основан на фиксации давления и расхода перекачиваемой среды в конце участка трубопровода. Измеренные показатели сравниваются с изменением массы жидкости на участке. Имеющиеся расхождения позволяют говорить о наличии утечек.

Методы периодического контроля:

1. Радиолокационный метод позволяет фиксировать утечки за счет радиоактивного излучения, возникающего при попадании транспортируемой среды в грунт.
2. Тепловой метод основан на перепаде температур, возникающих при вытекании транспортируемой среды в окружающую среду. Для этого применяют тепловизоры, устанавливаемые в специальных лабораториях.
3. Визуальный метод заключается в непосредственном обходе трасс трубопровода и фиксации вероятных мест утечек по внешним признакам.
4. Ультразвуковой. При утечке продукта возникают ультразвуковые волны, которые подлежат регистрации.
5. Лазерный газоаналитический метод базируется на способности газов, содержащих углеводороды, поглощать энергию источника инфракрасного излучения.
6. Метод обработки кривой падения давления. Данный метод заключается в поднятии давления в трубопроводе до значения, при котором вся система оказывается заполненной транспортируемой жидкостью. После этого отслеживают изменение давления, падение которого укажет на наличие утечки.
7. Метод перепада давления заключается в разделении участка трубопровода на две части зондом, по обе стороны которого производят замер перепада давления.
8. Анализ статистического давления производят при гидравлическом испытании трубопровода. Для этого производят замер измерения скорости падения давления на участке трубопровода между двух отключающих устройств. Дистанционно отслеживаемый перепад давления показывает вероятные места утечек из трубопровода.
9. Акустический метод позволяет определять утечки за счет регистрации акустических сигналов, возникающих при истечении перекачиваемого продукта из трубопровода.
10. Метод трассирующих газов основан на анализе утечек газоанализаторами, регистрирующими качественный и количественный состав содержащихся в продукте газов.
11. Метод дифференциального давления производят на отключенном участке трубопровода. Далее осуществляют мониторинг изменения перепада давлений на двух соседних участках.
12. Магнитный. Для его проведения применяют дефектоскопы с феррозондовыми и индукционными датчиками.
13. Метод вихревых токов подразумевает применение вихретокового преобразователя, который помещается в трубопровод. Преобразователь создает магнитное поле, а регистратор фиксирует его параметры.
14. Комбинированный электромагнитный метод базируется на намагничивании стенок трубопровода. Имеющиеся повреждения трубопровода будут изменять коэффициент магнитной проницаемости.

Все существующие методы контроля герметичности трубопроводных систем можно разделить на три категории в зависимости от их воздействия на бесперебойную транспортировку перекачиваемого продукта:

1. Методы, исключающие изменение течения технологического режима перекачки.
2. Методы, подразумевающие под собой изменение технологического режима перекачки, заключающееся в снижении объемов перекачиваемого продукта.
3. Методы, заключающиеся в полной остановке трубопровода для осуществления процедуры поиска мест утечек и несанкционированных врезок.