Обнаружение крупных утечек по изменению расхода и давлению

В момент возникновения утечки меняются гидродинамические параметры работы трубопровода. По совмещённой характеристике нефтепровода и перекачивающих станций видно, что возникновение утечки приводит к увеличению его производительности (рис. 11.1).

Технологии обнаружения места утечки из трубопроводов основаны на измерении давления перекачки и расхода. Наиболее простой способ обнаружения крупных утечек заключается в построении линий гидравлического уклона с начала и конца перегона по измеренным расходам (рис. 11.2). Для упрощения процесса поиска места утечки можно рассчитывать текущий гидравлический уклон с помощью ЭВМ по известным формулам гидравлики. Пересечение линий гидравлических уклонов, построенных для двух указанных значений расхода, показывает положение места утечки (у). Зная погрешность этого метода, можно достаточно быстро найти место утечки и приступить к ликвидации аварийного состояния. Этот способ весьма неточен при графоаналитическом исполнении, так как связан с масштабными построениями. Точность его повышается при использовании ЭВМ и достаточно большом дисбалансе расходов.

Рисунок. 11.1. Совмещенная характеристика НПС и трубопровода: 1, 2—характеристика трубопровода до и после возникновения утечки; 3—суммарная характеристика НПС

Рисунок 11.2 - Схема для определения места утечки по изменению линии гидравлического уклона:

Н — напор станции; l — длина трассы трубопровода между насосными станциями; у — место утечки; 1,2— линии гидравлического уклона соответственно при наличии утечки и без нее

Местоположение утечки можно также обнаружить по уменьшению напора на НПС. Для этого необходимо закрыть концевую задвижку на перегоне, а насосную станцию, оборудованную центробежными насосами, не выключать. Движение жидкости будет происходить только на участке до места утечки. В результате получается кривая падения давления (рис. 11.3), по которой легко определить место утечки, зная р₂, р₁ и гидравлический уклон на первом участке.

Рисунок 11.3 - Схема для определения места утечки по падению давления в трубопроводе:

н — насос; у — место утечки; з — концевая задвижка; р₁ — давление, развиваемое насосом; р₂ — постоянное давление за местом утечки; L — расстояние от насосной до места утечки

Для определения места утечки по изменению давления на нефтепроводе через каждые 10—20 км и на перекачивающих станциях устанавливают контрольно-замерные пункты, которые позволяют измерять перепады давления на участках. По значению измеренного перепада давления судят о состоянии трубопровода. Метод является достаточно надежным и помехоустойчивым. С помощью ЭВМ анализируют приращение давления и выявляют нарушения монотонности изменения давления. Крупные утечки обнаруживают немедленно по резкому падению давления на приеме следующей перекачивающей станции, а малые и средние утечки выявляют только в результате обработки измеренных перепадов давления на ЭВМ. Если трубу оснастить датчиками внешнего давления, то, анализируя колебания внутреннего и наружного давления в течение длительного промежутка времени и сравнивая их со статистическими данными, можно прогнозировать образование сквозных дефектов в трубопроводе.