RU2040783C1 - Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil - Google Patents
Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2040783C1 RU2040783C1 SU5022750A RU2040783C1 RU 2040783 C1 RU2040783 C1 RU 2040783C1 SU 5022750 A SU5022750 A SU 5022750A RU 2040783 C1 RU2040783 C1 RU 2040783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- pipe
- line
- gas
- leak
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контролю герметичности газонефтесодержащего оборудования и более конкретно к технике дистанционного определения места утечки жидкости или газа магистрального трубопровода, находящегося в траншее под грунтом. The invention relates to the control of the tightness of gas-oil-containing equipment and more particularly to a technique for remotely determining the place of leakage of liquid or gas from a main pipeline located in a trench under the ground.
Известны технические решения для контроля герметичности газонефтесодержащего оборудования, которые используют визуальный, оптический, тепловизионный, спектральный и другие методы. Known technical solutions for monitoring the tightness of gas-oil-containing equipment that use visual, optical, thermal imaging, spectral and other methods.
Визуальный метод малопроизводителен и используется в основном для наземных трубопроводов. Спектральный метод основан на измерении спектрального состава газа, практическое применение его возможно для значительного количества газа (больших утечек) и при отсутствии ветра. Наиболее перспективным для определения утечек жидкости или газа в подземных трубопроводах является тепловизионный метод, однако он требует точных сведений о размещении трубопровода под землей. The visual method is inefficient and is mainly used for onshore pipelines. The spectral method is based on measuring the spectral composition of the gas, its practical application is possible for a significant amount of gas (large leaks) and in the absence of wind. The most promising method for determining the leakage of liquid or gas in underground pipelines is the thermal imaging method, but it requires accurate information about the location of the pipeline underground.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения утечки из трубопровода, заключающийся в обзоре заглубленного трубопровода трассоискателем с одновременным сканированием его телевизионным датчиком. Этот способ характеризуется недостаточной достоверностью получаемых результатов ввиду возможности влияния на результат внешних факторов, например затенения или освещенности обследуемого участка, наличия вблизи природных источников с пониженной температурой и т.д. Closest to the proposed is a method for determining leakage from a pipeline, which consists in reviewing a buried pipeline with a locator and scanning it with a television sensor. This method is characterized by insufficient reliability of the obtained results due to the possibility of influencing the result of external factors, for example, shading or illumination of the investigated area, the presence of natural sources with low temperature, etc.
Целью изобретения является повышение достоверности определения утечки жидкости или газа из заглубленного трубопровода. The aim of the invention is to increase the reliability of determining the leakage of liquid or gas from a buried pipeline.
Для этого осуществляется облет трубопровода на маловысотном летательном аппарате, например вертолете, производится непрерывный обзор трубопровода метровым локатором для определения геометрического расположения (трассы) магистрального трубопровода с одновременным сканированием трубопровода съюстированными тепловизионными и телевизионными датчиками и последующей цифровой фильтрацией сигналов для выделения тепловых пятен на грунте в местах утечек жидкости или газа из трубопровода. To do this, the pipeline is circled on a low-altitude aircraft, for example, a helicopter, the pipeline is continuously surveyed with a meter locator to determine the geometrical location (route) of the main pipeline with simultaneous scanning of the pipeline with aligned thermal and television sensors and subsequent digital filtering of signals to identify thermal spots on the ground in places leakage of liquid or gas from the pipeline.
Предлагаемый способ определения места утечки жидкости или газа из магистрального напорного трубопровода осуществляется следующим образом. The proposed method for determining the leakage of liquid or gas from the main pressure pipe is as follows.
На маловысотном летательном аппарате, например вертолете, размещается метровый радиолокатор, тепловизионное и телевизионное устройства и блок цифровой фильтрации сигналов тепловизионного, телевизионного и радиолокационного устройств. On a low-altitude aircraft, such as a helicopter, a meter radar, thermal imaging and television devices and a digital filtering block for signals from thermal imaging, television and radar devices are located.
При облете трубопровода на маловысотном летательном аппарате производится
обзор трубопровода метровым радиолокатором для определения места залегания трубопровода (трассы трубопровода);
синхронизированное по времени наблюдение пространства над трассой трубопровода съюстированными тепловизионным и телевизионным устройствами; совместная цифровая фильтрация сигналов радиолокационного, телевизионного устройств, которая позволяет определить профиль залегания трубопровода и выделить тепловые пятна на грунте по трассе трубопровода в месте утечки из трубопровода.When flying over a pipeline on a low-altitude aircraft,
pipeline survey by meter radar to determine the location of the pipeline (pipeline route);
time-synchronized observation of the space above the pipeline route with aligned thermal imaging and television devices; joint digital filtering of signals from radar, television devices, which allows you to determine the profile of the pipeline and highlight heat spots on the ground along the route of the pipeline in the place of leakage from the pipeline.
Основой предлагаемого способа является принцип совместной логической обработки сигналов съюстированных и синхронно работающих информационных каналов тепловизионного, телевизионного, радиолокационного, первый из которых позволяет фиксировать прямой физический признак утечки газа из заглубленного газопровода в виде локального понижения температуры (отрицательного теплового контраста на поверхности покрытия газопровода в районе течи) вследствие проявления дроссельного эффекта при истечении газа из газопровода. При этом возможные поверхностные тепловые контрасты в районе течи, по имеющимся экспериментальным и расчетным данным, составляют до 8-10оС, что существенно превышает пороговые характеристики контрастной чувствительности тепловизионных приборов (0,5-1,0оС) и, соответственно, может быть выявлено измерениями. Однако эффективное выделение места течи по этому прямому физическому признаку затруднено вследствие наличия естественной неоднородности температурного поля.The basis of the proposed method is the principle of joint logical processing of signals of aligned and synchronously operating information channels of a thermal imaging, television, and radar, the first of which allows you to fix a direct physical sign of gas leakage from a buried gas pipeline in the form of a local temperature decrease (negative thermal contrast on the surface of the gas pipeline coating in the leak area ) due to the manifestation of a throttle effect during the outflow of gas from the gas pipeline. In this case the surface potential contrasts in heat leak area, the available experimental and calculated data amount to 8-10 ° C, which substantially exceeds the threshold characteristics of contrast sensitivity thermal devices (0.5-1.0 ° C) and, accordingly, can be detected by measurements. However, it is difficult to efficiently isolate a leak by this direct physical feature due to the presence of a natural inhomogeneity of the temperature field.
В районе залегания трубопровода. Значения случайных температурных контрастов, вызванных рядом факторов: характер покрытия и структура почвы, время суток, года, метеоусловия, могут быть соизмеримы или даже превышать значения идентифицируемых локальных температурных контрастов в районе течи. Соответственно, для повышения надежности селекции места течи предлагается использовать информацию дополнительных каналов радиолокационного и телевизионного, позволяющих выделить косвенные признаки, сочетание которых с измерением прямого признака (отрицательного теплового контраста) существенно снижает вероятность ошибочной идентификации (ложной тревоги). In the area of the pipeline. The values of random temperature contrasts caused by a number of factors: the nature of the coating and soil structure, time of day, year, weather conditions, can be comparable or even exceed the values of the identified local temperature contrasts in the leak area. Accordingly, in order to increase the reliability of leak detection, it is proposed to use the information of additional radar and television channels, which make it possible to identify indirect features, the combination of which with the measurement of a direct feature (negative thermal contrast) significantly reduces the likelihood of erroneous identification (false alarm).
Так, радиолокационный канал, выделяя геометрическое расположение металлического трубопровода на местности по контрастам радиолокационных сигналов, формирует тем самым косвенный логический признак возможного расположения места течи, а именно только в районе расположения трубопровода. So, the radar channel, highlighting the geometric location of the metal pipeline in the area by contrasts of the radar signals, thereby forms an indirect logical sign of the possible location of the leak, namely only in the area of the pipeline.
Телевизионный канал, выделяя поле контрастов, первопричиной которых является наличие внешнего источника подсветки (солнца), также позволяет формировать косвенные логические признаки наличия течи, т.е. внутреннего (не связанного с внешней подсветкой) источника отрицательного теплового контраста, за счет совместной оценки размеров фактуры знака контрастных образований телевизионного и тепловизионного кадров с учетом условий подсветки (освещенность, метеоусловия и др.). Таким образом совместный логический анализ (фильтрация) сигналов многоканальной системы, измеряющей прямой признак (тепловой контраст) и косвенные признаки (контрасты отраженного излучения внешних источников подсветки видимого и радиодиапазонов) позволяют существенно повысить эффективность обнаружения течи по сравнению с одноканальным способом, например тепловизионного или спектрального анализа поглощения газовых продуктов на местности. The television channel, highlighting the field of contrasts, the primary cause of which is the presence of an external source of illumination (the sun), also allows you to form indirect logical signs of a leak, i.e. an internal (not related to external illumination) source of negative thermal contrast due to a joint assessment of the size of the texture of the sign of the contrast formations of the television and thermal imaging frames, taking into account the lighting conditions (illumination, weather conditions, etc.). Thus, the combined logical analysis (filtering) of the signals of a multichannel system measuring the direct sign (thermal contrast) and indirect signs (contrasts of the reflected radiation from external sources of illumination of the visible and radio ranges) can significantly increase the efficiency of leak detection in comparison with a single-channel method, for example, thermal imaging or spectral analysis absorption of gas products on the ground.
Использование радиолокатора метрового диапазона в предлагаемом способе вызвано необходимостью, с одной стороны, обеспечения возможности получения доступных для измерения отраженных сигналов от трубопровода, заглубленного в траншее на 1,5-2,0 м, с другой, локализации расположения трубопровода по результатам измерений с ошибкой не более единиц градусов для большей достоверности и точности выделения косвенного признака. Оценка показала, что использование более коротковолнового радиоизлучения (дециметрового и ниже) не обеспечивает локацию трубопровода при требуемых заглублениях (1,5-2 м). С другой стороны, локация более длинноволнового диапазона (десятки метров и более), обеспечивая прохождение сигнала на требуемую глубину залегания трубопровода, имеет неудовлетворительные показатели по точности пеленгации сигналов (в пределах десятков градусов). The use of a meter range radar in the proposed method is caused by the need, on the one hand, to provide the possibility of obtaining reflected signals from a pipeline buried in a trench 1.5-2.0 m deep, and, on the other hand, to localize the location of the pipeline according to the measurement results with an error not more units of degrees for greater reliability and accuracy of the allocation of an indirect attribute. The assessment showed that the use of shorter-wavelength radio emission (decimeter and below) does not provide the location of the pipeline with the required depths (1.5-2 m). On the other hand, the location of the longer wavelength range (tens of meters or more), providing the signal passage to the required depth of the pipeline, has unsatisfactory indicators for signal direction finding accuracy (within tens of degrees).
Также неудовлетворительным является для предлагаемого способа оперативного контроля течи посредством, например, облета вертолетом использование известного метода локализации металлических трубопроводов по искажениям геомагнитного поля (магнитометрический метод). При допустимых из условий безопасности высотах полета не менее 50-100 м, наличии значительной помеховой металлической массы в зоне измерения (корпус вертолета) выделение искажений геомагнитного поля, вызванных наличием массы трубопровода, аппаратурно затруднено. При этом точность пеленгации магнитометрическим методом не превосходит 20-30о, что существенно снижает ценность измеряемого косвенного признака.It is also unsatisfactory for the proposed method for operational control of a leak by, for example, helicopter flying using the well-known method of localizing metal pipelines by distortions of the geomagnetic field (magnetometric method). At flight altitudes acceptable from the safety conditions not less than 50-100 m, the presence of a significant interfering metal mass in the measurement zone (helicopter body), the allocation of distortions of the geomagnetic field caused by the presence of the mass of the pipeline is difficult to apparatus. The accuracy of the DF magnetometric method does not exceed about 20-30, which significantly reduces the value of indirectly measured trait.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022750 RU2040783C1 (en) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022750 RU2040783C1 (en) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2040783C1 true RU2040783C1 (en) | 1995-07-25 |
Family
ID=21594684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5022750 RU2040783C1 (en) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2040783C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628872C2 (en) * | 2015-06-26 | 2017-08-22 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Method for determining location of liquid or gas escape from pipe located in ground, and device for its implementation |
-
1991
- 1991-07-26 RU SU5022750 patent/RU2040783C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Монастырев А.Б. Станция СПО-1 для обследования подводных переходов магистральных газопроводов. Инф. сб. ВНИИ экономики, организации производства и мехнико-экономических исследований в газовой промышленности. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628872C2 (en) * | 2015-06-26 | 2017-08-22 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Method for determining location of liquid or gas escape from pipe located in ground, and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lyu et al. | Lightning initiation processes imaged with very high frequency broadband interferometry | |
| US4825165A (en) | Method and apparatus for detecting a transient phenomenon by monitoring variations of an alternating component of a vertical current emanating from the earth's surface | |
| CA2277713C (en) | A mapping system for the integration and graphical display of pipeline information that enables automated pipeline surveillance | |
| Kelly et al. | High‐resolution aerial infrared mapping of groundwater discharge to the coastal ocean | |
| WO2016106958A1 (en) | Ridge energy correction-based method for detecting zonal underground target in mountain land | |
| CN101566692A (en) | Method for detecting cloud height by utilizing cloud shadow information in satellite remote sensing data | |
| US4507611A (en) | Method for detecting surface and subsurface anomalies of the earth using vertical current measurements | |
| ES2604807B1 (en) | Method and system to search for water leaks through image analysis generated by remote sensing systems | |
| Taylor et al. | An investigation of intrinsic gravity wave signatures using coordinated lidar and nightglow image measurements | |
| US4005289A (en) | Method for identifying anomalous terrestrial heat flows | |
| Montanyà et al. | A simultaneous observation of lightning by ASIM, Colombia‐lightning mapping array, GLM, and ISS‐LIS | |
| US3651395A (en) | Method for exploring the surface of the earth with electromagnetic energy including comparing reradiation characteristics of gases to locate escaping hydrocarbon gases at the surface emitted by deposits of petroleum and/or natural gas at depth | |
| Cracknell et al. | Detection of sub-surface coal fires using Landsat Thematic Mapper data | |
| ES2913006T3 (en) | Method and system to search for water leaks based on measurements of secondary cosmic radiation | |
| KR101173161B1 (en) | Exploration measurement system of underground conduit line | |
| Sato et al. | Horizontal distributions of sprites derived from the JEM‐GLIMS nadir observations | |
| US4357113A (en) | Liquid container leakage detection method and system | |
| RU2040783C1 (en) | Process of detection of point of leak of liquid or gas in pipe-line dug in soil | |
| van der Meijde et al. | A spectral-geophysical approach for detecting pipeline leakage | |
| RU2231037C1 (en) | Method of location of leakage of liquid or gas in pipe line laid in ground | |
| CN108717526A (en) | Satellite monitoring forest fires hot spot recognition methods based on AVHRR data | |
| RU2374667C1 (en) | Method of geochemical survey | |
| Gagnon et al. | Comprehensive Summary of Methane Airborne Quantification Results | |
| RU2439519C1 (en) | Method of defining of points of fluid of gas leaks from buried pipeline and device to this effect | |
| Sadovnychiy et al. | Geographical information system applications for pipeline right of way aerial surveillance |