Устройство для создания гидроакустического импульса в трубопроводах
Область применения: Предложение относится к области испытания трубопроводов, заполненных жидкостью под давлением, и предназначено для определения мест нахождения пробок (затора) или преград внутри трубопровода. Решаемая задача: Оперативное определения мест засорения внутри протяженного трубопровода, заполненного жидкостью под давлением без проникновения внутрь трубы. Сущность полезной модели: Устройство содержит полый корпус 1 закрытый крышкой 3. Полый корпус 1 имеет кран (клапан) 4 для поступления в корпус жидкости из трубопровода 10 и кран (клапан) 5 для ее вытеснения из корпуса. Полый корпус 1 выполнен с возможностью изменения его внутреннего объема «С», для чего внутри него помещены герметически «притертый» поршень с ходовым штоком 2, снабженным механизмом его управления 7, и снабжен указателем 6 заполнения полости «С» жидкостью, который выполнен в виде мерной линейкой, один конец которой жестко связан с ходовым штоком 2, а другой установлен на уровне плоскости поршня. Линия «А» служит для соединения с трубопроводом 10 и содержит дистанционный датчик давления 8, а также запорный кран 9 и угловой двойник 11.
Предложение относится к области испытания трубопроводов, заполненных жидкостью под давлением, и предназначено для определения мест нахождения пробок (затора) или преград внутри трубопровода.
Известно устройство, обеспечивающее гидродинамическое возмущение в стволе скважины путем создания резкого снижения давления в зоне засорения ствола скважины (Пат. RU №2060357 Бюл. №14, опубл. 20.05.1996 г. «Устройство на кабеле для воздействия на пласт в скважине»).
Устройство содержит корпус имплозивной камеры, соединенной с силовым приводом для открытия замка клапана, через который в камеру поступает жидкость из зоны засорения. Под действием перепада давления после мгновенного открытия клапана частицы из зоны очистки попадают в камеру и там оседают. Создаваемый скоростным потоком перепад давления контролируется и регистрируется посредством дистанционного датчика давления в корпусе прибора. Клапан закрывается посредством силового привода и устройство извлекается из зоны засорения.
Недостатком известной конструкции является то, что эту камеру невозможно применять многократно, не извлекая ее на поверхность, для очистки камеры от заполняющей ее жидкости с примесями. Кроме того, в условиях большой протяженности трубопровода, остро стоит задача обнаружения зоны засорения, не проникая во внутрь трубы.
Целью предлагаемого устройства является возможность оперативного определения мест засорения внутри протяженного трубопровода, заполненного жидкостью под давлением.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для создания гидроакустического импульса в трубопроводах, содержащем полый корпус с краном (клапаном) для поступления в него жидкости под давлением из трубопровода и краном (клапаном) для ее вытеснения из корпуса, а также дистанционный датчик давления, полый корпус выполнен с возможностью изменения его внутреннего объема, для чего внутри него помещены герметически «притертый» поршень с ходовым штоком, снабженным механизмом его управления, извне полый корпус снабжен крышкой и указателем уровня заполнения полости корпуса жидкостью, кроме того, указатель уровня заполнения полости корпуса жидкостью выполнен в виде мерной линейки, один конец которой жестко связан с ходовым штоком, а другой -установлен на уровне плоскости поршня. Указанное устройство подсоединено к трубопроводу посредством углового двойника с запорным краном, где дистанционный датчик давления присоединен к свободному концу углового двойника между запорным краном и краном (клапаном) для поступления жидкости из трубопровода в полый корпус.
На чертеже представлена конструкция заявляемого устройства.
Устройство для создания гидроакустического импульса в трубопроводах, заполненных жидкостью под давлением или гидроакустический импульсный генератор (ГАИГ) содержит полый корпус 1, выполненный с возможностью изменения его внутреннего объема, для чего внутри него помещены герметически притертый поршень с ходовым штоком 2, снабженным механизмом его управления. Полый корпус 1 имеет кран (клапан) 4 для поступления в корпус жидкости под давлением и кран (клапан) 5 для ее вытеснения из корпуса. Указатель объема заполнения полости корпуса жидкостью 6 выполнен в виде мерной линейки, один конец которой жестко связан с ходовым штоком 2, а другой установлен на уровне плоскости поршня 2. Механизм управления движения 7 ходовой пары «шток-поршень» на фиг.1 представлен в виде рукоятки, но может иметь и другое исполнение. Линия «А» служит для соединения с полостью трубопровода
10 и крепится с помощью резьбового соединения. Линия «В» служит для слива жидкости. Полость «С» - для заполнения жидкостью. На линии «А» поставлен дистанционный датчик давления 8, а также - запорный кран 9 и угловой двойник 11.
ГАИГ работает следующим образом.
ГАИГ крепится к трубопроводу 10 с жидкостью посредством линии «А» с краном (клапаном) 4, который закрыт. Сливной кран (клапан) 5 также закрыт, а полость «С» - пуста. Поршень 2 находится в верхнем положении.
При открывании крана (клапана) 4 по линии «А» происходит вытеснение жидкости из трубопровода 10, находящегося под давлением, в полость «С», при этом возникает импульс разряжения, который распространяется по трубе и при натыкании на преграду отражается и возвращается, данный процесс фиксируется дистанционным датчиком давления 8 и по результатам расчитывается теоритическое расстояние до пробки (затора). Затем кран (клапан) 4 закрывается и открывается сливной кран (клапана) 5 по линии «В», в результате чего происходит вытеснение жидкости из баллона. После закрытия сливного крана (клапана) 5 ГАИГ готов к повторному созданию гидроакустического импульса, для корректировки расстояния до пробки (затора).
В ГАИГ предусмотрено изменение объема полости «С», что в свою очередь влияет на характеристику гидроакустического импульса. С увеличением объема полости «С» увеличивается начальная амплитуда импульса возмущения, и как следствие увеличивается расстояние его до полного затухания.
Расстояние до пробки можно определить по формуле:
где tpi - время прихода i-го импульса,
Vзв - скорость звука в жидкости, заполняющей трубопровод.
Таким образом, используя простое устройство ГАИГ, можно определить с достаточной точностью место нахождения пробок внутри протяженного трубопровода, заполненного жидкостью под давлением (нефть, вода). При этом, нет необходимости в проникновении внутрь трубы и использования специальной дорогостоящей техники.
1. Устройство для создания гидроакустического импульса в трубопроводах, содержащее полый корпус с краном (клапаном) для поступления в него жидкости под давлением из трубопровода и краном (клапаном) для ее вытеснения из корпуса, а также дистанционный датчик давления, отличающееся тем, что полый корпус выполнен с возможностью изменения его внутреннего объема, для чего внутри него помещены герметически “притертый” поршень с ходовым штоком, снабженным механизмом его управления, извне полый корпус снабжен крышкой и указателем уровня заполнения полости корпуса жидкостью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указатель уровня заполнения полости корпуса жидкостью выполнен в виде мерной линейки, один конец которой жестко связан с ходовым штоком, а другой установлен на уровне плоскости поршня.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное устройство подсоединено к трубопроводу посредством углового двойника с запорным краном.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в указанном устройстве дистанционный датчик давления присоединен к свободному концу углового двойника между запорным краном и краном (клапаном) для поступления жидкости из трубопровода в полый корпус.
