способ определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру

Формула изобретения

1. Способ определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру, заключающийся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента ее появления с помощью датчиков концентрации индикаторного газа до и после запорно-регулирующей арматуры и измерении времени запаздывания метки прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа, отличающийся тем, что при испытании запорно-регулирующей арматуры в натурных условиях дополнительно измеряют длительность импульсов, получаемых с помощью датчиков концентрации на входе и выходе запорно-регулирующей арматуры для различных статических давлений, рассчитывают величину пространственного уширения d порции индикаторного газа после прохождения запорно-регулирующей арматуры от времени и определяют параметрическую функциональную зависимость d=f( ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа и, зная время запаздывания метки и ее пространственное уширение d, определяют объемный расход транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений _N и d_N с последующим определением методом математической статистики математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для тех же условий одновременно с пространственным уширением d дополнительно измеряют максимальную концентрацию индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по результатам измерений уточняют полученные значения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют количество индикаторного газа в инжектируемой в поток порции индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по постоянству измеренных значений судят о достоверности получаемых значений объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контрольно-диагностической технике запорно-регулирующей арматуры магистральных газопроводов.

Известен способ аналогичного назначения, заключающийся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента появления последней на выходе запорно-регулирующей арматуры и измерении времени прохождения порцией индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа /А.Н.Калужских «Контроль герметичности запорной арматуры компрессорной станции магистрального газопровода». Обзорная информация. Серия: Транспорт и подземное хранение газа ООО «ИРЦ Газпром», М., 2003, с.30, 31/.

Данный способ принят за прототип.

Недостатком прототипа является недостаточно высокие точность и достоверность получаемых результатов, связанные с отсутствием контроля в известном способе пространственного уширения порции индикаторного газа (метки), а также контроля «амплитуды метки» и количества индикаторного газа в ней.

Техническим результатом, получаемым от исследования изобретения, является повышение точности определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру путем дополнительного контроля пространственного уширения инжектируемой в поток порции индикаторного газа и измерения ее максимальной концентрации (амплитуды метки) и количества индикаторного газа в метке.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе определения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру, заключающемся в импульсной инжекции в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру порции индикаторного газа, регистрации момента ее появления с помощью датчиков концентрации индикаторного газа до и после запорно-регулирующей арматуры и измерении времени запаздывания метки прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа, при испытании запорно-регулирующей арматуры в натурных условиях дополнительно измеряют длительность импульсов, получаемых с помощью датчиков концентрации на входе и выходе запорно-регулирующей арматуры для различных статических давлений, рассчитывают величину пространственного уширения d порции индикаторного газа после прохождения запорно-регулирующей арматуры от времени и определяют параметрическую функциональную зависимость d=f( ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа и, зная время запаздывания метки и ее пространственное уширение d, определяют объемный расход транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

При определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений _N и d_N с последующим определением методом математической статистики математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

Для тех же условий одновременно с пространственным уширением d дополнительно измеряют максимальную концентрацию индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по результатам измерений уточняют полученные значения объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

При этом дополнительно измеряют количество индикаторного газа в инжектируемой в поток порции индикаторного газа на входе и выходе в запорно-регулирующую арматуру и по постоянству измеренных значений судят о достоверности получаемых значений объемного расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие способ.

Устройство для реализации способа (фиг.1) определения расхода транспортируемого газа через закрытую запорно-регулирующую арматуру 1 магистрального газопровода 2 содержит генератор импульсных пространственно ограниченных меток, выполненный в виде аккумулятора 3 сжатого индикаторного газа с краном 4 и инжектором 5.

В магистральном газопроводе 2 вмонтированы датчик 6 статического давления индикаторного газа и датчики 7, 8 концентрации индикаторного газа.

Датчик 7 установлен до запорно-регулирующей арматуры 1, а датчик 8 - после запорно-регулирующей арматуры 1.

Выходы датчиков 7, 8 концентрации индикаторного газа, а также датчика 6 статического давления и электрический выход крана 4 подключены к четырем входам блока обработки информации 9.

Способ реализуется следующим образом. Перед началом испытаний запорно-регулирующей арматуры 1 в лабораторных условиях для различных объемных расходов для каждого типа запорно-регулирующей арматуры существующего номенклатурного ряда определяют параметрические градуировочные зависимости величины пространственного уширения d порции индикаторного газа после прохождения порции индикаторного газа от места ее инжекции до места приема для различных значений статического давления транспортируемого газа.

Затем в поток транспортируемого газа у входа в запорно-регулирующую арматуру 1 инжектируется порция индикаторного газа 10 (фиг.1), которая последовательно проходит сначала датчик 7 концентрации, негерметичную запорно-регулирующую арматуру 1 и датчик 8 концентрации. При этом на мониторе блока обработки информации 9 высветятся три импульса 11, 12, 13 (фиг.2) с последовательно уменьшающейся амплитудой (максимальной концентрацией в метке) и увеличивающейся шириной.

В блоке обработки информации 9 определяются время запаздывания метки, а также длительности импульсов 14 и 15, соответственно t₁ и t₂ (фиг.2), на уровне пороговой концентрации S_N (стартовый импульс 16 на уровне пороговой концентрации S _N показан под позицией 16). По величинам t ₁ и t₂, при известной скорости потока транспортируемого газа находят уширение метки d для различных давлений транспортируемого газа, что позволяет снять функциональную зависимость d=f( ) для различных значений статических давлений.

В блоке обработки информации 9 также определяется количество индикаторного газа в метке до и после прохождения запорно-регулирующей арматуры 1. Для этого интегрируются импульсы 12 и 13, а также стартовый импульс 11.

По времени запаздывания метки после прохождения запорно-регулирующей арматуры 1 и по ее пространственному уширению d определяют объемный расход транспортируемого газа через запорно-регулирующую арматуру 1 и диагностируют характер неисправности последней путем сравнения полученных параметрических функциональных зависимостей d=f( ) для различных значений статических давлений транспортируемого газа с ранее полученными при градуировке в лабораторных условиях аналогичными зависимостями.

По неизменности интегральных характеристик импульсов 11, 12, 13, характеризующих постоянство количества индикаторного газа в метке, проверяют достоверность полученных результатов.

Для увеличения точности проводимых измерений используют методы математической статистики.

Для этого при определении параметрических градуировочных зависимостей и при проведении натурных измерений проводят регистрацию множеств однотипных наблюдений _N и d_N с последующим определением математических ожиданий и , по которым уточняют значение объемного расхода транспортируемого газа через запорно-регулирующую арматуру.