×
29.03.2019
219.016.ef74

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
02243515
Дата охранного документа
27.12.2004
Аннотация: Изобретение относится к магнитометрическим методам неразрушающего контроля (НК) изделий из ферромагнитных материалов, испытывающих в процессе эксплуатации статические и динамические механические напряжения. Оно может быть использовано для оперативной дистанционной диагностики механических напряжений подземных магистральных и межпромысловых нефте- и газопроводов. В предлагаемом способе намагничивающее устройство, магнитометр-градиентометр и один феррозонд магнитометра-градиентометра размещают над трубопроводом, а другой феррозонд - на определенном расстоянии от трубопровода. Перед намагничиванием магнитометром-градиентометром обнуляют суммарный сигнал феррозондов. С помощью импульса намагничивания создают на трубопроводе заданную напряженность магнитного поля, достаточную для намагничивания металла. Повторяют процесс импульсного намагничивания до стабилизации значения магнитной индукции, измеряемой над трубопроводом магнитометром-градиентометром. По ранее построенной экспериментальной зависимости стабилизированного значения магнитной индукции от механического напряжения определяют действующие на поверхности трубопровода значение механического напряжения. Внешнее магнитное поле компенсируют магнитометром-градиентометром, а напряженность поля в намагничивающем устройстве определяют в зависимости от расстояния до трубопровода по формуле где Н - напряженность магнитного поля в намагничивающем устройстве, А/м; Z -расстояние до трубопровода, м; H - напряженность магнитного поля на трубопроводе, А/м; К - коэффициент, зависящий от размеров намагничивающего устройства, м. Технический результат состоит в локальном дистанционном намагничивании поверхности ферромагнетика без предварительного размагничивания последовательностью импульсов магнитного поля.

Изобретение относится к магнитометрическим методам неразрушающего контроля (НК) изделий из ферромагнитных материалов, испытывающих в процессе эксплуатации статические и динамические механические напряжения. Оно может быть использовано для оперативной дистанционной диагностики механических напряжений подземных магистральных и межпромысловых нефте- и газопроводов.

Одной из основных проблем эксплуатации подземных трубопроводов является усталостное разрушение последних под действием периодически возникающих механических напряжений, причиной которых являются: сезонные перемещения грунта одного участка трубопровода относительно другого, мерзлотные пучения, температурное расширение-сжатие и др.

Для контроля механических напряжений в металлических изделиях используют тензометрические, ультразвуковые, тепловые и рентгеновские методы НК, для применения которых требуется хорошо подготовленная поверхность или непосредственный контакт с металлом. Среди методов НК важное место занимают магнитные методы, с помощью которых можно определять механические напряжения в ферромагнетиках без предварительной обработки поверхности [Новиков В.Ф., Бахарев М.С. Магнитная диагностика механических напряжений в ферромагнетиках Тюмень, Изд-во “Вектор Бук”, 2001 г., 23 с.].

Известен, например, способ измерения механических напряжений, заключающийся в нанесении магнитной метки на ферромагнетик путем локального намагничивания и регистрации конечной индукции магнитного поля этой метки при действии импульса силы [а.с. СССР №767674, кл. G 01 L 1/12, 1980.]. К недостаткам известного способа относится низкая точность измерения, обусловленная влиянием внешних магнитных полей и остаточной намагниченности материала изделия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения полей напряжений в деталях из ферромагнитных материалов [Патент RU 2154262 С2, МПК G 01 L 1/12, 10.08.2000 г]. Механические напряжения в изделии определяются на поверхности детали, которая намагничивается в виде матрицы локальных магнитных меток, затем производится сканирование матрицы и запись магнитограмм амплитуды магнитного поля каждой метки. После этого производится механическое нагружение образца и повторное сканирование матрицы локальных магнитных меток. Величина действующих напряжений в области метки определяется по относительному изменению амплитуды магнитного поля метки и экспериментальной зависимости. Повышение точности измерений достигается тем, что магнитная метка создается разнополярными импульсами. Внешнее магнитное поле, действуя на магнитную метку, увеличивает остаточную намагниченность одного полюса метки, и уменьшает остаточную намагниченность другого полюса. В целом амплитуда магнитной метки не меняется.

Основные недостатки способа состоят в том, что данный способ имеет ограниченное применение, в связи с необходимостью размагничивания изделия. Выполнить это условие на действующем трубопроводе экономически не выгодно. При реализации данного способа на не размагниченном изделии резко снижается точность измерения.

Задачей изобретения является повышение точности и оперативности определения механических напряжений трубопроводов.

Технический результат состоит в локальном дистанционном намагничивании трубопровода, без предварительного размагничивания, последовательностью импульсов магнитного поля.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в способе контроля механических напряжений трубопроводов, состоящем в локальном намагничивании участка трубопровода, регистрации величины магнитного поля и оценке механических напряжений в области участка намагничивания по экспериментальной зависимости, в отличие от известного намагничивающее устройство, магнитометр-градиентометр и один феррозонд магнитометра-градиентометра размещают над трубопроводом, а другой феррозонд - на определенном расстоянии от трубопровода, перед намагничиванием магнитометром-градиентометром обнуляют суммарный сигнал феррозондов, с помощью импульса намагничивания создают на трубопроводе заданную напряженность магнитного поля, достаточную для намагничивания металла, повторяют процесс импульсного намагничивания до стабилизации значения магнитной индукции, измеряют стабилизированное значение магнитной индукции магнитометром-градиентометром, по ранее построенной экспериментальной зависимости стабилизированного значения магнитной индукции от механического напряжения определяют действующее на поверхности трубопровода значение механического напряжения, при этом внешнее магнитное поле компенсируют магнитометром-градиентометром, а напряженность поля в намагничивающем устройстве определяют в зависимости от расстояния до трубопровода по формуле

где Но - напряженность магнитного поля в намагничивающем устройстве, А/м;

Z - расстояние до трубопровода, м;

Hz - напряженность магнитного поля на трубопроводе, А/м;

К - коэффициент, зависящий от размеров намагничивающего устройства, м3.

Способ осуществляют следующим образом: сначала строится экспериментальная зависимость стабилизированного значения магнитной индукции, измеряемой над металлом из трубной стали, от механических напряжений.

С целью компенсации внешнего магнитного поля, измерения магнитной индукции над металлом из трубной стали, осуществляют магнитометром-градиентометром. Один феррозонд магнитометра размещают над металлом из трубной стали, а другой феррозонд - на определенном расстоянии от первого, например, 1 м. Перед намагничиванием суммарный сигнал феррозондов обнуляется. С помощью намагничивающего устройства, размещаемого над металлом из трубной стали, производят импульс намагничивания, при этом на поверхности металла из трубной стали возникает заданная напряженность магнитного поля, достаточная для намагничивания металла из трубной стали. Намагничивание металла из трубной стали осуществляют последовательностью импульсов магнитного поля до момента стабилизации значения магнитной индукции, измеряемой магнитометром-градиентометром над металлом. Намагничивание металла из трубной стали осуществляют при различных механических напряжениях, создаваемых в металле, при этом фиксируют стабилизированное значение магнитной индукции после процесса намагничивания. Стабилизированное значение магнитной индукции меняется в зависимости от приложенного механического напряжения. Когда механические напряжения равны нулю, стабилизированное значение магнитной индукции максимально. С увеличением механического напряжения стабилизированное значение магнитной индукции уменьшается.

Экспериментально полученная формула позволяет определить напряженность магнитного поля в размещаемом над трубопроводом намагничивающем устройстве, достаточную для создания на поверхности трубопровода заданной напряженности магнитного поля.

При реализации способа намагничивающее устройство и магнитометр-градиентометр размещают над осью трубопровода. Ось трубопровода и глубину его залегания определяют с помощью трассоискателя типа USCAN DX. Располагают первый феррозонд магнитометра над осью трубопровода рядом с магнитометром, а второй феррозонд на определенном расстоянии, например, 1 м от трубопровода. Перед намагничиванием магнитометром-градиентометром обнуляют суммарный сигнал феррозондов. С помощью намагничивающего устройства создают импульс намагничивания, в результате чего на трубопроводе возникает заданная напряженность магнитного поля, достаточная для намагничивания металла трубопровода.

После этого с помощью магнитометра-градиентометра измеряют магнитную индукцию над трубопроводом, значение которой пропорционально намагниченности трубопровода и не зависит от внешнего поля. Влияние внешнего магнитного поля исключается благодаря встречному включению феррозондов магнитометра, а также их расположению. При расположении одного феррозонда над осью трубопровода, а другого - на определенном расстоянии от трубопровода, суммарный сигнал, снимаемый с феррозондов, пропорционален магнитной индукции над трубопроводом.

Повторяют процесс намагничивания, пока значение магнитной индукции, измеряемой над трубопроводом, не стабилизируется. После намагничивания фиксируют изменение магнитной индукции. По экспериментальной зависимости стабилизированного значения магнитной индукции от механических напряжений определяют последние.

Предлагаемый способ исключает необходимость проведения размагничивания контролируемого участка трубопровода, что связано с большими капитальными затратами, повышает оперативность диагностики механических напряжений путем дистанционного намагничивания и повышает точность измерения путем компенсации внешнего магнитного поля магнитометром-градиентометром.

Способконтролямеханическихнапряженийтрубопроводов,состоящийвлокальномнамагничиванииучасткатрубопровода,регистрациивеличинымагнитногополяиоценкемеханическихнапряженийвобластиучастканамагничиванияпоэкспериментальнойзависимости,отличающийсятем,чтонамагничивающееустройство,магнитометр-градиентометриодинферрозондмагнитометра-градиентометраразмещаютнадтрубопроводом,адругойферрозонд-наопределенномрасстоянииоттрубопровода,переднамагничиваниеммагнитометром-градиентометромобнуляютсуммарныйсигналферрозондов,спомощьюимпульсанамагничиваниясоздаютнатрубопроводезаданнуюнапряженностьмагнитногополя,достаточнуюдлянамагничиванияметалла,повторяютпроцессимпульсногонамагничиваниядостабилизациизначениямагнитнойиндукции,измеряютстабилизированноезначениемагнитнойиндукциимагнитометром-градиентометром,поранеепостроеннойэкспериментальнойзависимостистабилизированногозначениямагнитнойиндукцииотмеханическогонапряженияопределяютдействующеенаповерхноститрубопроводазначениемеханическогонапряжения,приэтомвнешнеемагнитноеполекомпенсируютмагнитометром-градиентометром,анапряженностьполявнамагничивающемустройствеопределяютвзависимостиотрасстояниядотрубопроводапоформуле112300000003-DOC.tiftifdrawing29гдеН-напряженностьмагнитногополявнамагничивающемустройстве,А/м;Z-расстояниедотрубопровода,м;H-напряженностьмагнитногополянатрубопроводе,А/м;К-коэффициент,зависящийотразмеровнамагничивающегоустройства,м.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 69 items.
20.03.2019
№219.016.e480

Способ изоляции притока пластовых вод в горизонтальной нефтяной или газовой скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к изоляции притока пластовых вод в горизонтальные скважины. Обеспечивает повышение эффективности изоляции пластовых вод. Сущность изобретения: закачивают водоизолирующую композицию в обводненный участок горизонтального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235873
Дата охранного документа: 10.09.2004
29.03.2019
№219.016.eed4

Устройство для ремонта эксплуатационных скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для ремонта эксплуатационных скважин. Технический результат заключается в повышении надежности захвата и удержания ловимых труб при извлечении их из скважины при минимальных затратах на монтаж и техническое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002266386
Дата охранного документа: 20.12.2005
29.03.2019
№219.016.efcb

Пакер

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметичного разобщения затрубного пространства. Технический результат - повышение надежности герметизации затрубного пространства скважины и расширение функциональных возможностей пакера. Пакер состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02209295
Дата охранного документа: 27.07.2003
29.03.2019
№219.016.eff9

Облегченная тампонажная смесь

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн газовых, газоконденсатных или нефтяных скважин, осложненных наличием слабосвязанных, склонных к гидроразрыву пород. Техническим результатом заявляемого изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255205
Дата охранного документа: 27.06.2005
29.03.2019
№219.016.f013

Состав для обработки призабойной зоны пласта

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для обработки призабойной зоны скважин. Технический результат - повышение растворимости минерального вещества породы. Состав для обработки призабойной зоны, содержащий соляную кислоту, стабилизатор и воду, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256073
Дата охранного документа: 10.07.2005
29.03.2019
№219.016.f09b

Состав для ремонтно-водоизоляционных работ в скважинах

Изобретение относится в нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонтным работам в скважинах. Технический результат состоит в разработке водоизоляционного состава для изоляции пластовой воды в суперколлекторах путем увеличения его вязкости перед закачкой и усиления закупоривающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02211306
Дата охранного документа: 27.08.2003
29.03.2019
№219.016.f09f

Эмульсионный состав для глушения газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации и ремонта скважин, и может быть использовано в качестве жидкости глушения скважин. Технический результат заключается в разработке устойчивого термостойкого эмульсионного состава для глушения газовых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02213762
Дата охранного документа: 10.10.2003
29.03.2019
№219.016.f2e4

Состав для обработки призабойной зоны скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к интенсификации притока углеводородов. Технический результат изобретения - обеспечение эффективности восстановления фильтрационной характеристики призабойной зоны скважин, пробуренных на полимерглинистых растворах. Состав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374295
Дата охранного документа: 27.11.2009
29.03.2019
№219.016.f374

Способ крепления призабойной зоны пласта

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта при добыче нефти и газа. Технический результат - повышение надежности крепления призабойной зоны. В способе крепления призабойной зоны пласта, включающем введение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002305765
Дата охранного документа: 10.09.2007
29.03.2019
№219.016.f82a

Аэрированный глинистый раствор

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам растворов для разбуривания "истощенных" пластов с аномально низким пластовым давлением. Аэрированный глинистый раствор, содержащий воду, бентонитовый глинопорошок, стабилизатор - карбоксиметилцеллюлозу - КМЦ и пенообразователь, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172760
Дата охранного документа: 27.08.2001
Showing 11-16 of 16 items.
09.06.2019
№219.017.801a

Турбобур

Изобретение относится к буровой технике, а именно к турбобурам. Сущность изобретения заключается в том, что в турбобуре, включающем турбинные секции с размещенными в них ступенями силового устройства и ступенями гидродинамического торможения, число вышеперечисленных ступеней определяют исходя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02164581
Дата охранного документа: 27.03.2001
09.06.2019
№219.017.8037

Композиционный реагент для буровых растворов

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к реагентам, используемым для регулирования их свойств буровых растворов. Техническим результатом является создание композиционного реагента для буровых растворов, обладающего многофункциональными свойствами - термостойкого, стойкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002186083
Дата охранного документа: 27.07.2002
19.06.2019
№219.017.8c6c

Раздвижное сопло ракетного двигателя

Раздвижное сопло ракетного двигателя содержит стационарную часть, выдвижной конический насадок, продольные зубчато-реечные направляющие и привод выдвижения насадка. Оси валов, на которых установлены шестерни, взаимодействующие с продольными зубчато-реечными направляющими, перпендикулярны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02190111
Дата охранного документа: 27.09.2002
19.06.2019
№219.017.8c78

Преобразователь ржавчины

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, а именно к модификаторам ржавчины, которые используются для покрытия металлических поверхностей без предварительной очистки от ржавчины, в том числе имеющих мазутные и масляные загрязнения. Предлагаемый препарат содержит в своем составе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002158745
Дата охранного документа: 10.11.2000
19.06.2019
№219.017.8c80

Способ создания противофильтрационного покрытия накопителя отходов

Изобретение относится к строительству грунтовых накопителей, в частности к способам снижения фильтрационных утечек из накопителя, создаваемого для сбора отработанных буровых растворов, бурового шлама и буровых сточных вод. В способе создания противофильтрационного покрытия накопителя отходов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002154712
Дата охранного документа: 20.08.2000
29.06.2019
№219.017.a218

Опора забойного двигателя

Изобретение относится к буровой технике, а именно к опорам забойных двигателей. Сущность изобретения: опора забойного двигателя включает в себя подпятники с кольцевыми пазами, установленными в них впотай антифрикционными обкладками, взаимодействующими с плоскими концевыми выступами дисков пяты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02186922
Дата охранного документа: 10.08.2002
+ добавить свой РИД