система для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода

Формула изобретения

Система для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода, содержащая дренажную трубку, пневматически подсоединенную к полости шарового крана, импульсную трубку высокого давления и импульсную трубку низкого давления, пневматически соединяющие соответственно трубопроводы высокого и низкого давлений с дренажной трубкой, три измерителя статических давлений, пневматически подключенные к трубопроводам высокого и низкого давлений и к дренажной трубке, первый, второй и третий вентили, расположенные соответственно в импульсной трубке высокого давления, в дренажной трубке и в импульсной трубке низкого давления, и расходомер, отличающаяся тем, что дополнительно содержит четвертый и пятый вентили, при этом четвертый вентиль установлен в дополнительном трубопроводе, соединяющем выходы первого и второго вентилей, причем вход расходомера соединен с выходами первого и четвертого вентилей, а выход - с входами второго и третьего вентилей, а также через пятый вентиль с атмосферой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для испытаний герметичности шаровых кранов (ШК) запорно-регулирующей арматуры (ЗРА) магистральных газопроводов (МГ) в трассовых условиях.

Известна система того же назначения, содержащая дренажную трубку (ДТ), пневматически подсоединенную к полости ШК, импульсную трубку высокого давления (ИТВД) и импульсную трубку низкого давления (ИТНД), пневматически соединяющие соответственно трубопровод высокого и низкого давлений (ТВД и ТНД) с ДТ. Имеются также три измерителя статических давлений, пневматически подключенные к ТВД, ТНД и полости ШК, четыре вентиля, три из которых установлены в ИТВД, ДТ, ИТНД а четвертый регулирует соединение перечисленных трубок с атмосферой.

Причем в ИТВД установлен первый расходомер, а в ИТНД - второй расходомер /Патент РФ № 2393380, кл. F17D 5/02, G01F 1/00, G01M 3/00, 2010/.

С помощью известного аналога возможны прямые измерения расходов газа через неисправные прокладки, разделяющие внутреннюю полость ШК от ТВД и ТНД.

Однако с помощью аналога невозможно измерение расхода газа через третью прокладку ШК, отделяющую его внутреннюю полость от атмосферы.

Другим недостатком аналога является наличие в составе системы двух расходомеров, усложняющих ее конструкцию.

Известна система для контроля герметичности ШК ЗРА МГ, принятая за прототип и позволяющая достигать того же технического эффекта, что и аналог.

Прототип содержит дренажную трубку, пневматически подсоединенную к полости шарового крана, импульсную трубку высокого давления и импульсную трубку низкого давления, пневматически соединяющие соответственно трубопроводы высокого и низкого давлений с дренажной трубкой, три измерителя статических давлений, пневматически подключенные к трубопроводам высокого и низкого давлений и к дренажной трубке, первый, второй и третий вентили, расположенные соответственно в импульсной трубке высокого давления, в дренажной трубке и в импульсной трубке низкого давления, и расходомер /Патент РФ № 2396482, кл. F17D 5/02, G01M 3/28, G01F 1/708, F16K 37/00, 2010/.

Недостатком прототипа является невозможность его применения для измерения расхода газа через неисправную прокладку, отделяющую внутреннюю полость ШК от атмосферы.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является получение возможности диагностирования утечки газа через неисправную прокладку ШК ЗРА, отделяющую внутреннюю полость крана от атмосферы.

Поставленный технический результат достигают за счет того, что в известной системе для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода, содержащей дренажную трубку, пневматически подсоединенную к полости шарового крана, импульсную трубку высокого давления и импульсную трубку низкого давления, пневматически соединяющие соответственно трубопроводы высокого и низкого давлений с дренажной трубкой, три измерителя статических давлений, пневматически подключенные к трубопроводам высокого и низкого давлений и к дренажной трубке, первый, второй и третий вентили, расположенные соответственно в импульсной трубке высокого давления, в дренажной трубке и в импульсной трубке низкого давления, и расходомер, установлены также четвертый и пятый вентили, при этом четвертый вентиль установлен в дополнительном трубопроводе, соединяющем выходы первого и второго вентилей, причем вход расходомера соединен с выходами первого и четвертого вентилей, а выход - с входами второго и третьего вентилей, а также через пятый вентиль с атмосферой.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена пневматическая схема системы.

Система содержит пять вентилей 1 5 (для удобства номера вентилей в описании совпадают с номерами вентилей в формуле изобретения).

Имеются также три измерителя статических давлений 6, 7, 8, пневматически подключенные к ТВД 9, к ТНД 10 и к ДТ 11, соединенной с внутренней полостью 12 ШК (не оцифрован).

ИТВД 13 и ИТНД 14 соединяются с ДТ 11, например, в точке А, а ИТНД 14 соединяется с ДТ 11, например, в точке Б.

В ИТВД 13 расположен вентиль 1, в ДТ 11 - вентиль 2, в ИТНД 14 - вентиль 3. ДТ 11 соединена с ИТВД 13 трубопроводом (не оцифрован) через вентиль 4 в точке В, расположенной за выходами кранов 1,2.

Между точками А, В установлен расходомер 15.

Точка Б системы сообщается с атмосферой через вентиль 5.

Работа системы осуществляется с помощью вентилей 1 5 и включает в себя шесть режимов: три подготовительных и три измерительных. Перед каждым измерительным режимом имеет место подготовительный режим. В результате проведения измерительных режимов последовательно измеряются расходы газа через уплотнения I, II и определяется (оценивается) расход газа через уплотнение III ШК.

Система работает следующим образом.

В исходном положении перед каждым режимом работы все вентили системы закрыты.

В первом режиме открывают вентиль 2 и вентиль 4 для выравнивания давлений в ТНД 10 и полости 12. Равенство давлений Р₂ и Р₃ контролируют с помощью измерителей статического давления 8 и 7.

Во втором режиме открывают вентили 4 и 3. Газ по направлению сплошных стрелок проходит из ТВД 9 через уплотнение I в ДТ 11 и, последовательно минуя вентиль 4, точку В, расходомер 15, точки А, Б и вентиль 3, попадает в ТНД 10.

При этом расходомер 15 покажет расход q₁ газа через неисправное уплотнение I ШК.

В третьем режиме работы системы открывают вентили 1 и 4 для выравнивания давлений в ТВД 9 и полости 12. Равенство давлений P₁ и Р₂ контролируют с помощью измерителей статических давлений 6 и 8.

В четвертом режиме открывают вентили 1 и 2. Газ по направлению штриховых стрелок проходит из ТВД 9 в ИТВД 13 и затем, последовательно минуя вентиль 1, точку В, расходомер 15, точку А, вентиль 2, через ДТ 11 попадает во внутреннюю полость 12 ШК и оттуда через неисправное уплотнение II - в ТНД 10.

При этом расходомер 15 покажет расход q₂ газа через неисправное уплотнение II ШК.

В пятом режиме открывают вентили 2 и 5. Газ из полости 12 ШК устремляется через ДТ 11, вентиль 2, точки А, Б и вентиль 5 в атмосферу. Происходит очистка полости ШК от газа. Давление газа контролируется с помощью измерителя 8 статического давления.

В шестом режиме открывают вентили 4, 5. Газ по направлениям штрихпунктирных стрелок из ТВД 9 и ТНД 10 через уплотнения I, II направляется в ДТ 11 и, последовательно минуя вентиль 4, точку В, расходомер 15, точки А и Б, проходит через вентиль 5 в атмосферу.

При этом расходомер 15 покажет значение q суммарного расхода через уплотнения I, II ШК.

Сравнивают величину суммарного расхода q с сумой расходов q₁+q₂ через каждое из уплотнений, измеренных во втором и четвертом режимах работы системы. В случае наличия неравенства q q₁+q₂ диагностируют наличие утечки газа через уплотнение III в атмосферу. Этим достигается поставленный технический результат.