DE2359927A1

DE2359927A1 - Verfahren zum aufspueren und orten von undichtigkeiten in unterwasserrohrleitungen

Info

Publication number: DE2359927A1
Application number: DE2359927A
Authority: DE
Inventors: John William Ells; Arthur Roberts
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-12-01
Publication date: 1975-06-12
Also published as: GB1365719A; US3992924A; AU6291273A

Description

Patentanwälte;

DR.-1NG. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTING

5 KDLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den· 3 ONOV. 1973 Sg./Ax

The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London EC2Y 9BU (England)

Verfahren zum Aufspüren und Orten von Undichtigkeiten in . Unterwass errohrIe i tungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung, von Undichtigkeiten in unterseeischen Rohrleitungen oder Pipelines, die unter einem Druck arbeiten, der höher ist als der Umgebungsdruck. ·

In den letzten Jahren werden in zunehmendem Maße unterseeische Pipelines für den Transport von Gasen und Flüssigkeiten verwendet. Es ist wichtig, daß diese Pipelines im Betrieb nicht brechen oder reißen, da die wirtschaftlichen. Folgen und die Verunreinigung schwer sein würden.

Vor der Indienststellung werden Pipelines, geprüft, indem man sie mit einem Medium, gewöhnlich Wasser, füllt, das dann auf einen Druck gebracht wird, der erheblich höher ist als der maximale Druck in der Leitung während des Betriebs.. Unter diesen Bedingungen werden Risse in der Pipeline entdeckt. Sie werden repariert und vor der Inbetriebnahme erneut geprüft.

Normalerweise erfolgt keine weiters Prüfung der Rohrleitung, jedoch wird sie unter gewissen Umständen, z.B. nach dem Auswechseln eines Leitungsabschnitts oder vor einer allgemeinen höheren Einstufung,einer erneuten Prüfung unterworfen. Nac.:-i

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den allgemeinen Vorschriften für Pipelines ist gewöhnlich ein Mindestprobedruck erforderlich, der das 1,25-fache des maximalen Betriebsdrucks beträgt. Dieser Probedruck muß ununterbrochen für 2k Stunden aufrecht erhalten und registriert werden. Wenn kein Druckabfall eintritt, der nicht beispielsweise durch eine Temperaturänderung erklärt werden kann, gilt die Rohrleitung als abgenommen für den Betrieb. Wenn jedoch der Druckverlust nicht erklärt werden kann, gilt er als Anzeichen für eine Undichtigkeit irgendwo längs der in der Prüfung befindlichen Rohrleitung oder des in der Prüfung befindlichen Leitungsabschnitts.

Die normalen Methoden der Ortung von Undichtigkeiten in unterseeischen Pipelines (Farbstoffe, Berechnungen des Druckverlustes, visuelles Sichten von Luftblasen usw.) sind gewöhnlich ungenau und in gewissen Fällen unmöglich, so daß eine zeitraubende Überprüfung der Leitung von Tauchern vorgenommen werden muß.

Bekanntlich erzeugt die aus einer Undichtigkeit austretende Flüssigkeit ein Geräusch. Der hier gebrauchte Ausdruck "Geräusch" umfasst sowohl Schallfrequenzen als auch Ultrasehallfrequenzen. Dieses Geräusch ist jedoch gleichzeitig mit einem Grundgeräusch vorhanden. Zu dea Versuchen, die durchgeführt wurden, das auf eine Undichtigkeit zurückzuführende Geräusch aufzuspüren und zu orten, gehörte u.a. die Verwendung eines Molchs (internal pig), der, falls keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, das Grundgeräusch noch verstärkt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß zwar das Grundgeräusch bei niedrigen und hohen Frequenzen auf Grund seiner höheren Intensität das auf die Undichtigkeit zurückzuführende Geräusch überdeckt, jedoch ein mittleres Band vorhanden ist, in dem die Intensität des auf die Undichtigkeit zurückzuführenden Geräusches stärker ist und durch

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ein äußeres Gerät aufgespürt und geortet werden kann.; Dieses Band liegt im Bereich von 20 bis 70. kHz. ■""-""

Gegenstand der Erfindung ist somit das Aufspüren und Orten von Undichtigkeiten· in Unterwasser-Pipelines, die Flüssigkeiten unter einem oberhalb des Umgebungsdrucks liegenden Druck transportieren, nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein äußeres Richtungspeilgerät für Schall- und/oder Ultraschallfrequenzen längs einer Linie ungefähr parallel zur Achse der Rohrleitung bewegt und die durch Flüssigkeit, die aus der Undichtigkeit entweicht, erzeugten Schall- und/oder Ultraschallfrequenzen im Bereich von 20 bis JO kHz ortet.

Das Schallortungsgerät oder Horchgerät wird am zweckmäßigsten von einem Schiff geschleppt oder am Schiffskörper befestigt. Es könnte auch an einem Tauchboot der für Pipelineinspektionen verwendeten Art angebracht werden.

Vorzugsweise wird ein Hydrophon oder Unterwasserhorchgerät verwendet, das auf Schallwellen um 50 kHz anspricht. Wenn das Schiff in der Nähe der Undichtigkeit vorbeifährt, wird das durch die Undichtigkeit erzeugte Geräusch vom Hydrophon aufgefaßt, und der elektrische Ausgang des Hydrophons kann verstärkt und dem-Bedienungsmann unter Verwendung bekannter Mittel in sichtbarer oder hörbarer Form angezeigt werden, wodurch auf die Anwesenheit des Lecks hingewiesen wird. Vorzugsweise werden die empfangenen Signale auf. einer Karte oder mit einem photographischen Aufzeichnungsgerät registriert, so daß eine permanente Aufzeichnung für die Inspektion erhalten wird.

Ein Hydrophon fasst gewöhnlich Schallwellen auf, die aus den verschiedensten Richtungen ankommen, und ist für ein unerwünschtes Grundgeräusch empfindlich, das auf das Schiff oder die Wasserbewegungen in der See zurückzuführen· sind. Dieses Geräusch kann es unmöglich machen, das durch das

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Leck in der Pipeline erzeugte Geräusch zu unterscheiden. Aus diesem Grunde wird ein Richtungspeilgerät, das nur für das aus der Richtung der Pipeline kommende Geräusch empfindlich ist, verwendet. Die Theorie und der Aufbau von Richtungspei !gerät en ist bekannt.

Ein besonders gut geeigneter Typ eines Ortungsgeräts ist" der Transduktor des Unterwassergeräts des Towed Survey Asdic, der in Kelvin Hughes Publication KH 451 "Towed Surveying Asdic" beschrieben wird.

Eine Schiffsgeschwindigkeit im Bereich von 2 bis 7 Knoten ist geeignet. Eine Undichtigkeit in einer Pipeline von 65 kg (40 Meilen) kann nach dem Verfahren gemäß der Erfindung innerhalb von 24 Stunden geortet werden, während die Ortung nach Uolichen Methoden bis zu 2 Monate in Anspruch nehmen könnte.

Die Erfindung eignet sich zur Ortung von Undichtigkeiten innerhalb eines weiten Bereichs von Größen einschließlich kleiner Lecks, d.h. Lecks, aus denen Flussigkeitsmengen bis hinab zu 18,2 l/Stunde unter dem Prüfdruck austreten würden.

Das System erfordert keine sehr große Genauigkeit in der Navigation des Schiffs, da mit dem Schiff Undichtigkeiten aus einem Abstand zwischen 61 m und 610 m von der Pipeline geortet werden können.

Diese Technik des Aufspürens und Ortens des Geräusches, das durch eine Undichtigkeit erzeugt wird, stellt eine sehr einfache und bequeme Methode zur Überwachung unterseeischer Rohrleitungen auf Undichtigkeiten ohne Außerbetriebsetzung der Rohrleitung dar. Wenn das Suchgerät längs der Pipeline als Teil einer Routine-Inspektion geschleppt wird., werden kleine Undichtigkeiten aufgespürt und geortet, bevor sie auf anderem Wege offenbar geworden sind, und bevor bedeutende Schaden durch Verunreinigung verursacht worden sind.

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Claims

Pa t e nt a^n Sv'p· r ü c h e

1. hertahren zum Aufspüren urid Orten von UndlGhtigkeiten — in Unterwasser-Pipelines j, die Flüssigkeiten unter einem, oberhalt) des Umgebungsdrucks liegenden Druck· tran&portierenj dadurch gekennzeichnet, daß man ein äußeres Richtungspeilgerätfür: SchaLl- und/oder Ultrasehallfrequenzen längs einer Linie urigefähr parallel zur Achse der Rohrleitung bewegt und die durch/Flüssigkeit, die aus der Undichtigkeit entweicht _y erzeugten Schall-· "und/ oder UltraschalTfrequenzen im Bereich von 20 bis 70 kHz ortet. .-.·■■ ■'-."- ; . ". ■ .■.-■" " ■."'.-': \.. . ."■ , \.-^

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als Ortungsgerät ein Hydrophon, das für Schallwellen um etwa 50 kHz empfindlich Ist, verwendet wird._: ^:

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