ITMI20122196A1 - Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione - Google Patents

Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione Download PDF

Info

Publication number
ITMI20122196A1
ITMI20122196A1 IT002196A ITMI20122196A ITMI20122196A1 IT MI20122196 A1 ITMI20122196 A1 IT MI20122196A1 IT 002196 A IT002196 A IT 002196A IT MI20122196 A ITMI20122196 A IT MI20122196A IT MI20122196 A1 ITMI20122196 A1 IT MI20122196A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
duct
pig device
fluid
pig
sensors
Prior art date
Application number
IT002196A
Other languages
English (en)
Inventor
Giancarlo Bernasconi
Giuseppe Giunta
Original Assignee
Eni Spa
Milano Politecnico
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eni Spa, Milano Politecnico filed Critical Eni Spa
Priority to IT002196A priority Critical patent/ITMI20122196A1/it
Priority to EP13803023.4A priority patent/EP2935969B1/en
Priority to DK13803023.4T priority patent/DK2935969T3/en
Priority to EA201590977A priority patent/EA026485B1/ru
Priority to PCT/EP2013/076413 priority patent/WO2014095581A1/en
Priority to US14/652,245 priority patent/US9897243B2/en
Publication of ITMI20122196A1 publication Critical patent/ITMI20122196A1/it

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/48Indicating the position of the pig or mole in the pipe or conduit
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/14Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011Velocity or travel time
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/001Acoustic presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Description

METODO E SISTEMA PER LA RILEVAZIONE DA REMOTO DELLA POSIZIONE DI UN DISPOSITIVO PIG ALL’INTERNO DI UNA
CONDOTTA IN PRESSIONE
La presente invenzione si riferisce a un metodo e a un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte per il trasporto di fluidi ad alta pressione, come ad esempio oleodotti e gasdotti di lunga distanza che hanno una valenza strategica internazionale.
Per effettuare il monitoraggio, l’ispezione e/o la pulizia di tubazioni per il trasporto di fluidi in genere à ̈ noto l’utilizzo di dispositivi comunemente denominati “pig†. Tali dispositivi comprendono di norma tamponi flessibili (pig) che vengono inseriti nella condotta e che si muovono aderendo alle pareti della condotta stessa. I dispositivi pig possono essere spinti da un liquido o da un gas appositamente iniettati nella condotta vuota, oppure possono essere più comunemente trasportati dalla pressione del fluido in regolare transito nella condotta stessa.
Alcuni di questi dispositivi vengono usati per rimuovere incrostazioni all’interno della condotta, altri contengono della strumentazione di misura che effettua la scansione della superficie interna e dello spessore della tubazione, altri ancora raccolgono oggetti e/o polveri dispersi nella condotta. In tutti i casi à ̈ di estrema importanza conoscere la posizione del dispositivo pig e sapere se questo si à ̈ eventualmente bloccato all’interno della condotta.
Esistono a tutt’oggi vari sistemi per effettuare la localizzazione e/o l’inseguimento di un dispositivo pig all’interno di una generica condotta. Ad esempio, un sistema tradizionale effettua un monitoraggio delle pressioni e dei volumi di fluido a monte e a valle del dispositivo pig per valutarne la posizione all’interno della condotta.
Altri sistemi propongono una localizzazione più accurata mediante la misura delle vibrazioni prodotte dal dispositivo pig durante il suo movimento, anche montando sul dispositivo pig stesso delle sorgenti attive di onde elettromagnetiche o acustiche. A titolo di esempio, nel documento EP 0122704 A2 si descrive un sistema di rilevazione di un dispositivo pig all’interno di una tubazione che utilizza dei geofoni installati in prossimità della tubazione stessa. I geofoni sono in grado di rilevare le vibrazioni indotte dal dispositivo pig durante il suo passaggio attraverso variazioni della sezione interna della tubazione (saldature, valvole, ecc.).
Nei documenti EP 1042691 A2 e US 5461354 A si descrivono sistemi che utilizzano una rete di sensori magnetici disposti lungo la condotta per rilevare il passaggio del dispositivo pig che, a sua volta, Ã ̈ internamente provvisto di apparecchiature in grado di comunicare con tali sensori.
Nel documento WO 2009/067769 A1 viene descritta una rete di sensori acustici disposti lungo la condotta, nonché un corrispondente apparato di generazione di transienti acustici posizionato sul dispositivo pig.
Il documento WO 2010/020781 A1 descrive l’utilizzo di una fibra ottica posizionata lungo la tubazione. La fibra ottica funge da sistema DAS (Distributed Acoustic Sensing) per la rilevazione delle vibrazioni indotte dal passaggio del dispositivo pig.
Esistono infine altre tecniche che vengono utilizzate per localizzare un dispositivo pig bloccato in una condotta, per esempio generando opportuni transienti idraulici e misurando i tempi di ritorno degli echi che si generano sul dispositivo pig bloccato.
In generale, quindi, la maggior parte dei sistemi noti che effettuano la localizzazione e/o l’inseguimento di un dispositivo pig all’interno di una condotta opera attraverso la misurazione e l’elaborazione dei segnali raccolti da una pluralità di sensori disposti lungo la condotta stessa. Tali sistemi noti presentano tuttavia una serie di inconvenienti.
Un primo inconveniente à ̈ dovuto al fatto che i suddetti sistemi di localizzazione e/o inseguimento richiedono l’applicazione di numerose stazioni di misura lungo la condotta per ottenere una buona accuratezza nell’individuazione della posizione del dispositivo pig. Può tuttavia risultare costoso e complicato prevedere tali stazioni di misura, in particolar modo per quanto riguarda tubazioni sottomarine o interrate in profondità.
Un altro inconveniente à ̈ dovuto al fatto che la maggior parte dei sistemi di localizzazione e/o inseguimento di tipo noto si avvale di misure passive, come ad esempio le vibrazioni indotte dal dispositivo pig durante il proprio movimento. Risulta pertanto evidente come tali sistemi di localizzazione e/o inseguimento non funzionino quando il dispositivo pig à ̈ bloccato all’interno della rispettiva tubazione.
Alcuni sistemi di localizzazione e/o inseguimento di tipo noto necessitano infine di una sorgente attiva a bordo del dispositivo pig. In altre parole, devono essere utilizzati appositi dispositivi pig internamente provvisti di adeguati strumenti di misura e di controllo, con conseguente aumento dei costi e della complessità costruttiva.
Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di realizzare un metodo e un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte per il trasporto di fluidi in pressione che siano in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
Nel dettaglio, à ̈ uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un metodo e un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte che non richiedano l’installazione, lungo la condotta, di complesse e costose stazioni di misura.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un metodo e un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte che non richiedano l’utilizzo di dispositivi pig appositamente attrezzati per comunicare con eventuali stazioni di misura posizionate all’esterno della condotta.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un metodo e un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte che siano in grado di individuare efficacemente la posizione di tale dispositivo pig sia in condizioni di movimento, sia in condizioni di arresto del dispositivo pig stesso.
Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un metodo e un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte per il trasporto di fluidi in pressione come esposto nelle rivendicazioni indipendenti.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.
In generale, il metodo e il sistema secondo la presente invenzione sono rivolti a situazioni in cui il dispositivo pig avanza nella tubazione con un movimento a intermittenza, con fasi alternate di avanzamento e di arresto di qualche minuto, e usa congiuntamente i principi dell’arte nota. Sensori acustici, posti in corrispondenza di almeno un’estremità della condotta, misurano i segnali acustici prodotti dal dispositivo pig durante il suo movimento, come avviene nelle tecniche note.
Al momento del suo arresto il dispositivo pig genera un transiente idraulico, assimilabile a un colpo d’ariete, che riverbera su entrambe le estremità terminali della tubazione. Si instaurano quindi, sulle due estremità terminali della condotta, delle onde stazionarie i cui periodi sono proporzionali alla distanza del dispositivo pig dal punto di misura. Un’apposita unità di controllo, operativamente collegata da remoto ai sensori acustici, viene perciò utilizzata per misurare i transienti idraulici prodotti dall’arresto del dispositivo pig, così da ricavare la sua posizione all’interno della tubazione.
Le caratteristiche e i vantaggi di un metodo e di un sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte per il trasporto di fluidi in pressione secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista schematica che illustra l’applicazione del metodo e del sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig a una generica condotta sottomarina per il trasporto di gas, con lancio del dispositivo pig da un terminale A di partenza (stazione di pompaggio) e raccolta del dispositivo pig stesso in un terminale B di arrivo;
la figura 2a illustra schematicamente tre distinte interpretazioni grafiche dei picchi spettrali delle armoniche di risonanza di tre differenti segnali di pressione acustica misurati dal terminale B di arrivo del dispositivo pig; e
la figura 2b mostra uno spettrogramma dei tre differenti segnali di pressione acustica di figura 2a.
Con riferimento alle figure, vengono mostrati un metodo e un sistema di monitoraggio da remoto della posizione di un dispositivo pig secondo la presente invenzione. Il dispositivo pig, indicato complessivamente con il numero di riferimento 10, à ̈ configurato per muoversi all’interno di una generica condotta 12 per effetto della pressione del fluido trasportato dalla condotta 12 stessa. Il fluido può essere costituito, ad esempio, da gas naturale.
Il metodo e il sistema secondo la presente invenzione sono in grado di rilevare efficacemente la posizione del dispositivo pig 10 quando esso si muove all’interno della condotta 12 con fasi alternate di avanzamento e di arresto. Queste condizioni alternate di avanzamento e di arresto si presentano, per esempio, nelle fasi di indagine (pigging) della condotta 12 quando il fluido viene trasportato a bassa pressione e/o quando la pressione differenziale tra i due lati anteriore 10A e posteriore 10B del dispositivo pig 10 non à ̈ particolarmente elevata.
Nell’esempio pratico applicazione del metodo e del sistema secondo la presente invenzione, illustrato nelle figure 2a e 2b e descritto più in dettaglio nel seguito, à ̈ stata misurata una pressione pari a circa 8 bar sul lato posteriore 10B di spinta e pari a circa 5 bar sul lato anteriore 10A di avanzamento del dispositivo pig 10, con un differenziale di pressione pari a circa 3 bar. Tipicamente, il movimento del dispositivo pig 10 con fasi alternate di avanzamento e di arresto si verifica con pressioni assolute del fluido inferiori a 10 bar e con un differenziale di pressione compreso tra 1 bar e 3 bar tra i due lati anteriore 10A e posteriore 10B del dispositivo pig 10 stesso. I valori di pressione, assoluta e differenziale, che determinano un avanzamento a intermittenza del dispositivo pig 10 dipendono anche dal grado di corrosione/rugosità interna della condotta 12 e dal tipo di dispositivo pig 10 utilizzato.
In generale, quando la forza di spinta sul dispositivo pig 10 supera la forza dovuta all’attrito statico sulle pareti interne della condotta 12, il dispositivo pig 10 stesso inizia a muoversi, generando, a regime, un moto costante di fluido. Quando la pressione del fluido nella condotta 12 à ̈ particolarmente bassa, e/o se il pompaggio di tale fluido à ̈ insufficiente, la pressione sul lato posteriore 10B di spinta decresce e il dispositivo pig 10 torna a fermarsi dopo un certo intervallo di tempo, provocando una repentina depressione sul lato anteriore 10A e un’altrettanto repentina compressione sul lato posteriore 10B di spinta, simile a un “colpo d’ariete†idraulico. Questi due transienti idraulici, dovuti alle variazioni di pressione che si verificano in corrispondenza dei lati anteriore 10A e posteriore 10B del dispositivo pig 10, si propagano in direzione opposta nella condotta 12 come onde acustiche confinate nella condotta 12 stessa.
Il sistema per la rilevazione da remoto della posizione del dispositivo pig 10 prevede quindi l’installazione di uno o più sensori 14, come ad esempio sensori idrofonici o vibroacustici, in apposite stazioni di misura disposte in corrispondenza di almeno un’estremità della condotta 12. Le estremità contrapposte di ingresso e di uscita della condotta 12 si identificano rispettivamente con il terminale A di partenza (stazione di pompaggio) e il terminale B di arrivo (stazione di raccolta) del dispositivo pig 10.
I sensori vibroacustici 14 effettuano la rilevazione delle onde acustiche corrispondenti ai transienti idraulici sopra menzionati. I sensori vibroacustici 14 sono operativamente collegati, tramite un opportuno sistema di comunicazione via cavo o di tipo wireless, a un’unità di controllo 16 che effettua la misura dei tempi di arrivo dei segnali derivanti dalle onde acustiche.
Dall’analisi dei segnali acustici di arrivo registrati in corrispondenza dei due terminali A e B della condotta 12, nota la velocità di propagazione dei transienti idraulici, ricavabile con modelli matematici di propagazione acustica che considerano le caratteristiche fisiche e geometriche del sistema composto dalla condotta 12, dal fluido trasportato e dal mezzo esterno che circonda tale condotta 12, si calcola la posizione del dispositivo pig 10 lungo la condotta 12. Con “mezzo esterno†si intende indicare l’ambiente (terreno o acqua) che circonda la condotta 12. I parametri di propagazione dei suoni all’interno della condotta 12 dipendono sensibilmente dal mezzo esterno nel caso di trasporto di liquidi, mentre nel caso di trasporto di gas il mezzo esterno ha un’influenza notevolmente minore.
I due terminali A e B della condotta 12, a causa della presenza degli apparati di regolazione del flusso di fluido all’interno della condotta 12 stessa, si comportano come disadattamenti fisici rispetto alla propagazione delle onde acustiche. Le onde acustiche generate dall’arresto e dal riavvio del dispositivo pig 10 restano quindi intrappolate nella porzione di condotta 12 compresa tra lo stesso dispositivo pig 10 e gli apparati di regolazione del flusso di fluido posti alle estremità della condotta 12.
Le riverberazioni delle onde acustiche che si generano all’interno dei due tronchi di condotta 12 posti rispettivamente a monte e a valle del dispositivo pig 10 danno origine a onde stazionarie. Il periodo di riverberazione o, in modo equivalente, le frequenze di risonanza di tali onde stazionarie, che sono generalmente diversi sui due lati del dispositivo pig 10, sono funzione della lunghezza del tratto libero e della velocità di propagazione dell’onda acustica nella condotta 12.
Con l’instaurarsi delle onde stazionarie nella condotta 12, causate dall’arresto del dispositivo pig 10, à ̈ possibile calcolare la distanza di tale dispositivo pig 10 dal punto di registrazione, attraverso la misura delle frequenze di risonanza acustica e/o del periodo di riverberazione di queste onde stazionarie, anche da un solo lato della condotta 12. Inoltre, grazie al fenomeno dell’istaurarsi delle onde stazionarie nel momento di fermata improvvisa del dispositivo pig 10 e grazie al fatto che il sistema di rilevazione à ̈ permanentemente attivo o, in altre parole, “in ascolto†, il metodo secondo la presente invenzione permette di rilevare la posizione del dispositivo pig 10 all’interno della condotta 12 anche se tale dispositivo pig 10 si blocca definitivamente e non riparte più. L’unità di controllo 16 à ̈ infatti in grado di registrare e analizzare a posteriori il tracciato dell’ultimo segnale acustico generato dal dispositivo pig 10 prima del suo definitivo bloccaggio.
Nel dettaglio, il metodo per la rilevazione della posizione del dispositivo pig 10 all’interno della condotta 12 si sviluppa nel modo seguente. I sensori vibroacustici 14 installati in corrispondenza di almeno uno dei terminali A e B della condotta 12 misurano, in continuo, i segnali acustici (onde di pressione nel fluido) generati dal movimento discontinuo del dispositivo pig 10 durante le fasi di avanzamento e di sfregamento sui cordoni di saldatura nella giunzione di tratti di tubo adiacenti.
Tipicamente, in una normale condotta per il trasporto di gas, le giunzioni si effettuano su tratti di tubo lunghi circa 10-12 metri. Le fasi di avanzamento del dispositivo pig 10 nella condotta 12 vengono riconosciute, anche a decine di chilometri di distanza, come eventi di maggiore ampiezza rispetto al rumore di fondo causato dal fluido in fase di trasporto.
Negli intervalli temporali di arresto del dispositivo pig 10 la condotta 12 di trasporto del fluido viene assimilata, ai fini della propagazione dei segnali acustici, a un tratto di tubo chiuso e/o fortemente disadattato alle due estremità. Il segnale acustico in questi intervalli temporali viene analizzato ed elaborato dall’unità di controllo 16 per identificare un’eventuale famiglia di armoniche (frequenze di risonanza) collegata alla presenza di onde stazionarie. L’armonica fondamentale di ciascuna onda stazionaria, nota la velocità di propagazione del suono nel fluido all’interno della condotta 12, à ̈ univocamente collegata alla lunghezza del tratto di condotta 12 in esame e, quindi, alla distanza/posizione del dispositivo pig 10 dalla stazione di misura.
La distanza di rilevazione o, in altre parole, la massima distanza tra la stazione di misura e il dispositivo pig 10 che consente ai sensori vibroacustici 14 di individuare correttamente la posizione di tale dispositivo pig 10, à ̈ funzione di: - attenuazione del segnale acustico che si propaga all’interno della condotta 12;
- sensibilità dinamica dei sensori vibroacustici 14 di misura;
- banda passante della strumentazione acustica di misura.
Una tipica strumentazione acustica di misura à ̈ in grado di garantire un intervallo di frequenza compreso tra 0,01 Hz e 10 Hz, più tipicamente tra 0,1 Hz e 10 Hz. Con l’utilizzo di strumentazione acustica di misura di tipo “commerciale†, in tubazioni 12 di diametro medio (circa 20†) la distanza di rilevazione del dispositivo pig 10 può raggiungere il valore di circa 30 km dalla stazione di misura. All’aumentare sia del diametro della condotta 12, sia della pressione del fluido in essa trasportato, aumenta anche la distanza di rilevazione da remoto del dispositivo pig 10.
Si riporta di seguito un esempio di applicazione del metodo e del sistema secondo la presente invenzione a una condotta sottomarina attualmente in servizio, realizzata per il trasporto di gas naturale. In particolare, sono stati raccolti dei segnali di pressione acustica in corrispondenza del terminale B di arrivo del dispositivo pig 10, durante una fase di pulizia della condotta 12 con il fluido trasportato a bassa pressione (circa 8 bar di pressione nella condotta 12 e circa 2 bar di pressione differenziale tra i due lati anteriore 10A e posteriore 10B del dispositivo pig 10).
In queste condizioni il dispositivo pig 10 procede in modo discontinuo nella condotta 12, con fermate di qualche minuto e partenze della durata di qualche decina di secondi. Il segnale di pressione acustica, registrato con sensori idrofonici e misurato in corrispondenza della stazione di arrivo B del dispositivo pig 10, ha mostrato come previsto le seguenti strutture armoniche (figure 2a e 2b):
- picchi spettrali di ampiezza elevata, legati agli istanti di ripartenza del dispositivo pig 10 nella condotta sottomarina 12;
- un treno di armoniche di risonanza a frequenza fondamentale crescente con l’avvicinamento del dispositivo pig 10 al terminale di arrivo B della condotta 12;
- una distanza utile di rilevazione acustica di circa 3-5 km dal terminale di arrivo B della condotta 12.
Si à ̈ così visto che il metodo e il sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte per il trasporto di fluidi in pressione secondo la presente invenzione realizzano gli scopi in precedenza evidenziati.
Il metodo e il sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all’interno di condotte della presente invenzione così concepiti sono suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo. L’ambito di tutela dell’invenzione à ̈ pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig (10) all’interno di una condotta (12) atta al trasporto di un fluido in pressione, in cui il dispositivo pig (10) avanza nella condotta (12) con un movimento a intermittenza, con fasi alternate di avanzamento e di arresto, il metodo comprendendo le fasi di: - rilevazione in continuo, da parte di una stazione di misura posta in corrispondenza di almeno un’estremità terminale (A, B) della condotta (12), delle onde acustiche generate all’interno della condotta (12) dalle variazioni di pressione del fluido che si verificano in corrispondenza dei lati anteriore (10A) e/o posteriore (10B) del dispositivo pig (10) durante le sue fasi alternate di avanzamento e di arresto; - analisi ed elaborazione, da parte di un’unità di controllo (16), delle onde stazionarie causate dalle riverberazioni all’interno della condotta (12) delle onde acustiche generate negli intervalli temporali di arresto del dispositivo pig (10); - identificazione di una famiglia di armoniche di risonanza collegata alla presenza di onde stazionarie, il periodo di riverberazione e/o la frequenza di risonanza di ciascuna onda stazionaria, nota la velocità di propagazione del suono nel fluido all’interno della condotta (12), essendo univocamente collegati alla lunghezza del tratto di condotta (12) in esame e consentendo quindi di determinare la distanza/posizione del dispositivo pig (10) rispetto alla stazione di misura.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di rilevazione delle onde acustiche generate all’interno della condotta (12) viene effettuata da due stazioni di misura poste rispettivamente in corrispondenza di una prima estremità terminale (A) e di una seconda estremità terminale (B) della condotta (12).
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l’unità di controllo (16) effettua la misura dei tempi di arrivo dei segnali derivanti dalle onde acustiche rilevate dalle due stazioni di misura.
  4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la velocità di propagazione del suono nel fluido all’interno della condotta (12) à ̈ ricavata con modelli matematici di propagazione acustica che considerano le caratteristiche fisiche e geometriche del sistema composto dalla condotta (12), dal fluido trasportato e dall’ambiente che circonda detta condotta (12).
  5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui l’unità di controllo (16) à ̈ in grado di registrare e analizzare a posteriori il tracciato dell’ultimo segnale derivante dalle onde acustiche generate dal dispositivo pig (10), così da rilevare la posizione di detto dispositivo pig (10) all’interno della condotta (12) anche se detto dispositivo pig (10) si blocca definitivamente e non riparte più.
  6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il fluido viene trasportato nella condotta (12) con una pressione assoluta compresa tra circa 3 bar e circa 10 bar.
  7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui la pressione differenziale tra i due lati anteriore (10A) e posteriore (10B) del dispositivo pig (10) Ã ̈ compresa tra circa 1 bar e circa 3 bar.
  8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui il fluido à ̈ costituito da un gas naturale.
  9. 9. Sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig (10) all’interno di una condotta (12) atta al trasporto di un fluido in pressione, in cui il dispositivo pig (10) avanza nella condotta (12) con un movimento a intermittenza, con fasi alternate di avanzamento e di arresto, il sistema comprendendo: - almeno una stazione di misura posta in corrispondenza di almeno un’estremità terminale (A, B) della condotta (12), detta stazione di misura comprendendo uno o più sensori (14) atti a rilevare in continuo le onde acustiche generate all’interno della condotta (12) dalle variazioni di pressione del fluido che si verificano in corrispondenza dei lati anteriore (10A) e posteriore (10B) del dispositivo pig (10) durante le sue fasi alternate di avanzamento e di arresto; - un’unità di controllo (16) operativamente collegata a detti uno o più sensori (14), detta unità di controllo (16) essendo atta all’analisi e all’elaborazione delle onde stazionarie causate dalle riverberazioni all’interno della condotta (12) delle onde acustiche generate negli intervalli temporali di arresto del dispositivo pig (10), detta unità di controllo (16) essendo atta altresì all’identificazione di una famiglia di armoniche di risonanza collegata alla presenza di onde stazionarie, in cui il periodo di riverberazione e/o la frequenza di risonanza di ciascuna onda stazionaria, nota la velocità di propagazione del suono nel fluido all’interno della condotta (12), sono univocamente collegati alla lunghezza del tratto di condotta (12) in esame e consentono quindi di determinare la distanza/posizione del dispositivo pig (10) rispetto alla stazione di misura.
  10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, comprendente due stazioni di misura poste rispettivamente in corrispondenza di una prima estremità terminale (A) e di una seconda estremità terminale (B) della condotta (12).
  11. 11. Sistema secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detti uno o più sensori (14) sono costituiti da sensori idrofonici o vibroacustici.
  12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti sensori idrofonici o vibroacustici sono in grado di garantire un intervallo di frequenza compreso tra 0,01 Hz e 10 Hz.
  13. 13. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (16) à ̈ operativamente collegata a detti uno o più sensori (14) tramite un sistema di comunicazione via cavo.
  14. 14. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (16) à ̈ operativamente collegata a detti uno o più sensori (14) tramite un sistema di comunicazione di tipo wireless.
IT002196A 2012-12-20 2012-12-20 Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione ITMI20122196A1 (it)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT002196A ITMI20122196A1 (it) 2012-12-20 2012-12-20 Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione
EP13803023.4A EP2935969B1 (en) 2012-12-20 2013-12-12 Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline
DK13803023.4T DK2935969T3 (en) 2012-12-20 2013-12-12 METHOD AND REMOTE DETECTION OF POSITION DEVICE POSITION WITHIN A PRESSURE PIPELINE
EA201590977A EA026485B1 (ru) 2012-12-20 2013-12-12 Способ и система для дистанционного обнаружения местоположения внутритрубного снаряда внутри трубопровода под давлением
PCT/EP2013/076413 WO2014095581A1 (en) 2012-12-20 2013-12-12 Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline
US14/652,245 US9897243B2 (en) 2012-12-20 2013-12-12 Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT002196A ITMI20122196A1 (it) 2012-12-20 2012-12-20 Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITMI20122196A1 true ITMI20122196A1 (it) 2014-06-21

Family

ID=47683880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT002196A ITMI20122196A1 (it) 2012-12-20 2012-12-20 Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9897243B2 (it)
EP (1) EP2935969B1 (it)
DK (1) DK2935969T3 (it)
EA (1) EA026485B1 (it)
IT (1) ITMI20122196A1 (it)
WO (1) WO2014095581A1 (it)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA028210B1 (ru) * 2014-05-14 2017-10-31 Эни С.П.А. Способ и система для непрерывного дистанционного контроля положения и скорости продвижения скребкового устройства внутри трубопровода
US10024768B1 (en) 2016-06-17 2018-07-17 Markwest Energy Partners, L.P. System, method, and apparatus for determining air emissions during pig receiver depressurization
GB201611326D0 (en) * 2016-06-29 2016-08-10 Optasense Holdings Ltd Distributed fibre optic sensing for rail monitoring
WO2018022063A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Halliburton Energy Services, Inc. Real-time plug tracking with fiber optics
US10001240B1 (en) 2016-11-02 2018-06-19 Markwest Energy Partners, L.P. Pig ramp, system and method
US10196243B1 (en) 2017-02-28 2019-02-05 Markwest Energy Partners, L.P. Heavy compressor valve lifting tool and associated methods
CN107064995B (zh) * 2017-04-18 2019-02-22 江苏莘翔机电有限公司 一种基于dsp的声学地下管道定位方法
US11181208B2 (en) * 2018-05-24 2021-11-23 Tdw Delaware, Inc. Non-invasive pipeline pig signal using vibration sensors
CN110618197A (zh) * 2019-02-01 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法
US20210332953A1 (en) * 2019-02-04 2021-10-28 Halliburton Energy Services, Inc. Remotely locating a blockage in a pipeline for transporting hydrocarbon fluids
BR112022007048A2 (pt) * 2019-12-13 2022-07-19 Halliburton Energy Services Inc Sistema, sistema de aquisição de dados e método
CA3103413C (en) 2019-12-30 2023-04-25 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for inline mixing of hydrocarbon liquids based on density or gravity
US11607654B2 (en) 2019-12-30 2023-03-21 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids
CA3104319C (en) 2019-12-30 2023-01-24 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for spillback control of in-line mixing of hydrocarbon liquids
CN111650075A (zh) * 2020-07-06 2020-09-11 中国石油化工股份有限公司 一种管道清洗洁净度全管道检测方法及其装置
NO20230117A1 (en) * 2020-09-18 2023-02-06 Halliburton Energy Services Inc Non-intrusive tracking of objects and fluids in wellbores
US11655940B2 (en) 2021-03-16 2023-05-23 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for transporting fuel and carbon dioxide in a dual fluid vessel
US12012883B2 (en) 2021-03-16 2024-06-18 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for backhaul transportation of liquefied gas and CO2 using liquefied gas carriers
US11578836B2 (en) 2021-03-16 2023-02-14 Marathon Petroleum Company Lp Scalable greenhouse gas capture systems and methods
CN113551102B (zh) * 2021-07-16 2022-11-11 国家石油天然气管网集团有限公司 一种用于管道内清管器实时跟踪定位的方法
US11447877B1 (en) 2021-08-26 2022-09-20 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for monitoring cathodic protection of structures
US11686070B1 (en) 2022-05-04 2023-06-27 Marathon Petroleum Company Lp Systems, methods, and controllers to enhance heavy equipment warning
US12012082B1 (en) 2022-12-30 2024-06-18 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for a hydraulic vent interlock
US12006014B1 (en) 2023-02-18 2024-06-11 Marathon Petroleum Company Lp Exhaust vent hoods for marine vessels and related methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067769A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Asel-Tech Technologia E Automação Ltda. System for locating pigs in single phase and multiphase fluid transport pipelines
WO2009155708A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Pure Technologies Ltd. Apparatus and method to locate an object in a pipeline
WO2010020781A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Qinetiq Limited Tracking objects in conduits
WO2011039589A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. System and method for the continuous detection of impacts on pipelines for the transportation of fluids, particularly suitable for underwater pipelines

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916699A (en) * 1972-11-24 1975-11-04 Resource Sciences Corp Method and system for vibration testing of objects
GB8307985D0 (en) 1983-03-23 1983-04-27 British Gas Corp Pipeline pig tracking
US5417112A (en) * 1993-01-11 1995-05-23 Tdw Delaware, Inc. Apparatus for indicating the passage of a pig moving within an underground pipeline
US5549000A (en) * 1994-06-27 1996-08-27 Texaco, Inc. Passive acoustic detection of pipeline pigs
US5461354A (en) 1994-07-14 1995-10-24 Tdw Delaware, Inc. Magnetic sphere for use in a pipeline
US6243657B1 (en) 1997-12-23 2001-06-05 Pii North America, Inc. Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline
ITTO20010035A1 (it) * 2001-01-19 2002-07-19 Comau Systems Spa Procedimento e sistema per misurare la distanza di un corpo mobile dauna parte fissa.
US7886604B2 (en) * 2007-01-26 2011-02-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and electromagnetic ultrasonic transducer to be used therefor
US7852091B2 (en) * 2007-09-28 2010-12-14 Los Alamos National Security, Llc Microwave determination of location and speed of an object inside a pipe
GB2462096A (en) * 2008-07-23 2010-01-27 Schlumberger Holdings Monitoring of a pipeline pig using external acoustic sensors
US7973602B2 (en) 2009-05-06 2011-07-05 Mindspeed Technologies, Inc. Variable gain amplifier
US20130214771A1 (en) * 2012-01-25 2013-08-22 Radiation Monitoring Devices, Inc. Systems and methods for inspecting structures including pipes and reinforced concrete

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067769A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Asel-Tech Technologia E Automação Ltda. System for locating pigs in single phase and multiphase fluid transport pipelines
WO2009155708A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Pure Technologies Ltd. Apparatus and method to locate an object in a pipeline
WO2010020781A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Qinetiq Limited Tracking objects in conduits
WO2011039589A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. System and method for the continuous detection of impacts on pipelines for the transportation of fluids, particularly suitable for underwater pipelines

Also Published As

Publication number Publication date
US9897243B2 (en) 2018-02-20
EA026485B1 (ru) 2017-04-28
DK2935969T3 (en) 2017-05-22
EP2935969A1 (en) 2015-10-28
US20150323119A1 (en) 2015-11-12
EA201590977A1 (ru) 2015-12-30
WO2014095581A1 (en) 2014-06-26
EP2935969B1 (en) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITMI20122196A1 (it) Metodo e sistema per la rilevazione da remoto della posizione di un dispositivo pig all'interno di una condotta in pressione
Ismail et al. A review of vibration detection methods using accelerometer sensors for water pipeline leakage
CN102197287B (zh) 跟踪管道中的对象移动的设备和方法
CN104747912B (zh) 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法
RU2598976C1 (ru) Система и способ для ультразвукового измерения с использованием фитинга диафрагменного расходомера
Brunone et al. Design criteria and performance analysis of a smart portable device for leak detection in water transmission mains
Li et al. Leak detection and location for gas pipelines using acoustic emission sensors
US20080196481A1 (en) Deriving Information About Leaks in Pipes
EA028210B1 (ru) Способ и система для непрерывного дистанционного контроля положения и скорости продвижения скребкового устройства внутри трубопровода
CN104100842A (zh) 一种基于分布式光纤传感器和声波的管道监测装置及***
CN104034800A (zh) 输送管道水力探测和运载流体管道状态评估方法及***
Yin et al. Single-point location algorithm based on an acceleration sensor for pipeline leak detection
Vidal et al. Acoustic reflectometry for blockages detection in pipeline
Huang et al. Acoustic investigation of high-sensitivity spherical leak detector for liquid-filled pipelines
CN104100841A (zh) 一种基于分布式光纤传感器和声波的管道监测方法
Li et al. Leakage simulation and acoustic characteristics based on acoustic logging by ultrasonic detection
Shama et al. Review of leakage detection methods for subsea pipeline
CN203940243U (zh) 一种基于分布式光纤传感器和声波的管道监测装置及***
Hamzah Study Of The Effectiveness Of Subsea Pipeline Leak Detection Methods
RU2421657C1 (ru) Способ обнаружения утечек жидких углеводородов из магистральных трубопроводов
Loureiro Silva et al. Acoustic reflectometry for blockage detection in pipeline
Adnan et al. Leak detection in MDPE gas pipeline using dual-tree complex wavelet transform
KR100971073B1 (ko) 피그에 장착된 피복 결함 탐상 장치
Butkus et al. An acoustic method of determination of leakage coordinates in gas pipelines
Tao Monitoring Gas Distribution Pipelines