RU2439550C1 - On-line diagnostic device of main piping - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: control module, measuring module, allocation module of damages and power module are made in the form of individual compartments connected to each other by means of linking element with fitting assembly so that multi-stage in-tube tool is formed; damage allocation module is equipped with mobile product utilisation reservoir; hydroacoustic communication channel is made in the form of three-stage cascade formed by receiving-transmitting elements installed on in-tube tool on inner and outer surfaces of pipeline mainly at check points located in transverse welds of piping with known geographic plane coordinates.

EFFECT: enlarging functional capabilities of on-line diagnostic device of main piping.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а более конкретно к внутритрубным средствам диагностики трубопроводов, предназначенным для обнаружения механических дефектов внутри трубопроводов, предназначенных для перекачки углеводородов преимущественно в морских условиях.The invention relates to the oil and gas industry, and more specifically to in-line piping diagnostics, designed to detect mechanical defects inside pipelines, designed for pumping hydrocarbons mainly in marine conditions.

Известно устройство диагностики трубопровода (патент RU №2196312 [1]), которое включает два датчика вибрации, два усилителя, два фильтра, цифровой коррелятор, дисплей, передатчик, приемник, два аналого-цифровых преобразователя, шифратор, дешифратор, генератор высокой частоты, фазовый манипулятор, усилитель мощности, селектор фазоманипулированных сигналов, удвоитель фазы, два измерителя ширины спектра, блок сравнения, пороговый блок, ключ, демодулятор фазоманипулированных сигналов, два перемножителя, узкополосный фильтр и фильтр низких частот выделением сигналов с частотой 1000-2500 Гц, что позволяет повысить надежность радиоканала путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией.A piping diagnostic device is known (patent RU No. 2196312 [1]), which includes two vibration sensors, two amplifiers, two filters, a digital correlator, a display, a transmitter, a receiver, two analog-to-digital converters, an encoder, a decoder, a high-frequency generator, a phase a manipulator, a power amplifier, a phase-shifted signal selector, a phase doubler, two spectral width meters, a comparison unit, a threshold block, a key, a phase-shifted signal demodulator, two multipliers, a narrow-band filter and a low-pass filter the selection of signals with a frequency of 1000-2500 Hz, which improves the reliability of the radio channel by using complex signals with phase shift keying.

Однако данное устройство позволяет достичь технического результата на локальных участках трубопровода и только в условиях открытых трубопроводов, так как передача зарегистрированных сигналов на диспетчерский пункт осуществляется по радиоканалу.However, this device allows you to achieve a technical result in local sections of the pipeline and only in open pipelines, since the transmission of registered signals to the control center is carried out over the air.

Как известно, трассы большинства магистральных трубопроводов пролегают по местности со сложным рельефом, включая дно водоемов, в том числе и морей. При этом для исключения влияния внешних условий на эксплуатационные характеристики магистрального трубопровода его, как правило, заглубляют, а на самых неблагоприятных участках местности размещают в бетонном «саркофаге», что практически исключает применение известного устройства для обнаружения дефектов в трубопроводах, уложенных на дне глубоководного водоема.As you know, the routes of most trunk pipelines run through terrain with complex terrain, including the bottom of reservoirs, including the seas. At the same time, in order to exclude the influence of external conditions on the operational characteristics of the main pipeline, it is usually buried, and placed in a concrete “sarcophagus” on the most unfavorable sections of the terrain, which practically eliminates the use of a known device for detecting defects in pipelines laid at the bottom of a deep-water reservoir.

Кроме того, использование низких частот, с выделением сигналов с частотой 1000-2500 Гц, отягощается возрастанием влияния шумовой помехи, что для исключения влияния шумовой помехи требует усложнения аппаратуры и позволяет регистрировать акустические сигналы с достаточной надежностью при определении только линейных свойств исследуемой среды.In addition, the use of low frequencies, with the separation of signals with a frequency of 1000-2500 Hz, is aggravated by an increase in the influence of noise interference, which, in order to exclude the influence of noise interference, requires complicated equipment and allows recording acoustic signals with sufficient reliability when determining only linear properties of the medium under study.

Известно также, устройство для определения места и размеров течи в трубопроводе (патент RU №2221230 [2]), которое относятся к технике контроля трубопроводных систем и предназначено для определения места повреждения и оценок размера повреждения в труднодоступных или недоступных техническому надзору напорных трубопроводах, в частности, в подводных трубопроводах, и в дюкерах. Техническим результатом является обеспечение помехоустойчивости, высокой точности определения места течи и оценки размеров повреждения трубопровода. Для этого осуществляют прием акустических сигналов шума течи двумя датчиками, расположенными вдоль трубопровода, преобразуют акустические сигналы в электрические сигналы, а после усиления, фильтрации, накопления и определения взаимного спектра электрических сигналов определяют наличия признаков акустических сигналов течи по уровню энергии взаимного спектра. Формируют сигнал тревоги и определяют места течи по разности времен прибытия акустических сигналов к двум датчикам. Оценивают диаметр повреждения по данным о частоте максимума модуля взаимного спектра, о скорости истечения струи, определяемой исходя из информации о давлениях и плотностях сред в трубопроводе и в окружающей среде, а также о скорости движения продукта в трубопроводе. Для трубопроводов большой протяженности в предлагаемый способ введен прием сигналов от акустических датчиков, расположенных параллельно трубопроводу на дистанциях d друг от друга, которые определяются по предлагаемым согласно изобретению математическим зависимостям. При этом накопление результатов и взаимно спектральный анализ сигналов осуществляют между каждой парой соседних датчиков непрерывно или эпизодически по заданной программе, а при выявлении сигнала тревоги, до уточнения места течи, определяют аварийный участок трубопровода между парой соседних датчиков, сигнализировавших о наличии течи. Устройство для определения параметров течи в трубопроводе содержит n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, выход которого соединен с первым входом блока фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, а также содержит блок управления.It is also known a device for determining the location and size of a leak in a pipeline (patent RU No. 2221230 [2]), which relates to a technique for monitoring pipeline systems and is intended to determine the location of damage and assess the size of damage in pressure pipelines that are difficult to access or inaccessible to technical supervision, in particular , in subsea pipelines, and in dukers. The technical result is to provide noise immunity, high accuracy in determining the location of a leak and assessing the size of damage to the pipeline. To do this, acoustic noise signals of the leak are received by two sensors located along the pipeline, the acoustic signals are converted into electrical signals, and after amplification, filtering, accumulation and determination of the mutual spectrum of electrical signals, the presence of signs of acoustic signals is detected by the energy level of the mutual spectrum. An alarm is generated and leak points are determined by the difference in the arrival times of the acoustic signals to the two sensors. The diameter of the damage is estimated from the data on the frequency of the maximum of the reciprocal spectrum module, on the flow rate of the jet, determined on the basis of information on pressures and densities of the media in the pipeline and in the environment, as well as on the speed of the product in the pipeline. For long pipelines, the proposed method includes receiving signals from acoustic sensors located parallel to the pipeline at distances d from each other, which are determined by the mathematical dependencies proposed according to the invention. In this case, the accumulation of results and cross-spectral analysis of the signals is carried out between each pair of neighboring sensors continuously or occasionally according to a predetermined program, and when an alarm is detected, before the location of the leak is determined, the emergency section of the pipeline between the pair of neighboring sensors signaling the presence of a leak is determined. A device for determining the parameters of a leak in a pipeline contains n measuring channels, each of which consists of a series-connected block of acoustic transducers, a gain block, the output of which is connected to the first input of the filtering block, an analog-to-digital conversion block, and also contains a control block.

В известное устройство [2] дополнительно введены: последовательно соединенные n-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, при этом n входов n-канального блока уплотнения информации соединены с соответствующими выходами n блоков аналого-цифрового преобразования, также введен n-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий n входов и n-1 выходов, при этом каждый из n физических каналов выхода блока разуплотнения информации соединен с соответствующим входом n-1 канального блока накопления и канальный блок определения места течи, n-1 канальный блок определения размеров течи, n-1 канальный блок определения полосы фильтрации, входы которых параллельно соединены с соответствующими выходами n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, а выход n-1 канального блока определения полосы фильтрации соединен со вторыми входами блоков фильтрации, также введен блок формирования сигнала тревоги, вход которого соединен с выходом n-1 канального блока обнаружения течи, с выходом n-1 канального блока определения места течи и с выходом n-1 канального блока определения размеров течи, также введен индикатор места и размера течи, вход которого подсоединен к выходу блока формирования сигнала тревоги.In the known device [2] are additionally introduced: series-connected n-channel information compression unit, multiplexed information transmission channel and information decompression unit, while n inputs of the n-channel information compression unit are connected to the corresponding outputs of n analog-to-digital conversion units, also introduced an n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra having n inputs and n-1 outputs, with each of the n physical channels of the output of the decompression block of information being connected to a corresponding input ohm n-1 channel block accumulation and channel block determining the location of the leak, n-1 channel block determining the size of the leak, n-1 channel block determining the filter band, the inputs of which are connected in parallel with the corresponding outputs of the n-1 channel block accumulation and analysis of mutual spectra, and the output n-1 of the channel block for determining the filtering band is connected to the second inputs of the filter blocks, an alarm generation block is also introduced, the input of which is connected to the output n-1 of the channel block for detecting leaks, with the output n-1 of the channel block In order to determine the location of the leak and with the output n-1 of the channel unit for determining the size of the leak, an indicator of the location and size of the leak is also introduced, the input of which is connected to the output of the alarm generation unit.

Блок управления своими управляющими выходами и информационными входами присоединен к n-канальному блоку уплотнения информации, блоку разуплотнения информации, n-1 канальному блоку накопления и анализа взаимных спектров, n-1 канальному блоку обнаружения течи, n-1 канальному блоку определения места течи, n-1 канальному блоку определения размеров течи, n-1 канальному блоку определения полосы фильтрации, блоку формирования сигнала тревоги и индикатору места и размера течи.The control unit for its control outputs and information inputs is connected to an n-channel information compression unit, an information decompression unit, an n-1 channel unit for accumulating and analyzing mutual spectra, an n-1 channel block for detecting a leak, an n-1 channel block for determining the location of a leak, n -1 channel unit for determining the size of the leak, n-1 channel unit for determining the filtering band, the unit for generating an alarm signal and an indicator of the location and size of the leak.

Данное устройство выгодно отличается от известного устройства [1], однако основным недостатком данного устройства является то, что для трубопроводов, размещенных на дне водоема, акустические шумы внешней среды, при экстремальных условиях вносят дополнительную погрешность при измерениях, что существенно снижает эффективность экстренной диагностики магистральных трубопроводов высокого давления и сужает область применения известных устройств, особенно в зонах, подверженных динамическому изменению физико-географических и гидрологических факторов.This device compares favorably with the known device [1], however, the main disadvantage of this device is that for pipelines located at the bottom of a reservoir, acoustic noise of the environment, under extreme conditions, introduce additional measurement error, which significantly reduces the effectiveness of emergency diagnostics of trunk pipelines high pressure and narrows the scope of known devices, especially in areas prone to dynamic changes in physiographic and hydrological of factors.

Известно также устройство, представляющее собой дистанционно управляемый снаряд для очистки трубопроводов от засорений (Патент WO №2006/101398, 2006: [3]), которое состоит из управляющего и силового модуля. При этом управляющий модуль включает в себя источник питания, систему связи и систему управления, а силовой модуль состоит из силовой головки, цангового зажима, конуса цанг, уплотнителя, фланцев привода, двухстороннего шарнирного соединения. Данное устройство обеспечивает перекрытие трубопровода при обнаружении коррозийных дефектов внутри трубопровода с возможностью устранения поверхностных коррозийных дефектов. Однако данное устройство используется только после факта обнаружения коррозийного дефекта, т.е. данное устройство не является средством оперативной диагностики внутренней полости трубопровода.A device is also known, which is a remotely controlled projectile for cleaning pipelines from clogging (Patent WO No. 2006/01398, 2006: [3]), which consists of a control and a power module. In this case, the control module includes a power source, a communication system and a control system, and the power module consists of a power head, collet clamp, collet cone, seal, drive flanges, two-way swivel. This device provides overlapping of the pipeline when detecting corrosion defects inside the pipeline with the ability to eliminate surface corrosion defects. However, this device is used only after the fact of detecting a corrosion defect, i.e. this device is not a means of operational diagnostics of the internal cavity of the pipeline.

Известно также устройство (патент RU №2381841: [4]), предназначенное для очистки внутренней полости трубопровода и содержащее корпус со штуцером и реактивными соплами, полость для рабочего агента, например воды, вал с наконечником, закрепленный в головке, наружную втулку, внутри которой установлена державка с подшипниками и гайкой, и хвостовик с напорной камерой с соплами для выхода рабочего агента на лопасти, закрепленные изнутри на втулке с возможностью ее вращения, при этом на втулке могут быть выполнены винтообразные наружные шнековые выступы, продвигающие устройство вперед, а между корпусом и втулкой выполнен зазор для выхода отработанного агента, при этом головка снабжена ножами для разрушения крупных фракций. Недостатком данного устройства, представляющего собой гидроснаряд, является ограниченное применение, в основном для очистки подземных и наземных канализаций и иных трубопроводных систем для очистки труб от нагара, накипи и других отложений, которые сильно забиты и продолжительное время не использовались, а также заросших канализаций диаметром не более 400 мм. Кроме того, данный снаряд автономно не управляем и для отвода отложений из трубопровода необходимы специальные отводы или отверстия в трубопроводе. Кроме того, его применение ограничено только трубопроводами для транспортировки неагрессивных продуктов транспортировки, например воды, которая используется в известном устройстве, в качестве движущейся силы.It is also known a device (patent RU No. 2381841: [4]) intended for cleaning the internal cavity of the pipeline and containing a housing with a fitting and jet nozzles, a cavity for a working agent, for example water, a shaft with a tip fixed in the head, an outer sleeve inside which a holder with bearings and a nut, and a shank with a pressure chamber with nozzles for exiting the working agent to the blades mounted on the inside of the sleeve with the possibility of rotation, and screw-shaped external screw shafts can be made on the sleeve UPA, pushing the device forward, and between the body and the sleeve there is a gap for the exit of the spent agent, while the head is equipped with knives for the destruction of large fractions. The disadvantage of this device, which is a hydraulic projectile, is its limited use, mainly for cleaning underground and surface sewers and other piping systems for cleaning pipes from soot, scale and other deposits that are heavily clogged and have not been used for a long time, as well as overgrown sewers with a diameter not more than 400 mm. In addition, this projectile is not autonomously controlled and special bends or holes in the pipeline are required to divert deposits from the pipeline. In addition, its use is limited only by pipelines for transporting non-aggressive transport products, for example water, which is used in the known device, as a moving force.

На безопасную эксплуатацию подводных трубопроводов, уложенных, например, на морском дне, существенное влияние оказывает наличие экстремальных гидрометеорологических и природно-климатических условий, обусловленных целым рядом факторов (ледяной покров, абразия береговой зоны, литодинамические процессы, поверхностное волнение, течения, штормы, изменения уровня моря, ветер, температура воздуха и морской воды, рост морских отложений и т.д.). Все это приводит к повышенным нагрузкам и нештатным эксплуатационным режимам газопровода.The safe operation of subsea pipelines laid, for example, on the seabed, is significantly affected by the presence of extreme hydrometeorological and climatic conditions due to a number of factors (ice cover, coastal abrasion, lithodynamic processes, surface waves, currents, storms, level changes seas, wind, air and sea water temperature, increase in marine sediments, etc.). All this leads to increased loads and abnormal operating conditions of the gas pipeline.

Перечисленные выше воздействия, а также причины техногенного происхождения могут привести к планово-высотным перемещениям газопровода и увеличению статических и динамических нагрузок и, как следствие, накоплению усталостных напряжений, увеличению вибрационных нагрузок, возникновению свободных пролетов, заглублению отдельных участков в связи с изменением несущей способности грунта, что в итоге может привести к повреждению элементов конструкции газопровода вплоть до полного их разрушения.The above listed impacts, as well as the causes of technogenic origin, can lead to planned high-altitude movements of the gas pipeline and an increase in static and dynamic loads and, as a result, accumulation of fatigue stresses, increase in vibration loads, occurrence of free spans, deepening of individual sections due to changes in the soil bearing capacity , which ultimately can lead to damage to the structural elements of the pipeline until their complete destruction.

Кроме того, нестабильность (смещение) грунта, внешние повреждения и напряжения в газопроводе влияют на восприимчивость последнего к появлению стресс-коррозионного растрескивания (Stress Corrosion Cracking (SCC)), основными причинами которого является воздействие окружающей среды (почвы, температуры, водного окружения, бактериальной активности) и действующих операционных нагрузок (прежде всего высокого циклического давления, например, по проектным данным для Северо-Европейского газопровода (СЕГ) оно составляет - 25 МПа). Трещины SCC располагаются в колониях, содержащих сотни или тысячи индивидуальных трещин, которые со временем могут объединиться и вызвать утечку или разрыв трубы.In addition, the instability (displacement) of the soil, external damages and stresses in the gas pipeline affect the susceptibility of the latter to stress corrosion cracking (SCC), the main causes of which are environmental (soil, temperature, water, bacterial activity) and operating operating loads (first of all, high cyclic pressure, for example, according to the design data for the North European Gas Pipeline (NEGP) it is 25 MPa). SCC cracks are located in colonies containing hundreds or thousands of individual cracks that can come together over time and cause leakage or pipe rupture.

Указанные выше отличительные особенности СЕГ, а также протяженность трассы на морских участках (около 1200 км), отсутствие шлюзовых камер по трассе обуславливают необходимость постановки и решения задачи в обеспечение создания оперативной комплексной системы мониторинга технического состояния морских участков магистральных трубопроводов, посредством нескольких технических средств, а также режимов использования этих средств.The above distinctive features of the NEGP, as well as the length of the route on offshore sections (about 1200 km), the absence of lock chambers along the route determine the need for setting and solving the problem of ensuring the creation of an operational integrated system for monitoring the technical condition of offshore sections of trunk pipelines, using several technical means, and also modes of use of these funds.

При этом, применение тех или иных аппаратных средств диагностики (прежде всего внутритрубных снарядов, а также ROV-автоматизированного подводного движущегося средства, предназначенного в основном для обеспечения визуального осмотра участка трубопровода) должно определяться на основании информации, полученной с помощью систем первичных наблюдений и обработанной комплексом программ оперативной обработки, в результате чего должны вырабатываться обоснованные предложения (или рекомендации) по применению диагностических средств.In this case, the use of certain diagnostic hardware (primarily in-tube shells, as well as a ROV-automated underwater moving vehicle, designed primarily to provide visual inspection of a pipeline section) should be determined on the basis of information obtained using primary observation systems and processed by the complex operational processing programs, as a result of which reasonable proposals (or recommendations) on the use of diagnostic tools should be developed.

При этом необходимо выделить следующие определяющие составные части системы мониторинга технического состояния трубопровода.In this case, it is necessary to highlight the following determining components of the monitoring system of the technical condition of the pipeline.

1. Внутритрубные диагностические снаряды, позволяющие:1. In-tube diagnostic shells, allowing:

- измерять изгибы (изгибные усилия), обусловленные планово-высотными смещениями трубопровода;- measure the bends (bending forces) caused by the plan-height displacements of the pipeline;

- измерять и привязывать профили проходных сечений трубопровода, а также деформации стенок, типа вмятин, овальностей, гофр, складок и т.д.;- measure and tie profiles of the bore sections of the pipeline, as well as the deformation of the walls, such as dents, ovalities, corrugations, folds, etc .;

- определять пространственное положение (позиционирование) трубопровода на местности;- determine the spatial position (positioning) of the pipeline on the ground;

- измерять и идентифицировать коррозионные дефекты и определять их точное положение.- measure and identify corrosion defects and determine their exact position.

2. Комплект первичных измерительных датчиков, установленных стационарно на трубопроводе.2. A set of primary measuring sensors installed permanently on the pipeline.

Практика внутритрубной диагностики существующих трубопроводов подразумевает применение снарядов трех типов - измерительного (ИС) и дефектоскопического (ДС), а также снаряда для перекрытия трубопровода, что обусловлено, прежде всего, необходимостью решения трех функционально разных задач:The practice of in-line diagnostics of existing pipelines involves the use of three types of shells - measuring (IS) and flaw detector (DS), as well as a projectile for shutting off the pipeline, which is primarily due to the need to solve three functionally different tasks:

- первой - измерения «геометрических параметров» трубопровода: координат, изгибов и соответствующих этим изгибам напряжений, что может быть решено, например, путем применения бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) в составе измерительного снаряда, а также - измерения профиля поперечных сечений трубопровода, что решается применением профилеметрического модуля. Выявление изгибающих напряжений должно обязательно сопровождаться измерением профиля стенок трубопровода, с тем, чтобы оперативно выявить величины деформаций стенок, обусловленных появившимися изгибами.- the first - measuring the "geometric parameters" of the pipeline: coordinates, bends and the stresses corresponding to these bends, which can be solved, for example, by using a strapdown inertial navigation system (SINS) as part of a measuring projectile, as well as measuring the profile of the cross sections of the pipeline, which solved by the use of profilometric module. The detection of bending stresses must necessarily be accompanied by a measurement of the profile of the walls of the pipeline, in order to quickly identify the magnitude of the deformation of the walls caused by the bends.

- второй - выявления, измерения и локализации коррозионных дефектов трубопровода, что решается применением дефектоскопического снаряда с магнитной диагностикой (отметим, что магнитная диагностика и профилеметрия не сочетаются в одном снаряде по ряду причин и, прежде всего по разной пропускной способности прохождения сквозь искаженные за счет деформаций стенок диаметры трубопровода);- the second - the identification, measurement and localization of corrosion defects in the pipeline, which is solved by the use of a flaw detector with magnetic diagnostics (note that magnetic diagnostics and profilometry do not combine in one shell for a number of reasons and, above all, for different throughputs passing through distorted due to deformations wall diameters of the pipeline);

- третий - для перекрытия трубопровода и герметизации трубопровода при обнаружении мест утечек и удалении коррозии.- the third - to shut off the pipeline and seal the pipeline when detecting leaks and removing corrosion.

Кроме того, есть и экономические причины:In addition, there are economic reasons:

Измерительный снаряд определенно дешевле дефектоскопического снаряда. При обследовании трубопровода ИС не требует низкой скорости движения в отличие от снарядов с магнитной (4-5 м/с) и ультразвуковой диагностикой (1-2 м/с). Скорость измерительного снаряда может совпадать со скоростью носителя, т.е. прогон может осуществляться за время в несколько раз меньшее, чем прогон ДС, что, соответственно, снижает затраты на проведение прогона. Обслуживание прогона измерительного снаряда также экономичнее, чем обслуживание прогона ДС.A measuring shell is definitely cheaper than a flaw detector. When examining the pipeline, the IS does not require a low speed of movement, unlike shells with magnetic (4-5 m / s) and ultrasound diagnostics (1-2 m / s). The speed of the measuring projectile may coincide with the speed of the carrier, i.e. the run can be carried out in a time several times shorter than the DS run, which, accordingly, reduces the cost of the run. Serving a measuring shell run is also more economical than servicing a DS run.

Все вышесказанное, а также тот факт, что частота прогонов измерительного снаряда в силу литодинамических, природно-климатических и других факторов в несколько раз выше, чем частота прогонов дефектоскопического снаряда, делает экономически более выгодным наличие двух типов снарядов.All of the above, as well as the fact that the frequency of runs of a measuring shell due to lithodynamic, climatic and other factors, is several times higher than the frequency of runs of a flaw detector, makes the presence of two types of shells more economical.

Как показывает практика, для диагностики магистральных трубопроводов аналогичных СЕГ необходим измерительный снаряд, включающий БИНС и модуль профилеметрических измерений.As practice shows, for the diagnosis of trunk pipelines similar to NEGPs, a measuring projectile is required, including SINS and a profiler measurement module.

БИНС в составе измерительного снаряда позволяет решать следующие вопросы:SINS as part of a measuring projectile allows you to solve the following issues:

1. Точное определение местоположения трассы (позиционирование) трубопровода на местности, так называемый «mapping», что в первую очередь отвечает обязательным требованиям международного стандарта безопасности, выработанным ASME (American Society of Mechanical Engineers), особенно жестким для урбанизированных районов прокладки трубопровода, а также решает ряд прикладных вопросов (упрощает проведение ремонтных работ в отдаленных районах и т.д.).1. Accurate location of the route (positioning) of the pipeline on the ground, the so-called "mapping", which primarily meets the mandatory requirements of the international safety standard developed by ASME (American Society of Mechanical Engineers), which is especially stringent for urban areas of the pipeline, as well as solves a number of applied issues (simplifies repair work in remote areas, etc.).

Точность вычисления координат определяется типом применяемых инерциальных чувствительных элементов (ЧЭ) и числом маркерных точек с известными координатами (полученных с помощью GPS) по трассе трубопровода.The accuracy of the calculation of coordinates is determined by the type of inertial sensitive elements (CE) used and the number of marker points with known coordinates (obtained using GPS) along the pipeline route.

2. Определение с высокой точностью изгибов и деформаций линий трубопровода. При этом сравнение результатов съемок, производимых внутритрубным снарядом через определенные промежутки времени, обеспечивает точный мониторинг планово-высотных смещений трубопровода и его изгибов, что доказывается многолетним опытом применения подобных снарядов за рубежом (Концепция создания и эксплуатации комплексной системы мониторинга технического состояния морских участков подводного газопровода / Биндер Я.И., Добротворский А.Н., Пешехонов В.Г., Яценко С.В. // С-П.: Ассоциация «Морские технологии и безопасность», Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт МО РФ, ЦНИИ «Электроприбор», ОАО «Электромеханика». Доклад на семинаре ОАО «Гипроспецгаз» и компании DNV по проблеме разработки нефтегазовых месторождений в арктических ледовых условиях, включая вопросы экспорта сжиженного природного газа, ноябрь 2004 г.: [5]).2. Determination with high accuracy of bends and deformations of the pipeline lines. At the same time, comparing the results of surveys made by an in-tube projectile at certain intervals of time provides accurate monitoring of the planned height-and-height displacements of the pipeline and its bends, which is proved by many years of experience using such shells abroad (The concept of creating and operating an integrated system for monitoring the technical condition of offshore gas pipeline sections / Binder Y.I., Dobrotvorsky A.N., Peshekhonov V.G., Yatsenko S.V. // S-P .: Association “Marine Technologies and Security”, State Research and Navigation and Hydrographic Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Central Research Institute Electropribor, OJSC Electromechanics Report at a seminar of Giprospetsgaz and DNV on the development of oil and gas fields in Arctic ice conditions, including issues of export of liquefied natural gas, November 2004 .: [5]).

Так, например, анализ данных обследования подводных участков газового трубопровода в норвежском секторе Северного моря показал, что в условиях действия циклических значений эксплуатационного давления и температуры на подводных газовых линиях вероятно появление изгибов газопровода и выхода его отдельных участков из заглубления в траншеи. При этом сравнивается «старая» технология контроля смещений газовых линий с помощью ROV, оборудованного системой гидравлического щупа с регулируемой длиной для поиска поверхности трубопровода в траншеи и «новая» - с применением внутритрубного снаряда с БИНС на борту. «Старая» технология позволяла обследовать приблизительно 1,5 км в день, т.е. требовала большого ресурса времени и была очень дорогостоящей. «Новая» технология показала более высокую точность и оперативность обследования (20 км за 1 час) и была принята к применению на подводных газовых линиях.For example, the analysis of the survey data of the underwater sections of the gas pipeline in the Norwegian sector of the North Sea showed that under the conditions of cyclic values of the operating pressure and temperature on the underwater gas lines, bends of the pipeline are likely to occur and its individual sections exit from the deepening into the trenches. This compares the “old” technology for monitoring gas line offsets using ROV, equipped with a hydraulic probe system with an adjustable length for finding the surface of the pipeline in trenches, and the “new” one using an in-tube shell with SINS on board. The "old" technology made it possible to survey approximately 1.5 km per day, i.e. It required a large resource of time and was very expensive. The "new" technology showed higher accuracy and speed of inspection (20 km in 1 hour) and was accepted for use on underwater gas lines.

Что касается трубопроводов аналогичных СЕГ, которые характеризуются большой протяженностью морских участков (около 1200 км) и отсутствием промежуточных шлюзовых камер по трассе, то применение БИНС позволит измерить даже небольшие смещения и изгибы газопровода, причем с одинаково высокой точностью на протяжении всей трассы. При этом в качестве реперных точек, по которым в основном будут корректироваться показания одометров, могут быть приняты поперечные сварные швы с известными географическими координатами, полученными при прокладке.As for pipelines similar to NEGPs, which are characterized by a large length of offshore sections (about 1200 km) and the absence of intermediate lock chambers along the route, the use of SINS will make it possible to measure even small displacements and bends of the pipeline, with equally high accuracy along the entire route. At the same time, transverse welds with known geographical coordinates obtained during laying can be taken as reference points, on which the odometer readings will mainly be corrected.

БИНС позволяет определить точные угловые и линейные координаты выявленных профилеметром дефектов. Кроме того, данные профилеметрической диагностики и выходные данные БИНС сочетаются в бортовой системе снаряда, что значительно снижает объем последующей обработки.SINS allows you to determine the exact angular and linear coordinates of the defects detected by the profilometer. In addition, profilometric diagnostic data and SINS output are combined in the on-board projectile system, which significantly reduces the amount of subsequent processing.

Известен также измерительный снаряд [5] модели Geopig (BJ, Канада), содержащий БИНС и профилеметрический модуль.Also known is a measuring projectile [5] of the Geopig model (BJ, Canada) containing SINS and profilometric module.

Известен также снаряд модели Scout Scan Solo Tool (PII, Великобритания), в котором нет профилеметрического модуля, но есть БИНС. Снаряд Scout Scan Solo предназначен только для измерения географических координат и кривизны трубопровода.Also known is the projectile model Scout Scan Solo Tool (PII, United Kingdom), in which there is no profilometric module, but there are SINS. The Scout Scan Solo is designed only for measuring the geographic coordinates and curvature of a pipeline.

Практика применения профилеметрических модулей в снарядах для газовых линий традиционно использует механический профилемер, представляющий собой систему с радиально направленными подпружиненными механическими датчиками, имеющими на концах небольшие колеса, позволяющие им свободно двигаться по стенке трубы.The practice of using profiler modules in gas line shells traditionally uses a mechanical profiler, which is a system with radially directed spring loaded mechanical sensors having small wheels at their ends that allow them to move freely along the pipe wall.

Обычное требование по давлению в снарядах-профилемерах (например, Geopig) - 15 МПа и скорость съемки не более 3-4 м/с. Это обусловлено, прежде всего, вибрационными и ударными (толчки, удары и т.д.) нагрузками на механические датчики, которые могут привести к проблемам пропуска участка съемки или к полному «срыву» датчика с участка стенки трубы.The usual pressure requirement in profiler shells (e.g. Geopig) is 15 MPa and a shooting speed of no more than 3-4 m / s. This is due, first of all, to vibration and shock (shocks, shocks, etc.) loads on mechanical sensors, which can lead to problems of skipping the survey area or to complete “breakdown” of the sensor from the pipe wall section.

При этом вибрационные и динамические нагрузки возрастают с увеличением скорости движения снаряда в трубопроводе, поэтому при использовании традиционных механических профилемеров необходимо иметь снаряды с активным управлением скоростью движения снаряда, которые при сохранении производительности работы газопровода обеспечивают необходимую скорость движения снаряда в период съемки характеристик трубопровода, или при использовании существующих снарядов понижать показатели давления газа в трубопроводе (что, с точки зрения, требований к производительности СЕГ недопустимо).In this case, vibration and dynamic loads increase with increasing velocity of the projectile in the pipeline, therefore, when using traditional mechanical profilers, it is necessary to have shells with active control of the velocity of the projectile, which, while maintaining the gas pipeline’s performance, provide the necessary velocity of the projectile during the recording of the characteristics of the pipeline, or using existing shells to lower the gas pressure in the pipeline (which, from the point of view, is required NEG performance is unacceptable).

Измерительных снарядов с активным управлением скоростью движения нет, как нет и снарядов для условий магистральных трубопроводов, аналогичных СЕГ, пригодных к использованию при скоростях движения газа (со скоростью газа (12-15 м/с) при давлении до 25 МПа) [5].There are no measuring shells with active control of the speed of movement, just as there are no shells for conditions of trunk pipelines similar to NEGs suitable for use at gas velocities (with a gas velocity (12-15 m / s) at pressures up to 25 MPa) [5].

В известных измерительных снарядах число радиально направленных механических или ультразвуковых датчиков, как правило, превышает 60 датчиков). Уменьшить количество датчиков в профилеметрическом модуле можно путем применения многоточечные системы измерения, обеспечивающие надежный контроль формы любых цилиндрических поверхностей без необходимости обеспечения образцовой оси вращения.In known measuring shells, the number of radially directed mechanical or ultrasonic sensors typically exceeds 60 sensors). It is possible to reduce the number of sensors in the profilometric module by using multi-point measurement systems that provide reliable control of the shape of any cylindrical surfaces without the need to provide an exemplary axis of rotation.

Известны также снаряды [5] с магнитной диагностикой и БИНС на борту - снаряд-дефектоскоп (MFL) VECTRA, (BJ (Канада), разработка 1996 г), снаряд-дефектоскоп (MFL) Scout Scan Tool (РИ (Великобритания), разработка 1996 г).Also known are shells [5] with magnetic diagnostics and SINS on board - a projectile-flaw detector (MFL) VECTRA, (BJ (Canada), developed in 1996), a projectile-flaw detector (MFL) Scout Scan Tool (RI (Great Britain), developed in 1996 d).

Наличие БИНС в составе снаряда-дефектоскопа обеспечивает наряду с измерением ранее перечисленных параметров:The presence of SINS in the composition of the flaw detector provides, along with the measurement of the previously listed parameters:

- точное определение угловых и линейных координат дефектов: угловые координаты - с точностью ±0,1°, положение их на участке между поперечными швами - с точностью ±20 мм;- accurate determination of the angular and linear coordinates of defects: angular coordinates - with an accuracy of ± 0.1 °, their position in the area between the transverse joints - with an accuracy of ± 20 mm;

- значительное снижение объема последующей апостериорной обработки за счет взаимной обработки (сочетания) в бортовой системе снаряда данных диагностики и данных БИНС;- a significant reduction in the volume of subsequent posterior processing due to mutual processing (combination) in the on-board projectile system of diagnostic data and SINS data;

- выработку значений линейной скорости снаряда и значений изгибающих усилий в местах аномалий стенок трубы при проведении магнитной диагностики, что является дополнительной информацией, использующейся при идентификации и классификации дефектов.- the development of values of the linear velocity of the projectile and the values of the bending forces in the places of anomalies of the pipe walls during magnetic diagnostics, which is additional information used in the identification and classification of defects.

Корреляция данных БИНС и магнитной диагностики (также как и корреляция данных БИНС и профилеметрического модуля) обеспечивает наилучшую идентификацию дефектов. Полную же идентификацию всех возможных дефектов и аномалий трубопровода обеспечивает корреляция данных, полученных в процессе пробегов обоих снарядов.The correlation of SINS and magnetic diagnostic data (as well as the correlation of SINS and profilometric module data) provides the best identification of defects. The complete identification of all possible defects and anomalies in the pipeline is ensured by the correlation of data obtained during the runs of both shells.

Наиболее близким по условиям применения к условиям, например, СЕГ является снаряд MagnescanXHR, специально разработанный компанией PII/Pipetronix (UK) для компании Norwegian Statoil и Asgard transport line system.Closest to the application conditions, for example, NEG is the MagnescanXHR shell, specially developed by PII / Pipetronix (UK) for Norwegian Statoil and Asgard transport line system.

Этот снаряд разработан для обследования подводного трубопровода в Северном море, эксплуатирующегося при давлении до 22 МПа, имеющего толщину стенок - 38 мм, диаметр трубопровода - 40''. Может обследовать всю трассу трубопровода за один прогон (рассчитан на 500 миль (850 км)).This projectile was designed to inspect an underwater pipeline in the North Sea, operating at pressures up to 22 MPa, having a wall thickness of 38 mm, and a pipeline diameter of 40 ''. It can examine the entire pipeline route in one run (designed for 500 miles (850 km)).

Для всех компонентов этого снаряда разрабатывающей компании пришлось устанавливать новые стандарты исполнения.For all components of this projectile, the development company had to set new performance standards.

Однако снаряд MagneScan XHR не удовлетворяет требованиям магистральных трубопроводов аналогичных СЕГ по следующим причинам:However, the MagneScan XHR shell does not meet the requirements of the main pipelines of similar NEGPs for the following reasons:

- этот снаряд реализует технологию MFL, т.е. обеспечивает только продольное намагничивание стенок трубы, не позволяющее выявить наиболее опасный для СЕГ вид коррозии - SCC;- this projectile implements MFL technology, i.e. provides only longitudinal magnetization of the pipe walls, which does not allow to identify the most dangerous type of corrosion for NEG - SCC;

- снаряд не имеет системы активного управления скоростью движения снаряда (может иметь систему байпасирования без управления скоростью, которая мало эффективна при высоких скоростях движения газа);- the projectile does not have an active control system for the velocity of the projectile (can have a bypass system without speed control, which is not very effective at high gas speeds);

- не имеет в своем составе БИНС.- does not include BINS.

Та же фирма (РII) имеет в своем арсенале снаряды TranScan, предназначенные для обнаружения SCC, но в настоящее время эти снаряды имеют максимальный диаметр - 36'', рассчитаны на толщину стенки - не более 15 мм, давление - 22 МПа.The same company (PII) has in its arsenal TranScan shells designed to detect SCC, but currently these shells have a maximum diameter of 36 '', are designed for wall thickness - not more than 15 mm, pressure - 22 MPa.

Таким образом, для магистральных трубопроводов аналогичных СЕГ необходим снаряд, сочетающий наличие БИНС и одновременно технологию продольного и поперечного намагничивания.Thus, for main pipelines similar to NEGP, a projectile is required that combines the presence of SINS and at the same time longitudinal and transverse magnetization technology.

Известный снаряд (Патент WO №2006/101398, 2006: [3]) выполнен в виде поезда и состоит из управляющего модуля и силового модуля.Known projectile (Patent WO No. 2006/01398, 2006: [3]) is made in the form of a train and consists of a control module and a power module.

Управляющий модуль включает источник питания, часть системы связи, и модуль управления силовым модулем.The control module includes a power source, part of a communication system, and a power module control module.

Силовой модуль состоит из силовой головки, цангового зажима, конуса цанг, уплотнителя, фланцев, шарнирного соединения и роликового устройства и представляет собой дистанционно управляемый внутритрубный снаряд для очистки трубопроводов от засорений, преимущественно механического происхождения. Недостатком данного снаряда является низкая производительность обследования трубопровода. Его передвижение осуществляется посредством роликов.The power module consists of a power head, collet clamp, collet cone, seal, flanges, swivel and roller device and is a remotely controlled in-line shell for cleaning pipelines from blockages, mainly of mechanical origin. The disadvantage of this projectile is the low productivity of the pipeline inspection. His movement is carried out through the rollers.

При использовании внутритрубных снарядов (измерительных датчиков), также одной из сложных технических задач является задача связи внутритрубного снаряда через стенку трубопровода с диспетчерской станцией. Обычно трубопроводы выполняются из стали (например, марок Сталь 65, Сталь 70, либо Х65Х70 DIN EN ANSI) толщиной от 10 до 42 мм, что является существенным препятствием для передачи радиосигналов из трубопровода через окружающую среду на диспетчерскую станцию. Подводные трубопроводы, кроме этого, имеют бетонную армированную рубашку толщиной до 120 мм.When using in-pipe shells (measuring sensors), one of the most difficult technical tasks is the task of connecting the in-pipe shell through the pipeline wall to the control station. Typically, pipelines are made of steel (for example, Steel 65, Steel 70, or X65X70 DIN EN ANSI) with a thickness of 10 to 42 mm, which is a significant obstacle to the transmission of radio signals from the pipeline through the environment to the control station. Submarine pipelines, in addition, have a reinforced concrete jacket with a thickness of up to 120 mm.

Задачей настоящего технического решения является расширение функциональных возможностей устройства оперативной диагностики магистрального трубопровода за счет обеспечения избыточности измерений для определения характеристик состояния трубопровода, с одновременным повышением производительности процесса диагностики магистральных трубопроводов.The objective of this technical solution is to expand the functionality of the device for operational diagnostics of the main pipeline by ensuring redundancy of measurements to determine the characteristics of the state of the pipeline, while increasing the productivity of the process of diagnosing main pipelines.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для оперативной диагностики магистрального трубопровода, включающим измерительные датчики приема акустических сигналов, расположенными вдоль трубопровода, n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, блока фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, блок управления, n-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, n блоков аналого-цифрового преобразования, n-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий n входов и n-1 выходов, n-1 канальный блок обнаружения течи, n-1 канальный блок определения места течи, n-1 канальный блок определения размеров течи, n-1 канальный блок определения полосы фильтрации, блок формирования сигнала тревоги, индикатор места и размера течи, вход которого подсоединен к выходу блока формирования сигнала тревоги, при этом блок управления своими управляющими выходами и информационными входами присоединен к соответствующим управляющим и информационным входам и выходам n-канального блока уплотнения информации, блока разуплотнения информации, n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, n-1 канального блока обнаружения течи, n-1 канального блока определения места течи, n-1 канального блока определения размеров течи, n-1 канального блока определения полосы фильтрации, блока формирования сигнала тревоги и передачи его по гидроакустическому каналу связи и/или радиоканалу на диспетчерскую станцию, а также включающим измерительные датчики, размещенные на дистанционно управляемом внутритрубном диагностическом снаряде и включающие акустические, профилеметрические датчики и бесплатформенную инерциальную систему, при этом внутритрубный диагностический снаряд состоит из модуля управления, силового модуля и модуля локализации повреждений, а измерительные датчики функционально связаны между собой посредством блока управления с образованием измерительного модуля, в котором в отличие от известных устройств, модуль управления, измерительный модуль, модуль локализации повреждений и силовой модуль конструктивно выполнены в виде отдельных секций сочлененных между собой, посредством элемента сцепления со стыковочным узлом, с образованием многоступенчатого внутритрубного снаряда, модуль локализации повреждений снабжен мобильным резервуаром для утилизации продукта, гидроакустический канал связи выполнен в виде трехступенчатого каскада, сформированного приемоизлучающими элементами, установленными на внутритрубном снаряде, на внутренней и внешней поверхностях трубопровода, преимущественно в реперных точках, расположенных в поперечных швах трубопровода с известными плановыми географическими координатами.The problem is solved due to the fact that in the device for operational diagnostics of the main pipeline, including measuring sensors for receiving acoustic signals located along the pipeline, n measuring channels, each of which consists of a series of connected acoustic transducer block, amplification block, filtration block, analog block -digital conversion, control unit, n-channel information compression unit, multiplex information transmission channel and information decompression unit and, n analog-to-digital conversion blocks, an n-1 channel block for accumulation and analysis of mutual spectra having n inputs and n-1 outputs, n-1 channel block for detecting a leak, n-1 channel block for determining the location of a leak, n-1 channel leak size determining unit, n-1 channel filtering band determination unit, alarm generating unit, leak location and size indicator, the input of which is connected to the output of the alarm generating unit, while the control unit for its control outputs and information inputs is connected to the corresponding the control and information inputs and outputs of the n-channel information compression unit, the information decompression unit, the n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra, the n-1 channel block for detecting a leak, the n-1 channel block for determining the location of a leak, the n-1 channel leak size determining unit, n-1 channel unit for determining the filtering band, an alarm signal generating unit and transmitting it via a hydroacoustic communication channel and / or a radio channel to a control station, as well as including measuring sensors, p Placed on a remotely controlled in-tube diagnostic projectile and including acoustic, profilometric sensors and a strap-on inertial system, the in-line diagnostic projectile consists of a control module, a power module and a fault localization module, and the measuring sensors are functionally interconnected via a control unit to form a measuring module, in which, unlike known devices, the control module, the measuring module, the damage localization module denions and the power module are structurally made in the form of separate sections articulated to each other by means of an engagement element with a docking unit to form a multi-stage in-tube projectile, the damage localization module is equipped with a mobile reservoir for product disposal, the sonar communication channel is made in the form of a three-stage cascade formed by receiving-emitting elements, mounted on an in-tube projectile, on the inner and outer surfaces of the pipeline, mainly at reference points ah, arranged in the transverse pipe joints with the known geographic coordinates routine.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена конструкция силового модуля внутритрубного диагностического снаряда.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows the design of the power module of the in-tube diagnostic projectile.

Конструкция силового модуля дистанционно управляемого внутритрубного снаряда. Силовой модуль содержит колесо 1 ролика, ось ролика 2, кронштейн 3 ролика, корпус ролика 4, фиксатор 5 цанги, который представляет собой болт, плиту 6 привода цанг, болт 7 крепления сферической опоры, верхнюю крышку 8 сферической опоры, нижнюю крышку 9 (вкладыша) сферической опоры, ось 10 привода плиты привода цанг, болт 11 фиксации оси привода плиты цанг, фиксирующее кольцо 12, внутренний цилиндр 13 корпуса цанг, цангу 14, направляющую 15 цанги, болт 16 фиксации направляющей цанги, конус 17 цанг (подвижная щека уплотнителя), уплотнитель 18, плиту 19 (неподвижная щека уплотнителя) уплотнителя, ролик 20 (в сборе), болта 21 крепления ролика, наружный цилиндра 22 корпуса (корпус скольжения), разжимную пружину 23, направляющую 24 разжимной пружины, гидроцилиндр 25, болт 26 фиксации оси привода плиты цанг, уплотнитель 27, поршень 28, уплотнитель 29, крышку 30 гидроцилиндра, вкладыш сальников 31.The design of the power module of a remotely controlled in-tube projectile. The power module contains a roller wheel 1, a roller axis 2, a roller bracket 3, a roller housing 4, a collet lock 5, which is a bolt, a collet drive plate 6, a spherical support mounting bolt 7, a spherical support upper cover 8, a lower cover 9 (insert ) spherical support, axle 10 of the drive plate drive collet, bolt 11 fixing the axis of the drive plate collet, the retaining ring 12, the inner cylinder 13 of the collet body, collet 14, the guide 15 collets, the bolt 16 of the fixing guide collet, cone 17 collets (movable cheek seal) , seal 18, plate 19 (fixed I cheek seal) seal, roller 20 (assembled), bolt 21 securing the roller, outer cylinder 22 of the housing (sliding housing), expanding spring 23, guide 24 of the expanding spring, hydraulic cylinder 25, bolt 26 for fixing the drive axis of the collet plate, seal 27, piston 28, seal 29, hydraulic cylinder cover 30, oil seal insert 31.

Конструкция силового модуля обеспечивает перекрытие трубопровода для выполнения работ по устранению очага повреждения трубопровода, с возможностью его перемещения в зоне очага повреждения по оси трубопровода.The design of the power module provides overlapping of the pipeline to perform work to eliminate the source of damage to the pipeline, with the possibility of its movement in the area of the source of damage along the axis of the pipeline.

Устройство для оперативной диагностики магистральных трубопроводов выполнено в виде дистанционно управляемого внутритрубного диагностического снаряда с активным управлением скоростью движения, измерительные датчики в котором функционально связаны между собой посредством блока управления с образованием измерительного модуля. Модуль управления, измерительный модуль, модуль локализации повреждений и силовой модуль конструктивно выполнены в виде отдельных секций сочлененных между собой, посредством элемента сцепления со стыковочным узлом с образованием многоступенчатого внутритрубного снаряда.A device for the on-line diagnostics of trunk pipelines is made in the form of a remotely controlled in-line diagnostic projectile with active speed control, the measuring sensors in which are functionally interconnected via a control unit to form a measuring module. The control module, the measuring module, the damage localization module and the power module are structurally made in the form of separate sections interconnected by means of a clutch element with a docking unit with the formation of a multi-stage in-tube projectile.

Гидроакустический канал связи выполнен в виде трехступенчатого каскада, сформированного приемоизлучающими элементами, установленными на внутритрубном снаряде, на внутренней и внешней поверхностях трубопровода, преимущественно в реперных точках, расположенных в поперечных швах трубопровода с известными плановыми географическими координатами.The hydro-acoustic communication channel is made in the form of a three-stage cascade formed by receiving-emitting elements mounted on an in-tube projectile, on the inner and outer surfaces of the pipeline, mainly at reference points located in the transverse joints of the pipeline with known planned geographical coordinates.

Модуль управления включает систему ориентации и навигации, блок управления движением и движительный комплекс.The control module includes an orientation and navigation system, a motion control unit and a propulsion system.

В состав системы ориентации и навигации входят датчики первичной информации, выполненные по технологиям микросистемной техники, а также аппаратные средства для сбора, предварительной обработки информации и реализации программно-алгоритмического обеспечения для решения задач ориентации и навигации дистанционно управляемого внутритрубного снаряда.The orientation and navigation system includes primary information sensors made using microsystem technology, as well as hardware for collecting, preprocessing information and implementing algorithmic software for solving the problems of orientation and navigation of a remotely controlled in-tube projectile.

Датчики первичной информации системы ориентации и навигации включают микромеханические гироскопы, микромеханические акселерометры, векторный микромагнитометр.The primary information sensors of the orientation and navigation system include micromechanical gyroscopes, micromechanical accelerometers, and a vector micromagnetometer.

Аппаратные средства системы ориентации и навигации включают многоканальный аналого-цифровой преобразователь и цифровой сигнальный процессор.Orientation and navigation system hardware includes a multi-channel analog-to-digital converter and a digital signal processor.

Основой системы ориентации и навигации является бесплатформенная микромеханическая курсовертикаль. Курсовертикаль и вычислитель образуют микромеханический инерциальный измерительный блок (МИИБ), который предназначен для измерения углов курса, крена и дифферента дистанционно управляемого внутритрубного снаряда, составляющих векторов угловой скорости, линейного ускорения, компонент магнитного поля. В качестве чувствительных элементов используются микромеханические датчики угловой скорости и линейного ускорения. Для измерения компонент магнитного поля используется магниторезистивный магнитометр. Магнитометр используется в качестве корректора МИИБ для компенсации погрешностей угловой ориентации, возникающих вследствие дрейфа микромеханических гироскопов. Аналоговые данные, поступающие с датчиков первичной информации, обрабатываются аналого-цифровым преобразователем высокой разрядности. Для реализации вычислительных алгоритмов в состав блока входит высокопроизводительный цифровой сигнальный процессор.The basis of the orientation and navigation system is the strapdown micromechanical vertical course. The vertical direction and the calculator form a micromechanical inertial measuring unit (MIIB), which is designed to measure the angles of the course, roll and trim of a remotely controlled in-tube projectile, the angular velocity, linear acceleration components, and the magnetic field components. The micromechanical sensors of angular velocity and linear acceleration are used as sensitive elements. A magnetoresistive magnetometer is used to measure the components of the magnetic field. The magnetometer is used as a MIIB corrector to compensate for angular orientation errors arising from the drift of micromechanical gyroscopes. The analog data coming from the primary information sensors is processed by a high-resolution analog-to-digital converter. To implement computational algorithms, the unit includes a high-performance digital signal processor.

В качестве базовых чувствительных элементов в устройстве используется МИИБ, содержащий три датчика угловой скорости и три акселерометра, встроенный датчик температуры и собственный контроллер, обеспечивающий предварительную обработку сигналов гироскопов и акселерометров и выдачу ее в цифровом виде потребителям. Встроенный датчик температуры предназначен для коррекции температурных дрейфов датчиков угловой скорости и акселерометров. В качестве измерителя индукции магнитного поля используются магниторезистивные датчики. В качестве вычислителя применен цифровой сигнальный процессор Share ADSP21262LQFP.As the basic sensitive elements in the device, the MIIB is used, which contains three angular velocity sensors and three accelerometers, a built-in temperature sensor and its own controller that provides preliminary processing of the signals of gyroscopes and accelerometers and digitally outputs it to consumers. The built-in temperature sensor is designed to correct temperature drifts of angular velocity sensors and accelerometers. Magnetoresistive sensors are used as a magnetic field induction meter. The digital signal processor Share ADSP21262LQFP is used as a computer.

Аппаратные средства системы управления, входящие в состав системы обеспечивают независимое управление приводов каналов крена и курса, осуществляют измерение углов курса, крена и дифферента, измерение компонент векторов угловой скорости, линейного ускорения, магнитного поля, формируют управляющие сигналы для решения целевых задач управления и стабилизации.The control system hardware included in the system provides independent control of the roll and channel channel drives, measures the course, roll and trim angles, measures the components of the angular velocity, linear acceleration, and magnetic field vectors, generates control signals for solving control and stabilization tasks.

Основным элементом блока управления движением является микропроцессор на базе DSP-процессора, работающего под управлением встраиваемой операционной системы uCLinux.The main element of the motion control unit is a microprocessor based on a DSP processor running under the embedded uCLinux operating system.

Независимый привод каждого из каналов управления построен на основе системы привода производства компании Faulhaber. Высокоточная цифровая система управления приводом обеспечивает высокое быстродействие, позволяет регулировать параметры привода в широком диапазоне, обеспечивает точное позиционирование по углу поворота оси привода колеса.The independent drive of each control channel is based on the Faulhaber drive system. High-precision digital drive control system provides high speed, allows you to adjust the drive parameters in a wide range, provides accurate positioning by the angle of rotation of the axis of the wheel drive.

Микромеханический инерциальный измерительный блок (МИИБ) определяет углы курса, крена и дифферента, обеспечивает систему управления инерциальной и навигационной информацией.The micromechanical inertial measuring unit (MIIB) determines the angles of heading, roll and trim, provides a control system for inertial and navigation information.

Блок управления движением построен на основе DSP-процессора и является устройством, обеспечивающим программную и аппаратную интеграцию отдельных блоков, входящих в состав аппаратных средств системы. Процессор позволяет выполнять операции над 32-разрядными числами в формате с плавающей запятой, что обеспечивает точность вычислений, достаточную для решения большинства задач управления и навигации. Тактовая частота процессора составляет 400 МГц. Помимо процессора в состав блока управления движением входят микросхемы памяти SDRAM, микросхемы памяти flash, микросхемы интерфейсов ввода-вывода. Такое построение системы позволяет решать в реальном времени сложные вычислительные задачи, большой объем оперативной памяти системы позволяет осуществлять реализацию ресурсоемких алгоритмов.The motion control unit is based on a DSP processor and is a device that provides software and hardware integration of individual units that make up the system’s hardware. The processor allows you to perform operations on 32-bit numbers in a floating point format, which ensures the accuracy of calculations sufficient to solve most control and navigation tasks. The processor clock speed is 400 MHz. In addition to the processor, the motion control unit includes SDRAM memory chips, flash memory chips, and input-output interface chips. Such a system construction allows real-time complex computational tasks to be solved; a large amount of system RAM allows for the implementation of resource-intensive algorithms.

Различные компоненты узлов и элементов, входящих в состав дистанционно управляемого диагностического снаряда, подключены к модулю управления с помощью последовательных синхронных и асинхронных портов ввода-вывода. Контроллеры привода каналов управления подключены к модулю с помощью асинхронных портов ввода-вывода UART0 и UART1. С помощью данных интерфейсов контроллерам передаются команды, задающие режимы движения валов, а контроллеры, в свою очередь, обеспечивают модуль информацией об угловом положении валов, токах в двигателях, скорости вращения.The various components of the nodes and elements that make up the remotely controlled diagnostic projectile are connected to the control module using serial synchronous and asynchronous I / O ports. The control channel drive controllers are connected to the module using asynchronous I / O ports UART0 and UART1. Using these interfaces, the controllers transmit commands specifying the modes of motion of the shafts, and the controllers, in turn, provide the module with information about the angular position of the shafts, currents in the motors, and rotation speed.

Микромеханическая курсовертикаль в составе МИИБ подключена к блоку управления движением с помощью синхронного последовательного порта SPORT. Вывод данных, а также управление оператором осуществляется с помощью блока, реализующего двунаправленный канал передачи данных, с помощью асинхронного интерфейса UART2. Все операции обмена между модулями и периферийными устройствами осуществляются с помощью использования механизмов DMA (прямого доступа к памяти), что позволяет, несмотря на интенсивность операций обмена данными, разгрузить ядро цифрового сигнального процессора.The micromechanical course vertical as part of the MIIB is connected to the motion control unit using the synchronous serial port SPORT. Data output, as well as operator control, is carried out using a unit that implements a bi-directional data transmission channel using the asynchronous UART2 interface. All exchange operations between modules and peripheral devices are carried out using DMA (direct memory access) mechanisms, which allows, despite the intensity of data exchange operations, to relieve the core of a digital signal processor.

Для управления ориентацией вокруг одной оси в движительном комплексе используется система привода, состоящая из двигателя постоянного тока с редуктором и магнитным энкодером и системы управления. Двигатель постоянного тока типа «Faulhaber» имеет конструкцию с полым ротором, что дает ряд преимуществ, таких как: низкое энергопотребление, отсутствие потерь в сердечнике ротора, низкое напряжение трогания, малый момент инерции ротора, позволяющие быстрые разгон и торможение, низкие массогабаритные показатели. В составе привода использован редуктор типа «Faulhaber» в исполнении со стальными шестернями для обеспечения повышенной износоустойчивости. Магнитный энкодер IE-512 обеспечивает высокое разрешение в 512 линий на оборот, что позволяет осуществлять плавное и высокоточное управление приводом.To control the orientation around one axis in the propulsion system, a drive system is used, consisting of a DC motor with a gearbox and magnetic encoder and a control system. The Faulhaber type DC motor has a hollow-rotor design, which offers a number of advantages, such as: low power consumption, no loss in the rotor core, low starting voltage, low rotor inertia, allowing fast acceleration and braking, and low overall dimensions. As part of the drive, a Faulhaber type gearbox is used, with steel gears to provide increased wear resistance. IE-512 magnetic encoder provides high resolution of 512 lines per revolution, which allows smooth and high-precision drive control.

В цифровом контроллере MCDC3003 в качестве вычислителя используется цифровой сигнальный процессор, что позволяет осуществлять высокоточное и высокоскоростное управление (0.18° - ошибка по углу, частота работы следящего контура - 100 Гц). Цифровой контроллер привода принимает по интерфейсу UART, поступающие от блока управления команды. Режимы работы привода задаются соответствующими форматами команд, при этом используются режимы управления по угловому положению (задается и поддерживается по достижении целевое угловое положение) и управления по скорости (задается величина угловой скорости вращения вала). Для настройки параметров следящего контура контроллера используют ряд параметров, таких как: максимальное угловое ускорение, максимальная угловая скорость, максимальный ток в двигателе, пропорциональный и интегральный коэффициенты цепи обратной связи по угловой скорости, пропорциональный и дифференциальный коэффициенты цепи обратной связи по угловому положению вала. Все вышеперечисленные коэффициенты могут быть подобраны исходя из заданного критерия оптимальности, и изменены в процессе работы для адаптации к изменившемуся режиму движения.In the digital controller MCDC3003, a digital signal processor is used as a calculator, which allows for high-precision and high-speed control (0.18 ° - angle error, tracking loop frequency - 100 Hz). The digital drive controller accepts commands from the control unit via the UART interface. The drive operating modes are set by the corresponding command formats, while the control modes by the angular position (the target angular position is set and maintained upon reaching the target angular position) and the speed control (the value of the angular velocity of rotation of the shaft) are used. A number of parameters are used to adjust the parameters of the controller’s tracking loop, such as: maximum angular acceleration, maximum angular velocity, maximum current in the motor, proportional and integral coefficients of the feedback loop for angular velocity, proportional and differential coefficients for the feedback loop for the angular position of the shaft. All of the above coefficients can be selected on the basis of a given criterion of optimality, and changed during operation to adapt to the changed mode of movement.

Для решения задач навигации дистанционно управляемого диагностического снаряда используются следующие варианты аппаратного обеспечения:To solve the navigation problems of a remotely controlled diagnostic projectile, the following hardware options are used:

1. Определение координат с помощью курсовертикали.1. Determination of coordinates using the vertical line.

2. Определение координат относительно реперных точек.2. Determination of coordinates relative to reference points.

3. Определение координат с помощью БИНС.3. Determination of coordinates using SINS.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Посредством стационарно установленных на трубопроводе акустических датчиков регистрируют акустические сигналы, формируемые внутритрубной средой. При обнаружении акустических аномалий, посредством датчиков, расположенных на поверхности трубопровода, аналогично, как и в известном устройстве [2], определяют место повреждения. При этом в отличие от известных устройств место повреждения определяют относительно ближайших реперных точек по отношению к месту повреждения, расположенных в поперечных сварных швах с известными плановыми географическими координатами. По команде с диспетчерского пункта через шлюзовую камеру подводного трубопровода вводят дистанционно управляемый внутритрубный диагностический снаряд. Предварительно в блок управления измерительного модуля и модуля управления вводят координаты места повреждения и подают команду на движительный комплекс.By means of acoustic sensors fixed in the pipeline, acoustic signals generated by the in-tube medium are recorded. When acoustic anomalies are detected, by means of sensors located on the surface of the pipeline, in the same way as in the known device [2], the place of damage is determined. In this case, unlike the known devices, the place of damage is determined relative to the nearest reference points with respect to the place of damage located in transverse welds with known planned geographical coordinates. At the command of the control room, a remotely controlled in-line diagnostic shell is introduced through the lock chamber of the underwater pipeline. Previously, the coordinates of the place of damage are entered into the control unit of the measuring module and the control module and a command is sent to the propulsion system.

После чего управляемый внутритрубный диагностический снаряд начинает движение в сторону выявленного повреждения. По достижению места повреждения, путем сравнения установленных и выработанных инерциальной системой координатами, подается команда на модуль управления для обеспечения режима торможения и силовой блок, который фиксирует дистанционно управляемый внутритрубный диагностический снаряд на поверхности трубопровода в режиме «стоп», путем перекрытия трубопровода по его диаметру. При выявлении очага повреждения и его характера принимается решение по его локализации. Если очаг повреждения обусловлен наличием коррозии или налетами инородного вещества, то приводится в действие модуль локализации повреждений, снабженный элементами устранения повреждений, выполненных в виде резочных и фрезеровальных узлов, который также снабжен мобильным резервуаром для утилизации продукта очистки, выполненным в виде съемного резервуара из эластичного материала. Аналогом модуля локализации повреждений является устройство, приведенное в [4].After that, the guided in-line diagnostic shell starts moving towards the detected damage. Upon reaching the place of damage, by comparing the coordinates established and generated by the inertial system, a command is sent to the control module to provide braking mode and the power unit, which fixes the remotely controlled in-line diagnostic projectile on the surface of the pipeline in the "stop" mode, by blocking the pipeline along its diameter. When a lesion and its nature are identified, a decision is made on its location. If the source of damage is caused by the presence of corrosion or deposits of foreign matter, the damage localization module is equipped with damage elimination elements made in the form of cutting and milling units, which is also equipped with a mobile reservoir for the disposal of the cleaning product, made in the form of a removable reservoir made of elastic material . An analogue of the damage localization module is the device described in [4].

При этом, если работы по локализации очага повреждения требуют длительного периода его устранения, то измерительный модуль и модуль управления могут быть отстыкованы, посредством элемента сцепления со стыковочным узлом.Moreover, if work on the localization of the lesion site requires a long period of its elimination, then the measuring module and the control module can be undocked by means of a coupling element with a docking unit.

Далее, посредством измерительного модуля выполняют акустические, магнитные и профилеметрические измерения на перекрытом участке трубопровода для выявления возможных дефектов. По завершении работ по устранению выявленного повреждения, модули путем стыковки соединяются.Further, by means of the measuring module, acoustic, magnetic and profilemetric measurements are performed on the blocked section of the pipeline to identify possible defects. Upon completion of the repair of the identified damage, the modules are connected by docking.

При движении дистанционно управляемого внутритрубного диагностического снаряда до места повреждения также посредством БИНС измеряют небольшие смещения и изгибы газопровода, причем с одинаково высокой точностью на протяжении всей трассы движения дистанционно управляемого внутритрубного диагностического снаряда. При этом в качестве реперных точек, по которым корректируются показания предыдущих, например профилеметрических измерений (посредством измерительных датчиков, представляющих собой, например, одометр), приняты поперечные сварные швы с известными географическими координатами, полученные при прокладке трубопровода.When a remotely controlled in-line diagnostic projectile moves to the point of damage, small displacements and bends of the gas pipeline are also measured using SINS, moreover, with equally high accuracy along the entire track of the movement of the remotely controlled in-line diagnostic projectile. At the same time, transverse welds with known geographical coordinates obtained when laying the pipeline are adopted as reference points for correcting the readings of previous, for example, profilometric measurements (using measuring sensors, such as, for example, an odometer).

Посредством БИНС также определяют точные угловые и линейные координаты выявленных дефектов. Кроме того, данные профилеметрической диагностики и выходные данные БИНС сочетаются в бортовой системе дистанционно управляемого внутритрубного диагностического снаряда, что значительно снижает объем последующей обработки.Using SINS, the exact angular and linear coordinates of the detected defects are also determined. In addition, profilometric diagnostic data and SINS output are combined in the on-board system of a remotely controlled in-line diagnostic projectile, which significantly reduces the amount of subsequent processing.

При этом БИНС обеспечивает:At the same time, BINS provides:

- точное определение угловых и линейных координат дефектов: угловые координаты - с точностью ±0,1°, положение их на участке между поперечными швами - с точностью ±20 мм;- accurate determination of the angular and linear coordinates of defects: angular coordinates - with an accuracy of ± 0.1 °, their position in the area between the transverse joints - with an accuracy of ± 20 mm;

- значительное снижение объема последующей апостериорной обработки за счет взаимной обработки (сочетания) в бортовой системе снаряда данных диагностики и данных БИНС;- a significant reduction in the volume of subsequent posterior processing due to mutual processing (combination) in the on-board projectile system of diagnostic data and SINS data;

- выработку значений линейной скорости дистанционно управляемого диагностического снаряда и значений изгибающих усилий в местах аномалий стенок трубы при проведении магнитной диагностики, что является дополнительной информацией, использующейся при идентификации и классификации дефектов.- the development of the linear velocity values of the remotely controlled diagnostic tool and the values of bending forces in the places of anomalies in the pipe walls during magnetic diagnostics, which is additional information used in the identification and classification of defects.

При наличии существенного очага повреждения, требующего длительного времени для его устранения, силовой модуль и модуль локализации повреждений могут быть временно отстыкованы от модуля управления и измерительного модуля, которые в этот период могут проводить замеры в других точках трубопровода, с последующей обратной их стыковкой.If there is a significant source of damage requiring a long time to eliminate it, the power module and the module for localizing damage can be temporarily undocked from the control module and the measuring module, which during this period can measure at other points in the pipeline, followed by their docking.

Полученные при этом согласованные наборы измерений можно рассматривать, как первые шаги к решению задачи управления рисками для обеспечения эксплуатационной безопасности магистрального трубопровода. Оценивая согласованные наборы данных, можно получить гораздо более точное и всестороннее понимание состояния трубопровода, позволяющее выработать оптимальную стратегию обеспечения его целостности и надежности.The agreed upon sets of measurements obtained in this way can be considered as the first steps to solving the risk management problem to ensure the operational safety of the main pipeline. By evaluating consistent datasets, you can get a much more accurate and comprehensive understanding of the state of the pipeline, allowing you to develop an optimal strategy to ensure its integrity and reliability.

Кроме того, данные профилеметрической диагностики и выходные данные БИНС сочетаются в бортовой системе дистанционно управляемого диагностического снаряда, что значительно снижает объем последующей обработки.In addition, the profilometric diagnostics data and the SINS output are combined in the on-board system of a remotely controlled diagnostic projectile, which significantly reduces the amount of subsequent processing.

Корреляция данных БИНС и магнитной диагностики (также как и корреляция данных БИНС и профилеметрического датчика) обеспечивает наилучшую идентификацию дефектов. Полную же идентификацию всех возможных дефектов и аномалий трубопровода обеспечивает корреляция всех данных, полученных в процессе пробега дистанционно управляемого диагностического снаряда и зарегистрированных датчиками, установленными на корпусе трубопровода.The correlation of SINS and magnetic diagnostics data (as well as the correlation of SINS and profilometric sensor data) provides the best identification of defects. The complete identification of all possible defects and anomalies in the pipeline is ensured by the correlation of all data obtained during the run of a remotely controlled diagnostic projectile and recorded by sensors installed on the pipeline body.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает:Using the proposed device provides:

- значительное снижение объема последующей апостериорной обработки за счет взаимной обработки (сочетания) в бортовой системе дистанционно управляемого диагностического снаряда данных диагностики, данных БИНС и данных измерительных датчиков, установленных на корпусе трубопровода;- a significant reduction in the volume of subsequent a posteriori processing due to the mutual processing (combination) in the on-board system of a remotely controlled diagnostic projectile of diagnostic data, SINS data and the data of measuring sensors installed on the pipeline body;

- выработку значений линейной скорости дистанционно управляемого диагностического снаряда и значений изгибающих усилий в местах аномалий стенок трубы при проведении магнитной диагностики, что является дополнительной информацией, использующейся при идентификации и классификации дефектов.- the development of the linear velocity values of the remotely controlled diagnostic tool and the values of bending forces in the places of anomalies in the pipe walls during magnetic diagnostics, which is additional information used in the identification and classification of defects.

При практической реализации заявляемого устройства были использованы механизмы, узлы и элементы, имеющие промышленную применимость.In the practical implementation of the claimed device, mechanisms, components and elements having industrial applicability were used.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2196312.1. Patent RU No. 2196312.

2. Патент RU №2221230.2. Patent RU No. 2221230.

3. Патент WO №2006/101398, 2006.3. Patent WO No. 2006/01398, 2006.

4. Патент RU №2381841.4. Patent RU No. 2381841.

5. Концепция создания и эксплуатации комплексной системы мониторинга технического состояния морских участков подводного газопровода / Биндер Я.И., Добротворский А.Н., Пешехонов В.Г., Яценко С.В. // С-П.: Ассоциация «Морские технологии и безопасность», Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт МО РФ, ЦНИИ «Электроприбор», ОАО «Электромеханика». Доклад на семинаре ОАО «Гипроспецгаз» и компании DNV по проблеме разработки нефтегазовых месторождений в арктических ледовых условиях, включая вопросы экспорта сжиженного природного газа, ноябрь 2004 г.5. The concept of creating and operating an integrated system for monitoring the technical condition of offshore gas pipeline offshore sections / Binder Y.I., Dobrotvorsky AN, Peshekhonov VG, Yatsenko SV // S-P .: Association “Marine Technologies and Security”, State Scientific Research Navigation and Hydrographic Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Central Research Institute “Electropribor”, OJSC “Electromechanics”. Report at the seminar of Giprospetsgaz and DNV on the development of oil and gas fields in Arctic ice conditions, including the export of liquefied natural gas, November 2004

Claims (1)

Устройство для оперативной диагностики магистрального трубопровода, включающее измерительные датчики приема акустических сигналов, расположенные вдоль трубопровода, n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, блока фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, блок управления, n-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, n блоков аналого-цифрового преобразования, n-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий n входов и n-1 выходов, n-1 канальный блок обнаружения течи, n-1 канальный блок определения места течи, n-1 канальный блок определения размеров течи, n-1 канальный блок определения полосы фильтрации, блок формирования сигнала тревоги, индикатор места и размера течи, вход которого подсоединен к выходу блока формирования сигнала тревоги, при этом блок управления своими управляющими выходами и информационными входами присоединен к соответствующим управляющим и информационным входам и выходам n-канального блока уплотнения информации, блока разуплотнения информации, n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, n-1 канального блока обнаружения течи, n-1 канального блока определения места течи, n-1 канального блока определения размеров течи, n-1 канального блока определения полосы фильтрации, блока формирования сигнала тревоги и передачи его по гидроакустическому каналу связи и/или радиоканалу на диспетчерскую станцию, а также включающим измерительные датчики, размещенные на дистанционно управляемом внутритрубном диагностическом снаряде и включающие акустические, профелеметрические датчики и бесплатформенную инерциальную систему, при этом внутритрубный диагностический снаряд состоит из модуля управления, силового модуля и модуля локализации повреждений, а измерительные датчики функционально связаны между собой посредством блока управления с образованием измерительного модуля, отличающееся тем, что модуль управления, измерительный модуль, модуль локализации повреждений и силовой модуль конструктивно выполнены в виде отдельных секций, сочлененных между собой посредством элемента сцепления со стыковочным узлом, с образованием многоступенчатого внутритрубного снаряда, модуль локализации повреждений снабжен мобильным резервуаром для утилизации продукта, гидроакустический канал связи выполнен в виде трехступенчатого каскада, сформированного приемоизлучающими элементами, установленными на внутритрубном снаряде, на внутренней и внешней поверхностях трубопровода, преимущественно в реперных точках, расположенных в поперечных сварных швах трубопровода с известными плановыми географическими координатами. A device for on-line diagnostics of a trunk pipeline, including measuring sensors for receiving acoustic signals located along the pipeline, n measuring channels, each of which consists of a series-connected block of acoustic transducers, a gain block, a filter block, an analog-to-digital conversion block, a control unit, n- channel information compression unit, multiplex information transmission channel and information decompression unit, n analog-to-digital conversion units, n-1 k a channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra having n inputs and n-1 outputs, n-1 channel block for detecting leaks, n-1 channel block for determining the location of a leak, n-1 channel block for determining the size of a leak, n-1 channel block for determining strip filtering, alarm generating unit, leak location and size indicator, the input of which is connected to the output of the alarm generating unit, while the control unit with its control outputs and information inputs is connected to the corresponding control and information inputs and the outputs of the n-channel information compression block, the information decompression block, the n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra, the n-1 channel block for detecting a leak, n-1 channel block for determining the location of a leak, n-1 channel block for determining the size of a leak, n -1 channel unit for determining the filtering band, the unit for generating an alarm signal and transmitting it via a hydroacoustic communication channel and / or radio channel to a control station, as well as including measuring sensors located on a remotely controlled indoor diagnostic tool and including acoustic, profilemetric sensors and strapdown inertial system, while the in-tube diagnostic projectile consists of a control module, a power module and a fault localization module, and the measuring sensors are functionally interconnected via the control unit to form a measuring module, characterized in that control module, measuring module, fault localization module and power module are structurally made in the form of separate sections interconnected by means of an engagement element with a docking unit, with the formation of a multi-stage in-tube projectile, the damage localization module is equipped with a mobile reservoir for product disposal, the hydro-acoustic communication channel is made in the form of a three-stage cascade formed by receiving-emitting elements mounted on the in-pipe projectile, on the inner and outer surfaces pipeline, mainly at reference points located in the transverse welds of the pipeline with known planned geographic coordinates.