Проведение очистки и диагностики подводного трубопровода является сложной операцией с технической и организационной точек зрения. В случае незапланированной остановки (застревании) внутритрубного снаряда (очистного скребка, профилемера или дефектоскопа) в подводном трубопроводе необходимо иметь четкий план действий для быстрого определения места остановки и извлечения снаряда.

В ООО "АПРОДИТ" разработана технология, позволяющая оперативно отслеживать положение внутритрубного снаряда в подводном трубопроводе. Технология позволяет сократить время нахождения водолазов или дистанционно управляемого батискафа под водой для поиска места остановки внутритрубного снаряда.

С расширением разработок шельфовых месторождений и связанной с этим прокладкой протяженных подводных трубопроводов такая технология будет все больше востребована.

В статье описывается проведение операции поиска остановившегося снаряда с применением комплекта аппаратуры В статье описывается проведение операции поиска остановившегося снаряда с применением комплекта аппаратуры сопровождения производства ООО «АПРОДИТ»

В комплект входят:

Передатчик низкочастотный ПНТ-00 (излучающий электромагнитные волны на частоте 22Гц), устанавливаемый на внутритрубном снаряде.

Комплект низкочастотных электромагнитных приёмников-регистраторов (локаторов) НПР-01, устанавливаемых в контрольных точках на дно над трубопроводом.

Компьютерная программа синхронизации и обработки записи приёмников–регистраторов.

Схематично использование низкочастотного передатчика и электромагнитного локатора (в специальном водонепроницаемом до 1000 м исполнении) показано на рисунке ниже (на примере одной маркерной точки).

Рис.1. Схема подводного маркирования трубопровода с использование НПР-01.

1 - внутритрубный снаряд; 2 - низкочастотный передатчик ПНТ-00; 3 - автономный приёмник-регистратор НПР-01; 4 - дно водоема; 5 - трубопровод; 6 - глубина до 200м.

Последовательность операций при проведении работ по пропуску внутритрубного снаряда в подводном трубопроводе с применением аппаратуры АПРОДИТ

1. На оси трубопровода (под водой) в контрольных (маркерных) точках, закрепляются на тросах с помощью якорей плавучие буи, видимые на поверхности водоёма. Количество маркерных точек и расстояние между ними определяются исходя из местных условий. Маркерные точки необходимо установить в местах резкого изменения рельефа дна, в местах поворота или других особенностей трубопровода. На ровных участках трубопровода без особенностей маркерные точки можно расставить равномерно на большом расстоянии друг от друга.
2. Все маркерные точки в обязательном порядке нумеруются, начиная от камеры запуска, и привязываются к трассе трубопровода или с помощью GPS к местности.
3. Приёмники-регистраторы в количестве равном числу маркерных точек переводятся в рабочее состояние на базе. После этого они синхронизируются с помощью компьютерной программы. Для исключения регистрации ложных сигналов при транспортировке к месту установки, в приёмниках при синхронизации устанавливается время задержки записи. Максимальная продолжительность задержки записи составляет 5 суток. На каждом приёмнике несмываемой краской наносится номер маркерной точки.
4. Включенные приёмники-регистраторы устанавливаются в маркерных точках как можно ближе к трубопроводу, но не далее 2-х метров, с надёжной фиксацией на дне для исключения смещений подводными течениями. Ось приёмников располагается параллельно оси трубопровода.
5. По истечении времени задержки записи, заданной в приёмниках-регистраторах, производится запуск внутритрубного снаряда. Снаряд должен быть оснащён низкочастотным передатчиком.
6. В момент прохождения снарядом маркерной точки приёмник-регистратор фиксирует в памяти время прохождения и форму сигнала.
7. После успешного приёма снаряда в приёмной камере приёмники-регистраторы извлекаются и доставляются на базу. На компьютере с помощью программы делается распечатка времени прохождения снарядом маркерных точек. Полученная информация может быть использована для анализа характера движения снаряда в трубопроводе.
8. В случае незапланированной остановки снаряда в трубопроводе, по истечении контрольного срока приёма внутритрубного снаряда в приёмной камере, приёмники-регистраторы извлекаются с обязательной фиксацией номера маркерной точки.
9. С помощью компьютерной программы записи приёмников-регистраторов анализируются, начиная от маркерной точки №1 на камере запуска. Определяется последняя маркерная точка, пройденная внутритрубным снарядом, и характер движения снаряда перед остановкой.
10. Для точной локализации места остановки (застревания) снаряда приёмник-регистратор переключается на режим ручного поиска и к нему подключается выносная антенна с кабелем нужной длины. Перемещая выносную антенну приёмника с помощью троса вдоль трубопровода, определяют положение снаряда внутри трубы.

Отслеживание внутритрубного снаряда с поверхности воды

Приёмники-регистраторы могут быть сразу укомплектованы выносными антеннами. В таком случае на дно водоёма опускается только выносная антенна в герметичном исполнении. Приёмник-регистратор находится в плавучем буе на поверхности воды.

Сигнал от выносной антенны передаётся приёмнику-регистратору, находящемуся на буе (или на борту корабля) по прочному кабелю длиной до 100 м. Оператор, обходя буи на любом плавсредстве, может отслеживать прохождение снарядом трассы трубопровода в режиме реального времени.

Рис. 2. Схема подводного маркирования с использованием выносной антенны приёмника-регистратора НПР-01.

1 - внутритрубный снаряд; 2 - низкочастотный передатчик ПНТ-00; 3 - выносная антенна приёмника-регистратора;4 - дно водоема; 5 - трубопровод; 6 - глубина 100м; 7 - груз для закрепления буя; 8 - кабель для соединения выносной антенны с приёмником-регистратором; 9 - трос крепления буя к грузу; 10 - плавучий буй; 11 - приёмник-регистратор НПР-01.

Подводное маркирование с помощью существующих гидроакустических систем

В настоящее время известны гидроакустические системы, позволяющие передавать под водой на различные расстояния акустические сигналы и определять с высокой точностью положение гидроакустических излучателей. При использовании низкочастотного приёмника-регистратора в комплекте с гидроакустическим излучателем можно отслеживать прохождение маркерных точек внутритрубным снарядом в режиме реального времени, находясь на корабле сопровождения без использования кабеля связи.

Рис. 3. Использование НПР-01 в связке с существующими гидроакустическими системами.

1 - внутритрубный снаряд; 2 - низкочастотный передатчик ПНТ-00; 3 - приёмник-регистратор НПР-01; 4 - дно водоема; 5 - трубопровод; 6 - глубина до 1000м; 7 - груз; 8 - короткий кабель для соединения приёмника-регистратора с гидроакустическим излучателем; 9 - гидроакустический излучатель; 10 - корабль сопровождения; 11 - гидрофон

Приёмник-регистратор НПР-01 сквозь стенку трубопровода, пригрузы трубопровода и слой донного грунта принимает сигнал низкочастотного передатчика ПНТ-00, находящегося на снаряде, и передаёт сигнал на гидроакустический излучатель.

Рис. 4. Существующие гидроакустические излучатели.

Гидроакустический излучатель излучает сигнал в виде акустических колебаний на частоте 100 кГц с радиусом действия 100 - 500 м, или на частоте 8-15 кГц с радиусом действия 5-10 км.

Сигналы гидроакустических излучателей принимаются гидрофонами на корабле сопровождения. Имеющиеся системы приёма и обработки сигналов позволяют определить точное положение излучателей, а также выделить полезный сигнал о прохождении снарядом маркерной точки.