Система для проверки состояния трубопроводов

1 Изобретение относится к системе для проверки состояния трубопроводов, особенно соединений между частями труб, причем эта система включает источник рентгеновского излучения и средства регистрации рентгеновского излучения, например, фотографическую пленку,чувствительную к рентгеновскому излучению,выполненные с возможностью приема излучения и размещения с противоположной от источника стороны трубопровода или стенки трубы. Трубопроводы, используемые в районах месторождений нефти и газа, часто подвержены большим нагрузкам в виде механических напряжений, давления и температуры. Из-за этого приходится часто проводить проверку состояния трубопроводов на предмет выявления смещений, трещин или возможных утечек. Известный способ для проведения таких проверок заключается в фотографировании трубопровода в рентгеновских лучах. На рынке имеются различные варианты устройств для осуществления таких проверок. Для противодействия вышеуказанным нагрузкам созданы гибкие трубопроводы. Обычная конструкция гибких трубопроводов включает многослойную систему стальных труб, между которыми имеются полимерные материалы. Полимерные слои включают уплотнительный слой, который препятствует диффузии и утечке содержимого трубопровода в окружающую среду. Необходимо также, чтобы уплотнительный слой мог относительно свободно перемещаться относительно стальных труб и, таким образом,не подвергаться излишним нагрузкам при сдвигах трубопровода. Часто между уплотнительным слоем и стальными трубами помещают антикриповый слой, предотвращающий прилипание уплотнительного слоя к стальным слоям. На концах каждой части трубы имеется соединительная часть, которая, помимо прочего, может включать герметизирующее или уплотнительное кольцо, обеспечивающее создание уплотнения между трубопроводами, а также между уплотнительными слоями. Проблема, присущая вышеупомянутой структуре, состоит в том, что уплотнительный слой имеет тенденцию давать усадку и, таким образом, отходить от уплотнительного кольца,что приводит к утечкам из трубопровода. Целью настоящего изобретения является создание системы, которая способна обнаружить относительные смещения между различными частями в системе труб. Особенно желательно создание системы, способной обнаружить и измерить смещения в полимерных или аналогичных слоях, расположенных между стальными слоями в трубопроводе, в особенности вблизи соединений между различными элементами труб. Вышеупомянутые цели достигаются при использовании системы, описанной в п.1 формулы изобретения. 2 Таким образом, создается простая система для проверки состояния трубопроводов, основу которой составляет уже имеющееся оборудование и использование которой в новых (и существующих) системах трубопроводов является легким и относительно дешевым. Изобретение подробно описано ниже в связи с конкретным примером его выполнения,показанном на прилагаемых чертежах. На фиг. 1 эскизно показан вид сбоку системы для проверки состояния конца трубы; на фиг. 2 эскизно показан вид снизу системы, показанной на фиг.1. На фиг. 1 и 2 иллюстрируется проверка состояния конца 2 трубы в трубопроводе 1, включающем полимерный слой 5, расположенный между двумя стальными слоями 8, 9. На конце трубы имеется также герметизирующее или уплотнительное кольцо 7 для плотного соединения с другим элементом трубы. В полимерном слое 5 имеются метки или индикаторы 11, 12, выполненные из материала, характеризующегося большим поглощением, чем остальной материал в трубопроводе, например из платины или вольфрама. Предпочтительно, положение этих реперных точек известно. Таким образом в полимерном слое 5 создаются реперные точки,которые могут быть обнаружены при фотографировании конца 2 трубы в рентгеновских лучах и которые, таким образом, могут указывать на смещение полимерного слоя относительно стальных слоев. Таким образом, может быть обнаружено, что уплотнительный слой претерпел усадку и переместился за пределы уплотнения 7. Предпочтительно, чтобы в стальных слоях 8, 9 имелись структуры, предназначенные,возможно, для других целей, например, углубления для уплотнительного кольца, которые могут служить реперными точками, чтобы можно было легко измерить перемещение полимерного слоя относительно стальных слоев. В предпочтительном варианте выполнения изобретения индикаторы/метки 11, 12 имеют вытянутую форму и размещены в полимерном слое 5 с выбранной ориентацией, чтобы их положение можно было легко обнаружить. На чертежах индикаторы имеют осевую 11 и тангенциальную 12 ориентацию, соответственно. Понятно, что могут быть также выбраны промежуточные ориентации. В некоторых случаях может также быть выбрана радиальная ориентация, при которой улучшается обнаружение сжатия и деформаций в полимерном слое. Наиболее простым способом создания индикаторов 11, 12 может быть изготовление их из струны или проволоки путем отрезания частей желаемой длины. Толщина проволоки может быть выбрана в зависимости от размеров трубопровода и толщины полимерного слоя и может также зависеть от соотношения между поглощением рентгеновского излучения индикаторами и трубопроводом. В предпочтительном вари 3 анте выполнения изобретения индикаторы имеют толщину, составляющую приблизительно 1/3 от толщины полимерного слоя. Для использования в нефтяной или газовой промышленности индикаторы предпочтительно должны быть выполнены из материала, устойчивого к коррозии. Как отмечено выше, полимерный слой часто включает более одного слоя, обычно с уплотнительным слоем, препятствующим утечкам и диффузии содержимого трубопроводов, и антикриповым слоем, который предотвращает прилипание уплотнительного слоя к стальному слою. Индикаторы могут быть помещены в один или более из этих слоев. Рентгеновское изображение трубопровода может быть получено с использованием различных типов известного оборудования, например,на основе кобальтовых источников, линейных ускорителей или соответствующих источников частиц высокой энергии, предпочтительно в диапазоне мегаэлектронвольт, но, конечно же,требования к источнику будут зависеть от материалов, используемых в трубопроводе. Для регистрации излучения и создания изображения трубопровода может использоваться фотографическая пленка подходящего типа. Однако могут быть использованы также электронные датчики и устройства для формирования изображения. Для настоящего изобретения не принципиален выбор источника и устройства для формирования изображения, кроме очевидного выбора, связанного с материалами,из которых изготовлен трубопровод, с требуемой интенсивностью и т.д., то есть выбора, который обеспечивает получение достаточно четкой картины с достаточной контрастностью. На чертежах иллюстрируется способ, при котором фотографическую пленку помещают внутрь трубы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения производят несколько снимков под различными углами, которые объединяют с помощью электронных средств, с использованем доступного программного обеспечения, для получения томографического изображения трубопровода. В другом варианте осуществления изобретения источник и пленка 4 или устройство для формирования изображения помещены снаружи, по обе стороны трубопровода. При использовании техники томографии можно получить полное изображение трубопровода и возможных смещений индикаторов. Такое решение может также дать возможность проверки состояния трубопровода по всей его длине, возможно без разборки трубопровода. Если должны быть проведены измерения, то при некоторых обстоятельствах может быть необходимо разместить индикаторы по всей длине трубопровода. На чертежах показан упрощенный вид трубопровода. Как отмечено выше, трубопровод 1 содержит полимерные слои нескольких типов, 001491 4 уплотнительные слои, антикриповые слои и слои из стали или соответствующих материалов. Индикаторы могут быть размещены в различных слоях в различных положениях или с различной ориентацией, в зависимости от того,в каком слое они находятся, или они могут иметь другую, более сложную форму для более наглядного отображения того, какие из слоев смещены. В таких сложных трубопроводах предпочтительно использовать томографию. В другом варианте осуществления изобретения система может быть использована для управления положением герметизирующих или уплотнительных колец путем размещения в них индикаторов 11, 12. Если трубопровод содержит более одного уплотнительного кольца, индикаторы могут быть помещены в одно или более из них. В еще одном варианте осуществления изобретения система может использоваться также для проверки состояния трубопроводов, которые не содержат нескольких слоев, например простых пластмассовых или стальных труб. В этом случае индикаторы могут быть помещены непосредственно в материал трубопровода, например, для измерения смещения между двумя соединенными частями трубопровода. Как сказано выше, настоящее изобретение может использоваться в трубопроводах для нефти или газа, но область его применения этим не ограничивается. В зависимости от системы труб и доступного оборудования могут быть выбраны различные материалы для изготовления труб, различные источники радиоактивного или рентгеновского излучения, различные датчики или способы формирования изображения и различные материалы для изготовления индикаторов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ проверки состояния подвижных или деформируемых слоев в трубопроводе (1), в частности, в местах соединений между частями труб, при котором индикаторы или метки (11,12) устанавливают, по меньшей мере, в один подвижный или деформируемый слой (5), например, из полимерного материала, который расположен между, по меньшей мере, двумя слоями (8, 9) из относительно твердого материала, например, стали, при этом индикаторы или метки (11, 12) выполнены из материала,характеризующегося большим поглощением рентгеновского излучения, чем материал подвижных или деформируемых слоев (5), с одной стороны трубопровода размещают источник (3) рентгеновского излучения, при этом с противоположной стороны трубопровода или его стенки размещают устройство (4) для регистрации рентгеновского излучения или фотографическую пленку, чувствительную к рентгеновскому излучению, после чего получают рентгеновское изображение трубопровода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина меток или индикаторов (11, 12) больше,чем их толщина или ширина. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что метки или индикаторы (11, 12) выполнены в виде отрезков проволоки или струны из платины или вольфрама, толщина которых составляет приблизительно одну треть от толщины полимерного слоя (5). 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем,что метки или индикаторы (11, 12) устанавливают с ориентацией, обеспечивающей возможность определения положения сфотографированных в рентгеновских лучах структур. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что метки или индикаторы (11, 12) устанавливают, по меньшей мере, в два подвижных или деформируемых слоя (5) трубопровода (1), содержащего более двух слоев твердого материала (8, 9). 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что форма меток или индикаторов (11, 12) соответствует полимерному слою (5), в который они помещены. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что рентгеновское изображение трубопровода (1) получают с множества различных направлений для формирования томографического изображения трубопровода. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что индикаторы (11, 12) устанавливают, по меньшей мере, в одно уплотнительное кольцо (7) трубопровода (1). 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что метки или индикаторы устанав 6 ливают в несколько слоев из различных материалов, таких как уплотнительные и антикриповые слои, которые образуют указанный подвижный или деформируемый слой (5). 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что метки или индикаторы (11, 12) устанавливают в основном вблизи концов (2) труб, составляющих трубопровод (1). 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что индикаторы выполнены из устойчивого к коррозии материала.