Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Гуськов, Сергей Сергеевич

• Гуськов, Сергей Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гуськов, Сергей Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ДИСТАНЦИОННЫЕ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Составляющие напряженности магнитного поля вблизи

трубопровода

1.1.1. Магнитное поле Земли

1.1.2. Магнитное поле постоянного тока катодной защиты

1.2. Факторы, влияющие на намагниченность металла трубопроводов

1.3. Работы по дистанционной магнитометрической диагностике трубопроводов

1.4. Обобщение результатов главы 1

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Магнитное поле бесконечного однородно намагниченного полого цилиндра с произвольным направлением намагниченности

2.2. Математическая модель для расчета магнитного поля трубопровода с неоднородной намагниченностью

2.3. Пространственное распределение магнитного поля локальных источников

2.3.1. Магнитное поле локальных источников с разным угловым расположением

2.3.2. Зависимость характеристик магнитных аномалий от расстояния

до источников

2.3.3. Магнитное поле источников с одинаковым магнитным моментом

и разной пространственной конфигурацией

2.4. Пространственное распределение магнитного поля протяженных источников

2.4.1. Магнитное поле отдельных труб с однородной

намагниченностью

2.4.2. Магнитное поле при разных вариантах сочетаний однородной намагниченности последовательно расположенных труб

2.4.3. Магнитное поле при разных вариантах сочетаний неоднородной намагниченности последовательно расположенных труб

2.4.4. Два типа распределения магнитного поля в районе кольцевого сварного шва

2.4.5. Влияние намагниченности труб на положение экстремумов вертикальной составляющей напряженности магнитного поля

2.5. Принципы разделения полей локальных и протяженных источников

2.6. Обобщение результатов главы 2

Глава 3. РАСЧЕТ НАМАГНИЧЕННОСТИ МЕТАЛЛА ТРУБОПРОВОДА

НА ОСНОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИСТАНЦИОННЫХ

МАГНИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Обратные задачи и способы их решения

3.2. Определение усредненной намагниченности элементов трубопровода

на основании результатов наземных магнитометрических измерений

3.3. Проверка разработанной методики расчета усредненной намагниченности

3.4. Пространственное распределение магнитного поля неоднородно намагниченного трубопровода

3.5. Обобщение результатов главы 3

Глава 4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

4.1. Источники погрешностей при полевых измерениях постоянного магнитного поля с использованием трехкомпонентных датчиков

4.2. Приборная погрешность

4.3. Погрешность, связанная с угловыми отклонениями магнитных осей датчиков от вертикали и оси трубопровода

4.4. Погрешность, связанная с неточностью определения координат точки измерения

4.5. Расчет погрешностей измерения напряженности магнитного поля реального участка трубопровода

4.6. Обобщение результатов главы 4

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

5.1. Результаты измерения магнитного поля участков трубопроводов, подлежащих диагностическому обследованию

5.2. Результаты измерения магнитного поля у поверхности металла в районе расположения дефектов. Оценка магнитных моментов

источников, связанных с дефектами

5.3. Результаты измерения магнитного поля дефектной трубы при циклическом изменении давления в процессе проведения гидравлических испытаний

5.4. Результаты измерения магнитного поля протяженных участков трубопровода при наличии и при отсутствии избыточного внутреннего давления

5.5. Обобщение результатов главы 5

Глава 6. МЕТОДЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ МАГНИТОГРАММ

6.1. Причины формирования основных особенностей реальных магнитограмм

6.2. Некоторые частные задачи и их решение

6.2.1. Учет магнитного поля Земли при проведении магнитометрических измерений на криволинейных (в плане) участках трубопроводов

6.2.2. Учет различия расстояния до трубопровода для разных точек измерения

6.3. Поиск посторонних ферромагнитных предметов

6.4. Поиск кольцевых сварных швов

6.5. Комплексная обработка результатов магнитометрического контроля подземных трубопроводов

6.6. Программное обеспечение для обработки магнитограмм

6.7. Обобщение результатов главы 6

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Важным аспектом обеспечения безопасного функционирования систем магистрального трубопроводного транспорта является своевременное диагностирование и устранение критических дефектов. Применяемые в настоящее время методы диагностики технического состояния подземных трубопроводов являются дорогостоящими и технически сложными. Неразрушающие методы контроля характеризуются высокой трудоемкостью и низкой производительностью, внутритрубная диагностика ограничена технической возможностью пропуска снаряда на ряде участков трубопроводов. Для проведения экспресс-диагностики технического состояния подземных трубопроводов и назначения мест шурфований для обследования методами неразрушающего контроля в комплексе с электрометрическими методами применяются методы дистанционной магнитометрической диагностики, основанные на измерении постоянного магнитного поля трубопровода с поверхности грунта. Эти методы позволяют получить информацию о трубопроводе без проведения земляных работ. Особенно высока потребность в таких методах для трубопроводов, не оборудованных для проведения внутритрубной диагностики. Исследованиям и разработкам в этом направлении посвящены труды таких ученых и специалистов, как Б.Ь. АШеЛоп, Б.С. Л1е8, "\¥.Т. БоууегЬиИз, М.С. Бахарев, Ю.Е. Григорашвили, В.В. Коннов, Е.И. Крапивский, И.Н. Модин и др. Разработан ряд приборов для проведения магнитометрической диагностики трубопроводов: «ИАМ», «СКИФ-МБС-04», «М-1», «АЭМД», приборы серии «Орион», модификации приборов серии «ИКН». В ОАО «Гипрогазцентр» разработан комплекс для дистанционной магнитометрической диагностики подземных трубопроводов «МАГ-01». Однако способы, используемые в настоящее время для анализа результатов магнитометрических измерений, являются эмпирическими. Поэтому разработка физически обоснованных и достоверных методов интерпретации магнитограмм является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы - разработка научно обоснованных методов обработки результатов дистанционных магнитометрических измерений для определения участков подземных трубопроводов, на которых требуется проведение шурфований и диагностических обследований.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести теоретическое исследование особенностей распределения магнитного поля подземных трубопроводов на поверхности грунта с использованием численного моделирования магнитных полей трубопроводов с неоднородной намагниченностью.

2. Разработать методику определения усредненной намагниченности металла подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта на основе решения обратной задачи магнитостатики.

3. Провести анализ источников погрешностей при полевых измерениях постоянного магнитного поля подземного трубопровода, разработать метод расчета погрешностей, связанных с позиционированием датчиков.

4. Провести экспериментальные исследования пространственного распределения магнитного поля участков действующих трубопроводов с известным расположением конструктивных особенностей и дефектов.

5. Разработать алгоритмическое и программное обеспечение процесса обработки результатов дистанционного магнитометрического контроля подземных трубопроводов.

Научная новизна работы. Разработана методика расчета усредненной намагниченности металла подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта, позволяющая локализовать участки трубопроводов с аномальными изменениями намагниченности металла.

Установлена зависимость между магнитным моментом локального источника, расположенного на поверхности трубопровода, расстоянием до точек измерения и точностью измерения магнитного поля, при которой этот источник может быть найден.

Получены зависимости компонент напряженности магнитного поля от координат при различных сочетаниях намагниченности соседних труб. Показано, что при неоднородной продольной намагниченности труб могут наблюдаться два типа распределения поля вдоль оси трубопровода над кольцевым сварным швом. При противоположно направленных векторах намагниченности имеет место один экстремум вертикальной компоненты напряженности, а при сонаправленных векторах намагниченности - два экстремума (минимум и максимум).

Предложен метод определения положения кольцевых сварных швов подземного трубопровода путем автоматизированного анализа результатов магнитометрических измерений с учетом информации о длинах и порядке расположения труб, позволяющий уточнить привязку результатов внутритрубной диагностики на местности.

Установлена связь между величиной погрешностей измерения компонент напряженности магнитного поля и точностью определения угловых отклонений датчиков от вертикали и от оси трубопровода, а также точностью определения координат точек измерения относительно трубопровода.

Теоретическая значимость работы. Получено теоретическое объяснение основных особенностей магнитограмм подземных трубопроводов большого диаметра. Получены приближенные аналитические выражения для расчета напряженности магнитного поля бесконечного однородно намагниченного полого цилиндра с произвольным направлением намагниченности. Разработана математическая модель и программное обеспечение для численных расчетов магнитного поля трубопровода с неоднородной намагниченностью. Предложена методика расчета усредненной намагниченности участков подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта. Проведен анализ основных источников погрешностей измерения магнитного поля трубопровода при использовании трехкомпонентных датчиков.

Практическая значимость работы. На основании результатов проведенных исследований разработаны методы поиска посторонних ферромагнитных предметов и определения положения кольцевых сварных швов подземного

трубопровода при отсутствии и при наличии дополнительной информации о длинах труб на рассматриваемом участке.

Предложена методика расчета усредненной намагниченности металла труб, позволяющая определять участки трубопровода с аномальными изменениями намагниченности.

На основе анализа источников погрешностей измерения магнитного поля разработаны рекомендации по проведению измерений и совершенствованию конструкции магнитометрических приборов.

На основании полученных результатов автором разработано внешнее программное обеспечение измерительного комплекса для дистанционной магнитометрической диагностики подземных трубопроводов «МАГ-01».

Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению 131000 - «Нефтегазовое дело» на кафедре «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» Нижегородского государственного технического университета.

Поданы две заявки на изобретения. Акты о внедрении результатов диссертационной работы представлены в приложении А.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод определения типа магнитного источника по ширине магнитной аномалии при известной глубине заложения трубопровода.

2. Методика расчета усредненной намагниченности участков подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта, позволяющая проводить поиск участков с аномальными изменениями намагниченности.

3. Метод поиска кольцевых сварных швов подземного трубопровода по результатам наземного магнитометрического обследования.

4. Метод расчета погрешностей измерения компонент постоянного магнитного поля трубопровода, связанных с позиционированием трехкомпонентных датчиков в точках измерения.

Личный вклад автора. Основные научные и практические результаты диссертации получены автором лично. Автором проведены теоретические исследования, разработка математических моделей, алгоритмов, программного обеспечения, обработка и анализ экспериментальных данных. Большинство полевых измерений и все стендовые экспериментальные работы выполнены автором либо при его непосредственном участии.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях всероссийского и международного уровня, в частности, на IV и V Молодежных научно-практических конференциях «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность» (ВНИИГАЗ, г. Москва, 2012, 2013 г.), XIV Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2013» (УГТУ, г. Ухта, 2013 г.), Молодежной научно-практической конференции «Актуальные вопросы проектирования объектов добычи и транспорта газа» (ОАО «Гипрогазцентр», г. Нижний Новгород, 2013 г.), X Всероссийской молодежной конференции «Новые технологии в газовой промышленности» (РГУ им. Губкина, г. Москва, 2013 г.), V Международной научно-технической конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее» (ВНИИГАЗ, г. Москва, 2013 г.), IX Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2013» (УГНТУ, г. Уфа, 2013 г.), научно-технических советах ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» и ОАО «Гипрогазцентр».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ [А1 - А12], из них 5 статей в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в перечень ВАК России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и одного приложения, содержит 178 страниц текста, 76 рисунков, 20 таблиц и список литературы из 93 наименований.

Глава 1. ДИСТАНЦИОННЫЕ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Проводится обзор современных работ, связанных с дистанционными магнитометрическими обследованиями трубопроводов. Рассматриваются основные факторы, влияющие на намагниченность металла трубопровода. Анализируются существующие способы интерпретации магнитограмм.

1.1. Составляющие напряженности магнитного поля вблизи трубопровода

Данная работа посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям пространственного распределения постоянного магнитного поля, обусловленного намагниченностью металла подземного трубопровода. Переменные магнитные поля, применяемые для поиска трубопроводов, определения глубины заложения и оценки состояния изоляционного покрытия в работе не рассматриваются.

В работе в качестве характеристики магнитного поля используется вектор напряженности Н. [1, 2]. Считается, что магнитная проницаемость грунта, окружающего трубопровод (как и магнитная проницаемость воздуха), близка к единице [3]. Расчетные формулы записываются в системе СИ.

Напряженность постоянного магнитного поля Н в некоторой точке пространства вблизи трубопровода, изготовленного из ферромагнитного материала, представляет собой сумму трех слагаемых:

Я = НХ+Н2+НЪ. (1.1)

Н\ - напряженность магнитного поля, связанного с намагниченностью металла трубопровода.

Н2 - напряженность магнитного поля Земли и напряженность магнитного поля внешних источников, расположенных на значительном расстоянии от рассматриваемой точки (таким источником может быть, например, ток катодной

защиты в трубопроводе, проложенном в том же коридоре, что и исследуемый трубопровод).

Н3 - напряженность магнитного поля катодного тока, протекающего в трубопроводе.

Рассмотрим характерные особенности двух последних составляющих и оценим величины их вклада в суммарную напряженность магнитного поля.

1.1.1. Магнитное поле Земли

Известно, что магнитное поле Земли зависит от географических координат точки наблюдения [4]. Ориентировочные характеристики магнитного поля Земли для средней полосы европейской части России следующие: модуль вектора напряженности Н3 ~ 42,4 А/м, вертикальная компонента Н3в ~ 40,3 А/м, горизонтальная компонента Н3г -13,1 А/м, северная компонента Н3сев ~ 12,8 А/м, восточная компонента Н3вост ~ 2,7 А/м.

Магнитное поле Земли изменяется с течением времени. Различают суточные, годовые, 11-летние и другие вариации. При магнитных бурях возмущения на поверхности Земли имеют амплитуду от 0,4 до 2,4 А/м. Суточные геомагнитные вариации имеют амплитуду 0,01 - 0,06 А/м (спокойные), 0,01 - 0,32 А/м (возмущенные) [5].

Основная особенность магнитного поля Земли заключается в том, что оно в нашей задаче является однородным, то есть одинаковым во всех точках рассматриваемой нами области пространства.

1.1.2. Магнитное поле постоянного тока катодной защиты

Найдем магнитное поле, вызванное постоянным током, протекающим в трубопроводе. Будем считать плотность тока} одинаковой в объеме вещества и направленной вдоль оси трубопровода. Тогда система обладает осью симметрии, совпадающей с осью трубопровода. Рассмотрим контур в виде окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной к оси трубопровода. Центр окружности лежит на оси трубопровода, радиус окружности Я превышает внешний радиус

трубопровода. В силу симметрии значение модуля вектора Нкт во всех точках контура одинаково. Согласно теореме о циркуляции [6]

(1-2)

где / - сила тока в трубопроводе. Вектор Нкт в каждой точке контура направлен по касательной к окружности.

Таким образом, магнитное поле катодного тока характеризуется, прежде всего, тем, что для него известно аналитическое соотношение. Напряженность магнитного поля тока линейно зависит от силы тока и уменьшается при удалении от трубы обратно пропорционально расстоянию от оси трубы до точки измерения.

С помощью соотношения (1.2) легко оценить величину напряженности магнитного поля, связанного с током. При токе / =1Аи/?=1м значение Нкт составляет приблизительно 0,16 А/м.

1.2. Факторы, влияющие на намагниченность металла трубопроводов

При проведении магнитометрических обследований подземных трубопроводов измерения магнитного поля, как правило, проводятся в точках, расположенных на поверхности грунта над осью трубопровода (рисунок 1.1). При этом обычно используются трехкомпонентные датчики магнитного поля [7]. На рисунке 1.2 показано изображение векторов напряженности магнитного поля реального трубопровода, а на рисунке 1.3. представлены зависимости трех компонент этих векторов от линейной координаты точки измерения.

точки тмерешш

Рисунок 1.1. Схема дистанционного магнитометрического обследования трубопровода диаметром Д ось которого расположена на глубине /г относительно

поверхности грунта.

Рисунок 1.2. Трехмерное изображение векторов напряженности магнитного поля

реального участка трубопровода.

25,0 22,5 20.0 17,5 15,0 12.5 10,0 ■ 7,5 5,0 2,5 0,0 -2,5 -5,0 -7,5 -10,0

/

/ \ Vл У\\ \ /Рл

иу

— НТ*

— НТ/

— НТ2

0 10 20 за 40 50 60 70

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Координата, м

Рисунок 1.3. Графики трех компонент напряженности магнитного поля реального участка трубопровода. Расположение осей декартовой системы координат

показано на рисунке 1.1.

Сталь, из которой изготавливаются подземные трубопроводы, представляет собой ферромагнитный материал. Ферромагнитные материалы обладают спонтанной намагниченностью, то есть могут иметь не равную нулю намагниченность при отсутствии внешнего поля [8, 9]. Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна (% > 0) и достигает значений 104 - 105, их намагниченность / растет с увеличением напряженности магнитного поля Н нелинейно и в полях до 104 А/м достигает предельного значения -намагниченности насыщения. Значение намагниченности зависит от магнитной предыстории образца, это делает зависимость / от Н неоднозначной (наблюдается магнитный гистерезис). Свойства ферромагнетиков обладают специфической зависимостью от температуры Т. Намагниченность насыщения Js имеет наибольшее значение при Т = 0 К и монотонно уменьшается до нуля при температуре, равной температуре Кюри (Г = 0). Выше 0 ферромагнетик переходит, как правило, в парамагнитное состояние (фазовый переход второго рода).

Намагниченность ферромагнетика зависит не только от величины намагничивающего поля, но и является функцией таких факторов, как механические напряжения, температура, время [10]. Эти факторы действуют лишь при наличии внешнего постоянного магнитного поля или когда ферромагнетик имеет некоторую остаточную намагниченность. Намагниченность ферромагнитного объекта может быть результатом действия всех указанных факторов. Процесс изменения намагниченности под действием указанных факторов происходит по собственным законам и имеет свое собственное наименование.

Мгновенное намагничивание при постоянной температуре называется изотермическим намагничиванием. Намагничивание в постоянном магнитном поле при уменьшении температуры от точки Кюри до некоторой температуры Т получило название термоостаточного. Изменение намагниченности в постоянном поле с течением времени называется вязким намагничиванием. Термоостаточная намагниченность формируется в результате нескольких

явлений, происходящих в ферромагнетике под действием температуры [10]. При повышении температуры, во-первых, уменьшается спонтанная намагниченность и коэрцитивная сила, а во-вторых, увеличивается магнитная восприимчивость в слабых полях. В результате при охлаждении ферромагнетика от точки Кюри при наличии внешнего поля Н образуется намагниченность, которая может быть в несколько раз больше намагниченности, индуцированной этим же полем при низких (по сравнению с температурой Кюри) температурах.

Намагниченность любого тела, независимо от способа ее получения, определяется не только теми условиями, при которых производится намагничивание, но и в значительной степени формой самого тела [9, 10].

Намагниченность металла трубопровода формируется под влиянием множества различных факторов [7]. Стальные листы, применяемые для производства труб, в процессе изготовления могут приобретать некоторую остаточную намагниченность. Эта намагниченность может изменяться при изготовлении труб. Затем намагниченность может изменяться при хранении и при транспортировке труб (если рядом имеются источники магнитного поля).

В результате нельзя утверждать, что даже для труб одного завода-изготовителя и из одной партии намагниченность будет одинакова (этот вопрос требует специального исследования). При укладке труб ориентация их остаточной намагниченности, естественно, не учитывается. Для каждой трубы имеется два варианта ориентации продольной намагниченности > 0, Зу < 0) и бесконечное множество вариантов ориентации поперечной намагниченности (угловая ориентация трубы при укладке может быть произвольной).

При монтаже трубопровода происходит разогрев околошовных зон в процессе сварки. Охлаждение после сварки происходит не только в поле Земли, но и в поле, источниками которого являются свариваемые трубы. К изменению намагниченности может приводить изменение механических напряжений в трубопроводе, связанное с эксплуатационными нагрузками. Если в трубопроводе осуществляется внутритрубная диагностика с использованием магнитных дефектоскопов, то это также оказывает влияние на намагниченность

трубопровода. Кроме того, имеет место намагниченность, индуцированная полем Земли, в котором находится трубопровод.

1.3. Работы по дистанционной магнитометрической диагностике

трубопроводов

Опыт показывает, что распределение постоянного магнитного поля на поверхности грунта вдоль проекции оси трубопровода на дневную поверхность имеет достаточно сложный характер (см. рисунок 1.2, 1.3). Неоднократно предпринимались попытки извлечь из этого распределения полезную информацию [7]. Очевидно, что в первую очередь интерес представляет информация о техническом состоянии трубопровода, местах расположения дефектов, механических напряжениях в трубопроводе. Рассмотрим работы, посвященные различным аспектам проведения магнитометрических измерений и способам интерпретации их результатов.

Магнитометрические измерения широко применяются в геологии [3, 10, 11, 12], археологии [13, 14], при поиске мин, боеприпасов и т. п. [15, 16]. При этом измеряется постоянное магнитное поле, измерения выполняются с поверхности грунта. Во всех этих сферах деятельности достаточно хорошо разработаны схемы измерений [3, 13, 17] и методы интерпретации [3, 14, 18 - 20], выпускаются специализированные магнитометрические приборы и оборудование [3, 15]. Однако имеются принципиальные отличия между указанными областями и магнитометрическими обследованиями трубопроводов. Магниторазведка, применяемая в геологии, ориентирована на поиск месторождений полезных ископаемых, то есть объектов, протяженность которых может достигать десятков километров, а глубина залегания измеряется сотнями метров. Магнитометрические измерения, применяемые в археологии и при разминировании, направлены на решение задач обнаружения ферромагнитных предметов (как правило, локальных) и приближенную оценку их характеристик. Методы интерпретации результатов измерений, разработанные в указанных

областях, могут использоваться лишь для поиска собственно трубопровода, либо для обнаружения посторонних ферромагнитных предметов, расположенных вблизи трубопровода. При обследовании трубопроводов геометрические характеристики объекта (такие, как диаметр), как правило, известны. Положение трубопровода и глубина его заложения могут быть определены с помощью специального трассопоискового оборудования [21 - 23], принцип действия которого основан на создании в трубопроводе переменного тока и измерении переменного магнитного поля, вызванного этим током.

Задача интерпретации результатов дистанционного магнитометрического обследования трубопроводов может быть разделена на две части. Первая часть -определение особенностей намагниченности протяженного источника, расположенного на сравнительно небольшой глубине, на основании результатов измерений магнитного поля на поверхности грунта. Это задача из области физики магнитных полей (обратная задача магнитостатики). Вторая часть - исследование причин намагниченности трубопроводов, установление связи между намагниченностью и напряженно-деформированным состоянием, оценка влияния на намагниченность различных дефектов.

При интерпретации магнитных аномалий в геологии и археологии широко используется численное моделирование [14, 19, 24]. Однако данных об использовании этого метода для анализа магнитограмм трубопроводов сравнительно немного. Между тем использованная в работе [25] простая модель позволила получить объяснение некоторых характерных картин распределения магнитного поля трубопровода. Однако дальнейшего развития это направление не получило. При расчете параметров источников магнитного поля по результатам магнитометрии трубопроводов обычно руководствуются представлениями о том, что эти источники являются локальными [26 - 29]. Такие представления могут приводить к ошибочным выводам о характере распределения намагниченности трубопровода. Сведения о решении обратной задачи магнитостатики применительно к подземным трубопроводам в литературе отсутствуют.

Исследование магнитных свойств дефектов различных типов обычно проводится для анализа результатов диагностики трубопроводов с использованием внутритрубных дефектоскопов [30 - 36]. При этом рассматривается поведение дефектов в сильных внешних магнитных полях. При проведении дистанционных магнитометрических обследований, во-первых, не используются внешние источники магнитного поля, а во-вторых, измерения производятся на значительном удалении от дефектов. Следовательно, результаты указанных работ имеют весьма опосредованное отношение к дистанционным измерениям.

Рассмотрим вопрос о связи намагниченности и механических напряжений. Известно, что при изменении напряженно-деформированного состояния ферромагнитных объектов изменяются их магнитные характеристики (магнитоупругий эффект) [9, 37, 38]. Проводился ряд исследований, направленных на применение этого эффекта для оценки и контроля механических напряжений в ферромагнитных конструкциях [39 - 41]. Известны способы измерения механических напряжений, основанные на этом эффекте и адаптированные к трубопроводам [42 - 44]. Однако все эти способы предполагают предварительное намагничивание локальных участков металла, на которых затем проводятся измерения. Очевидно, что если металл специально не намагничивать до проведения измерений, то изменение намагниченности может быть разным для одного и того же материала в зависимости от магнитной предыстории, которая у каждого участка трубопровода может быть разной. Эти факторы приводят к тому, что по результатам периодического измерения магнитного поля можно сделать лишь качественный вывод об изменении механических напряжений, но сделать обоснованный вывод о величине этих изменений нельзя.

В зарубежной литературе сравнительно мало работ, посвященных дистанционным магнитометрическим обследованиям трубопроводов. В работе [45] приводится обзор магнитных методов неразрушающего контроля. Некоторое внимание уделяется методам, основанным на дистанционных магнитных

измерениях. В работе [46] описывается попытка использования наземного магнитометрического обследования для обнаружения механических напряжений, связанных с изгибом подземных трубопроводов. Отмечается, что магнитное поле трубопровода определяется исходной намагниченностью труб, которая может изменяться в процессе строительства и эксплуатации, в том числе и под влиянием механических напряжений. Указывается на недостаточность экспериментальных данных о магнитоупругом эффекте для трубопроводов. Предполагается, что при получении достаточного количества данных возможно развитие техники наземного обследования трубопроводов для обнаружения участков с повышенными механическими напряжениями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гуськов, Сергей Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1]. Тамм, И.Е. Основы теории электричества / И.Е. Тамм. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1989. - 504 с.

[2]. Вонсовский, C.B. Магнетизм / C.B. Вонсовский. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1971. - 1032 с.

[3]. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика / Под ред. Н.Б. Дортман. - М.: Недра, 1984. - 455 с.

[4]. Стейси, Ф. Физика Земли / Ф. Стейси. - М.: Мир, 1972. - 342 с.

[5]. Магниторазведка. Справочник геофизика / Под ред. В.Е. Никитского и Ю.С. Глебовского. - М.: Недра, 1990. - 470 с.

[6]. Сивухин, Д.В. Общий курс физики. Учебное пособие. Т. III. Электричество / Д.В. Сивухин. - М.: МФТИ, 2004. - 656 с.

[7]. Крапивский, Е.И. Дистанционная магнитометрия газонефтепроводов / Е.И. Крапивский, В.О. Некучаев. - Ухта: УГТУ, 2011. - 142 с.

[8]. Акулов, Н.С. Ферромагнетизм / Н.С. Акулов. - M.-JL: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1939. - 188 с.

[9]. Вонсовский, C.B. Ферромагнетизм / C.B. Вонсовский, Я.С. Шур. - M.-JL: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1948. -817 с.

[10]. Яновский, Б.М. Земной магнетизм. Т. 2. Теоретические основы магнитометрического метода исследования земной коры и геомагнитные измерения / Б.М. Яновский. - JL: Издательство Ленинградского университета, 1963. - 462 с.

[11]. Миков, Б.Д. Гравиразведка и магниторазведка при поисках объектов трубочной формы / Б.Д. Миков. - М.: Недра, 1985. - 92 с.

[12]. Гордин, В.М. Очерки по истории геомагнитных измерений / В.М. Гордин. - М.: ИФЗ РАН, 2004. - 162 с.

[13]. Франтов, Г.С. Геофизика в археологии / Г.С. Франтов, A.A. Пинкевич. -Л.: Недра, 1966.-212 с.

[14]. Модин, И.Н. Электроразведка в технической и археологической геофизике : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 25.00.10 / Модин Игорь Николаевич. -М., 2010.-48 с.

[15]. Звежинский, С.С. Магнитометрические феррозондовые градиентометры для поиска взрывоопасных предметов / С.С. Звежинский, И.В. Парфенцев // Спецтехника и связь. - 2009. - № 1. - С. 16 - 29.

[16]. Щербаков, Г.Н. Выбор электромагнитного метода зондирования для поиска объектов в толще укрывающих сред / Г.Н. Щербаков, М.А. Анцелевич, Д.Н. Удинцев // Специальная техника. - 2005. - №1. - С. 1 - 9.

[17]. Breiner, S. Application Manual for portable magnetometers / S. Breiner. - USA, San Jose: Geometries, 1973. - 58 p.

[18]. Блох, Ю.И. Обнаружение и разделение гравитационных и магнитных аномалий / Ю.И. Блох. - М.: МГГА, 1995. - 80 с.

[19]. Блох, Ю.И. Количественная интерпретация гравитационных и магнитных аномалий / Ю.И. Блох. - М.: МГГА, 1998. - 88 с.

[20]. Конценебин, Ю.И. Интерпретация магнитных аномалий / Ю.П. Конценебин, Е.Н. Волкова. - Саратов: Научная книга, 2006. - 74 с.

[21]. Бесконтактный измеритель тока в подземных трубопроводах : пат. 2177630 Рос. Федерация : МПК7 G01V3/11, G01R19/00 / Вититнев О.Ю., Даниленко С.А., Камышев С.А., Москалева М.Б., Кривдин А.Ю., Лисин В.Н., Пужайло А.Ф., Спиридович Е.А. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». - № 2000108337/28 ; заявл. 06.04.2000 ; опубл. 27.12.2001.

[22]. Система бесконтактного измерения тока в подземных трубопроводах и

п

определения глубины их залегания : пат. 2246742 Рос. Федерация : МПК G01V3/11 / Вититнев О.Ю., Зуев С.Н., Камышев С.А., Кривдин А.Ю., Лисин В.Н., Москалева М.Б., Пужайло А.Ф., Спиридович Е.А., Шугаев В.Г. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». - № 2003133068/28 ; заявл. 11.11.2003 ; опубл. 20.02.2005.

[23]. Генератор специальных сигналов : пат. 2267805 Рос. Федерация : МПК G06F1/02 / Вититнев О.Ю., Зуев С.Н., Камышев С.А., Кривдин А.Ю., Лисин В.Н., Москалева М.Б., Пужайло А.Ф., Спиридович Е.А., Шугаев В.Г. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». - № 2004115681/09 ; заявл. 24.05.2004 ; опубл. 10.01.2006.

[24]. Кормильцев, В.В. Методы моделирования геофизических полей / В.В. Кормильцев, А.Н. Ратушняк, В.Е. Петряев. - Екатеринбург: УГГГА, 2000. -50 с.

[25]. Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности / Под ред. В.А. Шевнина, И.Н. Модина. - М.: Руссо, 1999. - 511 с.

[26]. Карпов, Р.Г. Метод анализа и обработки данных для устройства трёхмерной магнитной локации : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 / Карпов Руслан Геннадиевич. - М., 2009. - 25 с.

[27]. Григорашвили, Ю.Е. Локатор источников слабых магнитных полей / Ю.Е. Григорашвили, Р.Г. Карпов, A.B. Бухлин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. - № 9. - С. 21 - 25.

[28]. Карпов, Р.Г. Алгоритмическая, программная и аппаратная реализация системы магнитной локации скрытых объектов / Р.Г. Карпов // Известия высших учебных заведений. Электроника. - 2009. - № 3. - С. 53 - 60.

[29]. Григорашвили, Ю.Е. Метод локации источников слабых магнитных полей / Ю.Е. Григорашвили, Р.Г. Карпов, А.М.Степанов // Известия высших учебных заведений. Электроника. - 2006. - № 2. - С. 37-41.

[30]. Шур, М.Л. Расчет поля поверхностного дефекта в нелинейной ферромагнитной среде / М.Л. Шур, Р.В. Загидулин, В.Е. Щербинин // Дефектоскопия. - 1987. - №2. - С. 3 - 9.

[31]. Мужицкий, В.Ф. Модель поверхностного дефекта и расчет топографии его магнитного поля / В.Ф. Мужицкий // Дефектоскопия. - 1987. - № 3. - С. 24 -30.

[32]. Загидулин, Р.В. Оценка величины остаточного магнитного поля внутри трубопровода после контроля магнитным дефектоскопом / Р.В. Загидулин, В.Ф. Мужицкий // Дефектоскопия. - 2003. - № 7. - С. 65 - 69.

[33]. Загидулин, Р.В. Динамическая модель дефекта сплошности при нормальном намагничивания ферромагнитного изделия. Магнитостатическое поле дефекта сплошности конечной протяженности / Р.В. Загидулин, В.Ф. Мужицкий, Д.А. Исаев // Дефектоскопия. - 2006. - № 10.-С. 17-23.

[34]. Загидулин, Р.В. Распознавание дефектов сплошности в ферромагнитных изделиях : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.11.13 / Загидулин Ринат Васикович. - Уфа, 2001. - 46 с.

[35]. Ферстер, Ф. Неразрушающий контроль методом магнитных полей рассеяния. Теоретические и экспериментальные основы выявления поверхностных дефектов конечной и бесконечной глубины / Ф. Ферстер // Дефектоскопия. - 1982. - № 11. - С. 3 - 25.

[36]. Кротов, Л.Н. Моделирование обратной геометрической задачи магнитостатики в магнитном контроле : дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 05.13.18 / Кротов Лев Николаевич. - Пермь, 2004. - 246 с.

[37]. Белов, К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнитных металлах / К.П. Белов. - М.-Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. - 256 с.

[38]. Гинзбург, В.Б. Магнитоупругие датчики / В.Б. Гинзбург. - М.: Энергия, 1970. - 72 с.

[39]. Бахарев, М.С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупругих явлений : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.11.13 / Бахарев Михаил Самойлович. - Тюмень, 2004. - 45 с.

[40]. Кулак, С.М. Разработка магнитоупругого метода контроля напряжённо-деформированного состояния подземных трубопроводов : автореф. дис. ...

канд. техн. наук : 25.00.19 / Кулак Сергей Михайлович. - Тюмень, 2007. -16 с.

[41]. Новиков, В.Ф. Закономерности магнитоупругого изменения локальной остаточной намагниченности сталей / В.Ф. Новиков, В.Ф. Дягилев, М.С. Бахарев, В.В. Нассонов, В.В. Прилуцкий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2006. - Т.72. - № 6 - С. 34 - 37.

[42]. Магнитный способ определения осевых механических напряжений сложно нагруженного магнетика : пат. 2326356 Рос. Федерация : МПК G0IL 1/12 / Кулак С.М., Новиков В.Ф. ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет». - № 2006142118/28 ; заявл. 28.11.2006 ; опубл. 10.06.2008.

[43]. Способ определения механических напряжений в конструкциях из ферромагнитных материалов : пат. 2274840 Рос. Федерация : МПК G01L1/12 / Бахарев М.С., Новиков В.Ф., Дягилев В.Ф., Кулак С.М. ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет». -№ 2004132739/28 ; заявл. 10.11.2004 ; опубл. 20.04.2006.

[44]. Способ контроля механических напряжений трубопроводов : пат. 2243515 Рос. Федерация : МПК7 G01L1/12 / Крылов Г.В., Болотов A.A., Новиков В.Ф., Быков В.Ф. ; заявитель и патентообладатель ООО «ТюменНИИгипрогаз». - № 2003104548/28 ; заявл. 14.02.2003 ; опубл. 27.12.2004.

[45]. Jiles, D.C. Review of magnetic methods for nondestructive evaluation (Part 2) / D.C. Jiles // NDT International. - 1990. - V. 23. - №. 2. - P. 83 - 92.

[46]. Atherton, D.L. Detection of anomalous stresses in gas pipelines by magnetometer survey (invited) / D.L. Atherton, A. Teitsma // J. Appl. Phys. 1982.-№ 11 (53).-P. 8130-8135.

[47]. Atherton, D.L. Stress induced magnetization changes of steel pipes. Laboratory tests / D.L. Atherton, L. Coathup, D.C. Jiles, L. Longo, С. Welbourn, A.

Teitsma // Magnetics, IEEE Transactions. - 1983. - V. 19. - № 4. - P. 1564 -1568.

[48]. Atherton, D.L. Stress-induced magnetization changes of steel pipes. Laboratory tests. Part II / D.L. Atherton, C. Welbourn, D.C. Jiles, L. Reynolds, J. ScottThomas // Magnetics, IEEE Transactions. - 1984. - V. 20. - № 6. - P. 2129 -2136.

[49]. Atherton, D.L. Effect of stress on magnetization and magnetostriction in pipeline steel / D.L. Atherton, J.A. Szpunar // Magnetics, IEEE Transactions. -1986. - V. 22. - № 5. - P. 514 - 516.

[50]. Sowerbutts, W.T.C. The use of geophysical methods to locate joints in underground metal pipelines / W.T.C. Sowerbutts // Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology. - 1988. - V. 21. - № 3. - P. 273 -281.

[51]. Горбаш, В.Г. Неразрушающий контроль в промышленности. Магнитный контроль / В.Г. Горбаш, М.Н. Делендик, П.Н. Павленко // Неразрушающий контроль и диагностика. - 2011. - № 2. С. 48 - 63.

[52]. Велиюлин, И.И. Повышение эффективности ремонта магистральных газопроводов: концепция, методы, технические средства : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 25.00.19 / Велиюлин Ибрагим Ибрагимович. - М., 2007. -47 с.

[53]. Способ прогнозирования местоположения течей в трубопроводах : пат. 2062394 Рос. Федерация : МПК6 F17D5/02 / Белов Е.М. ; заявитель и патентообладатель АО «Черногорнефть». - № 93030278/06 ; заявл. 01.06.1993 ; опубл. 20.06.1996.

[54]. Способ контроля и обнаружения дефектов на трубопроводах из ферромагнитных материалов : пат. 2294482 Рос. Федерация : МПК F17D5/02, GO 1 N27/82 / Сабирзянов Т.Г., Сабирзянов М.Т., Мухаметшин P.P. ; патентообладатели Сабирзянов Т.Г., Сабирзянов М.Т., Мухаметшин P.P. -№ 2005132032/06 ; заявл. 18.10.2005 ; опубл. 27.02.2007.

[55]. Способ обнаружения дефектов внутрипромысловых трубопроводов : пат. 2301941 Рос. Федерация : МПК F17D5/02 / Валеев М.Х., Лаптев A.A., Галлямов И.И., Галлямов А.И., Надршин Р.Ф. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Татнефть». - № 2006101137/06 ; заявл. 12.01.2006 ; опубл. 27.06.2007.

[56]. Способ обнаружения дефектов трубопровода и несанкционированных врезок в трубопровод и устройство для его осуществления : пат. 2379579 Рос. Федерация : МПК F17D5/02 / Абдулаев A.A., Фаизова Л.Х., Кудряшов Ю.Г. ; патентообладатель Абдулаев A.A. - № 2008123471/06 ; заявл. 09.06.2008 ; опубл. 20.01.2010.

[57]. Григорашвили, Ю.Е. Использование технологии магнитной локации при определении коррозионной защищенности магистральных трубопроводов / Ю.Е. Григорашвили, Ю.В. Стицей, В.В. Иваненков // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2009. - № 4. С. 29 - 35.

[58]. Григорашвили, Ю.Е. Технология дистанционной магнитной локации для оценки состояния изоляционного покрытия трубопроводов / Ю.Е. Григорашвили, Ю.В. Стицей, В.В. Иваненков, K.M. Гумеров // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2007. - № 5. - С. 3 -5.

[59]. Горошевский, В.П. Обзор новых магнитных методов неразрушающего контроля / В.П. Горошевский, С.С. Камаева, И.С. Колесников // Территория Нефтегаз. - 2005. - № 4.

[60]. Воробьев, Я.В. Использование ферромагнитных свойств металла для диагностирования технического состояния и прогнозирования ресурса стальных трубопроводов / Я.В. Воробьев, Н.И. Волгина, Л.А. Хуснутдинов, С.С. Камаева // Технология металлов. - 2010. - №1. - С. 46 -49.

Горошевский, С.С. Камаева, Н.И. Волгина // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2010. - № 4. - С. 15-18.

[62]. Воробьев, Я.В. Влияние механических напряжений на магнитное поле рассеяния ферромагнитного трубопровода / Я.В. Воробьев, Н.И. Волгина, В.П. Горошевский // Технология металлов. - 2012. - № 6. - С. 18 - 24.

[63]. Инструкция по диагностике технического состояния трубопроводов бесконтактным магнитометрическим методом : РД 102-008-2002. - М.: АО «ВНИИСТ», 2003. - 17 с.

[64]. Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов : РД 12-411-01. - М.: Федеральный горный и промышленный надзор России, 2001. - 49 с.

[65]. Способ бесконтактного выявления местоположения и характера дефектов металлических сооружений и устройство для его осуществления : пат. 2264617 Рос. Федерация : МПК7 G01N27/82, G01V3/08 / Горошевский В.П., Камаева С.С., Колесников И.С. ; патентообладатели Горошевский В.П., Камаева С.С., Колесников И.С. - № 2001113748/28 ; заявл. 23.05.2001 ; опубл. 20.11.2005.

[66]. Кулеев, В.Г. Экспериментальное изучение полей рассеяния упруго- и пластически изогнутых труб в поле Земли / В.Г. Кулеев, JI.B. Атангулова, В.В. Лопатин // Дефектоскопия. - 2002. - № ю. - С. 48 - 61.

[67]. Кулеев, В.Г. Поле рассеяния от дефектной области при намагничивании ферромагнитных труб поперечным магнитным полем / В.Г. Кулеев, A.A. Дубов, В.В. Лопатин // Контроль. Диагностика. - 2002. - № 12. - С. 45 -51.

[68]. Кулеев, В.Г. Механизм связи параметра контроля в методе магнитной памяти металла с упругими изгибающими напряжениями в стальных трубах / В.Г. Кулеев, В.В. Лопатин // Контроль. Диагностика. - 2005. - № 2.-С. 56-63.

[69]. Дубов, A.A. Оценка остаточного ресурса газонефтепроводов на основе современных методов технической диагностики / A.A. Дубов, А.М.

Гнеушев, И.И. Велиюлнн // Газовая промышленность. - 2005. - № 2. - С. 76-78.

[70]. Дубов, A.A. Контроль и оценка ресурса протяженных участков газопроводов / A.A. Дубов, В.А. Маркелов, В.Д. Котов, Ю.И. Усенко // Газовая промышленность. - 2006. - № 8. - С. 46 - 48.

[71]. Дубов, A.A. Метод МПМ и сканирующие устройства для экспресс-контроля газопроводов / A.A. Дубов, М.Ю. Евдокимов, A.B. Павлов // Газовая промышленность. - 2007. - № 12. - С. 79 - 81.

[72]. Дубов, A.A. Контроль за напряженно-деформированным состоянием газопроводов с использованием различных методов / A.A. Дубов, Е.А. Демин, А.И. Миляев, O.A. Стеклов // Безопасность труда в промышленности. - 2002. - № 2. - С. 9 - 13.

[73]. Дубов, A.A. Бесконтактная диагностика газонефтепроводов с использованием магнитометрических измерителей концентрации напряжений / A.A. Дубов, Ал.А. Дубов // Газовая промышленность. - 2009. - № 12.-С. 48-51.

[74]. Дубов, A.A. Контроль напряженно-деформированного состояния газопроводов при оценке их ресурса / A.A. Дубов // Газовая промышленность. - 2011. - № 4. - С. 41 - 43.

[75]. Дубов, A.A. Контроль напряженно-деформированного состояния магистральных газопроводов - недостающее звено в оценке их надежности / A.A. Дубов // Газовая промышленность. - 2013. - № 2. - С. 51 - 54.

[76]. Коннов, В.В. Комплексная дистанционная диагностика подземных газопроводов / В.В. Коннов // Территория NDT. - 2013. - № 2. - С. 42 - 54.

[77]. Коннов, В.В. Средства комплексной дистанционной диагностики подземных газопроводов /В.В. Коннов // Контроль. Диагностика. - 2013. -№ 3. - С. 68-70.

[78]. Приборный комплекс для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов М-1 : пат. на полезную модель № 88453 Рос. Федерация : МПК G01 N27/00 / Коннов В.В. ; патентообладатель

ЗАО НПЦ «Молния». - № 2009129375/22 ; заявл. 30.07.2009 ; опубл. 10.11.2009.

[79]. Способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов : пат. 2453760 Рос. Федерация : МГЖ F17D5/00 / Аверкиев В.В., Антонов И.К., Елисеев A.A., Нестеров В.В., Семенов В.В., Филиппов О.В., Фогель

A.Д. ; патентообладатель ОАО «Газпромнефть». - № 2009148562/06 ; заявл. 18.12.2009 ; опубл. 20.06.2012.

[80]. Устройство бесконтактного магнитометрического контроля состояния металла трубопровода : пат. 2306554 Рос. Федерация : МГЖ GO 1 N27/72 / Пужайло А.Ф., Кривдин А.Ю., Вититнев О.Ю., Москалева М.Б., Шугаев

B.Г., Спиридович Е.А., Запевалов Д.Н., Бутусов Д.С. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». - № 2006108285/28 ; заявл. 16.03.2006 ; опубл. 20.09.2007.

[81]. Устройство бесконтактного магнитометрического контроля состояния металла трубопровода : пат. 2460068 Рос. Федерация : МГЖ GO 1 N27/72 / Пужайло А.Ф., Кривдин А.Ю., Вититнев О.Ю., Кривдин P.A., Спиридович Е.А., Марянин В.В., Шаров О.Б. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Гипрогазцентр». - № 2011111866/28; заявл. 29.03.2011 ; опубл. 27.08.2012.

[82]. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов : ВРД 39-1.10-026-2001. - М.: ВНИИГАЗ, 2001. - 105 с.

[83]. Семевский, Р.Б. Специальная магнитометрия / Р.Б. Семевский, В.В. Аверкиев, В.А. Яроцкий. - СПб.: Наука, 2002. - 228 с.

[84]. Говорков, В.А. Электрические и магнитные поля / В.А. Говорков. - M.-JL: Госэнергоиздат, 1960. - 463 с.

[85]. Денисов, A.M. Введение в теорию обратных задач / A.M. Денисов. - М.: МГУ, 1994.-208 с.

[86]. Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач / А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 285 с.

[87]. Сизиков, B.C. Устойчивые методы обработки результатов измерений / B.C. Сизиков. - СПб.: СпецЛит, 1999. - 240 с.

[88]. Бакушинский, А.Б. Некорректные задачи. Численные методы и приложения / А.Б. Бакушинский, A.B. Гончарский. - М.: МГУ, 1989. - 199 с.

[89]. Кабанихин, С.И. Обратные и некорректные задачи / С.И. Кабанихин. -Новосибирск: Сибирское научное издательство, 2009. - 457 с.

[90]. Васин, В.В. Некорректные задачи с априорной информацией / В.В. Васин, А.Л. Агеев. - Екатеринбург: УИФ «Наука», 1993. - 263 с.

[91]. Фаддеев, М.А. Элементарная обработка результатов эксперимента / М.А.Фаддеев. - Нижний Новгород: ННГУ, 2004. - 120 с.

[92]. Бронштейн, H.H. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - М.: Наука, 1980. - 976 с.

[93]. Александров, Ю.В. Ресурсные испытания металла длительно эксплуатируемых трубопроводов / Ю.В. Александров, A.C. Кузьбожев, Р.В. Агиней. - СПб.: Недра, 2011. - 304 с.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

[А1]. Пужайло, А.Ф. Оценка точности измерения компонент магнитного поля при магнитометрических обследованиях подземных трубопроводов с поверхности грунта / А.Ф. Пужайло, С.С. Гуськов, C.B. Савченков, В.В. Мусонов, Р.В. Агиней // Трубопроводный транспорт: теория и практика. -2012.-№4.-С. 28-32.

[А2]. Савченков, C.B. Экспериментальные исследования изменения магнитного поля трубопровода в зонах поверхностных дефектов /C.B. Савченков, В.В. Мусонов, С.С. Гуськов // Трубопроводный транспорт: теория и практика. -2012.-№5.-С. 38-42.

[A3]. Агиней, Р.В. Моделирование магнитных аномалий при проведении магнитометрического контроля трубопроводов с поверхности грунта /Р.В.

Агиней, С.С. Гуськов, В.В. Мусонов // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2013. - № 1. - С. 40 - 45.

[A4]. Гуськов, С.С. Локализация кольцевых сварных швов трубопроводов на основании результатов наземных магнитометрических обследований /С.С. Гуськов, Р.В. Агиней, Е.А. Спиридович, В.В. Мусонов // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2013. - № 4. - С. 24 - 27.

[А5]. Гуськов, С.С. Способ дистанционного поиска кольцевых сварных швов подземных трубопроводов / С.С. Гуськов, Е.А. Спиридович, В.В. Мусонов, Р.В. Агиней, P.A. Садртдинов // Газовая промышленность. - 2013. - № 10. - С. 22 - 25.

[А6]. Гуськов, С.С. Численные расчеты магнитного поля трубопровода с заданной намагниченностью / С.С. Гуськов // IV научно-практическая молодежная конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность». Тезисы докладов. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2012. - С. 60.

[А7]. Гуськов, С.С. Теоретические и экспериментальные исследования, направленные на повышение достоверности интерпретации результатов дистанционного магнитометрического обследования трубопроводов / С.С. Гуськов // XIV международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2013». Материалы конференции. - Ухта: УГТУ, 2013. -С. 179- 182.

[А8]. Гуськов, С.С. Разработка методов интерпретации результатов дистанционного магнитометрического обследования трубопроводов /С.С. Гуськов // Научно-практическая конференция «Актуальные вопросы проектирования объектов добычи и транспорта газа». Материалы конференции. - Нижний Новгород: ОАО «Гипрогазцентр», 2013. - С. 13 -14.

газовой промышленности». Тезисы докладов. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2013. - С. 18.

[А10]. Гуськов, С.С. Использование результатов дистанционных магнитометрических обследований трубопроводов для определения положения кольцевых сварных швов / С.С. Гуськов, Е.А. Спиридович, В.В. Мусонов // V международная научно-техническая конференция «Газотранспортные системы: настоящее и будущее». Тезисы докладов. -М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - С. 127.

[All]. Гуськов, С.С. Особенности изменения магнитного поля на поверхности грунта при изменении внутреннего давления в подземном трубопроводе / С.С. Гуськов, В.В. Мусонов, С.В. Савченков // IX международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт - 2013». Материалы конференции. - Уфа: УГНТУ, 2013. - С. 49 - 51.

[А 12]. Гуськов, С.С. Экспериментальная проверка дистанционного магнитометрического метода поиска кольцевых сварных швов подземных трубопроводов / С.С. Гуськов // V международная молодежная научно-практическая конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность». Тезисы докладов. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - С. 72.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

УТВЕРЖДАЮ

нерального директора центр» профессор

Р.В. Агиней

>> Нилх)^ 2013 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича «Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 -Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, использовались при разработке нормативных документов, регламентирующих процесс проведения дистанционного магнитометрического контроля подземных трубопроводов, а также процесс обработки результатов контроля. На основании результатов, изложенных в диссертации, разработаны, утверждены и введены в действие следующее стандарты организации ОАО «Гипрогазцентр»:

- СМК-ТД 08 «Методика интегральной оценки поврежденности участков подземных трубопроводов на основе магнитометрических измерений с поверхности грунта»;

- СМК-ТД 09 «Методика определения положения кольцевых сварных швов подземных трубопроводов на основе магнитометрических измерений с поверхности грунта»;

- СМК-ТД 10 «Методика локализации участков подземных трубопроводов с аномальными значениями намагниченности металла».

Данные нормативные документы используются в подразделениях Центра прочности, надежности и диагностики трубопроводов и технических устройств ОАО «Гипрогазцентр», занимающихся диагностикой технического состояния подземных трубопроводов.

Начальник >,

Центра прочности, надежности и диагностию^---"^^

трубопроводов и технических устройств Т ^.Л. Карнавский

Начальник сектора НИОКР Центра прочности, надежности и диагностики трубопроводов и технических устройств

У В.В. Мусонов

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе ^7И@<е^родского государственного л^^Й^Й^^ого университета

И/

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича «Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 -Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, а именно:

- метод расчета усредненной намагниченности участков подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта, позволяющий проводить поиск участков с аномальными значениями намагниченности,

- метод поиска кольцевых сварных швов подземного трубопровода по результатам наземного магнитометрического обследования,

- метод расчета погрешностей измерения компонент постоянного магнитного поля трубопровода, связанных с позиционированием трехкомпонентных датчиков в точках измерения

включены в материалы лекций по дисциплинам «Диагностика объектов транспорта и хранения нефти и газа» и «Техническая диагностика нефтегазтранспортных систем», которые входят в учебные программы подготовки соответственно бакалавров и магистров по направлению 131000 - «Нефтегазовое дело» на кафедре «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. Эффект внедрения - повышение уровня знаний студентов по соответствующим разделам учебной программы.

И.о. заведующего кафедрой .

«Проектирование и эксплуатация

газонефтепроводов и газонефтехранилищ», дя^- _____^---?.В . Агиней

Доцент кафедры

«Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», к.т.н.

А.Ю. Михалев

All!

'ерального директора »Нижний Новгород» H.H. Мальцев 2013 г.

УТВЕРЖДАЮ

о внедрении результатов диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Гуськова Сергея Сергеевича «Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 -Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, а именно:

- метод поиска посторонних ферромагнитных предметов, расположенных на меньшей глубине, чем трубопровод;

- метод расчета усредненной намагниченности участков подземного трубопровода по результатам измерения магнитного поля на поверхности грунта, позволяющий проводить поиск участков с аномальными значениями намагниченности;

- метод поиска кольцевых сварных швов подземного трубопровода по результатам наземного магнитометрического обследования;

- метод интегральной оценки поврежденности участков подземных трубопроводов на основе магнитометрических измерений с поверхности грунта,

использовались при проведении работ по наземному магнитометрическому обследованию участка магистрального газопровода «Уренгой-Центр 1» в районе 2454 - 2457 км (эксплуатирующая организация ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород», Сеченовское ЛПУМГ). Работы проводились в период с 05 марта по 07 июня 2013 г. Выполненные работы позволили провести интегральную оценку поврежденности обследованного участка газопровода, а также определить положение кольцевых сварных швов на местности по результатам наземных магнитометрических измерений без вскрытия трубопровода.

Начальник производственного отдела по эксплуатации газопроводов

Начальник производственного отдела защиты от коррозии

А.Н. Воробьев