При проведении диагностических и ремонтных работ на трубопроводах (нефтепроводах, газопроводах, продуктопроводах и т.д.), приходится многократно пропускать вместе с перекачиваемой средой по трубам очистные скребки (поршни), диагностические приборы - профилемеры, ультрасканы и другие внутритрубные устройства.

При этом всегда возникает проблема – как отследить с поверхности земли, под слоем грунта, если трубопровод зарыт, положение внутритрубного устройства в трубе. Особенно это важно в случае, когда внутритрубное устройство останавливается (застревает) на препятствиях и перекрывает трубопровод.

Оснащать внутритрубные устройства обычным радиопередатчиком бесполезно, так как металлические стенки трубопровода полностью экранируют радиосигналы.

В настоящее время существует несколько методов сопровождения и регистрации внутритрубных объектов.

1. Акустический метод

На поверхности, над трубопроводом устанавливается чувствительный микрофон и производится прослушивание звуков, создаваемых движущимся в трубопроводе объектом. Этот метод относительно прост в реализации, но точность определения местоположения объекта весьма невелика.

К достоинствам этого метода следует отнести возможность обнаруживать движение внутритрубного объекта на больших расстояниях – до нескольких километров.

Акустические приборы рекомендуется использовать совместно с приборами, использующими другие методы обнаружения в качестве средства предварительного обнаружения подхода внутритрубного объекта к точке контроля.

2. Радиационный метод

На внутритрубном объекте устанавливается радиоактивный изотоп, а с поверхности, с помощью счетчика Гейгера производится регистрация радиоактивного излучения от этого изотопа.

Метод надежен и взрывобезопасен. Позволяет обнаруживать объект на довольно больших расстояниях (десятки метров) и с высокой точностью. Радиоактивное излучение хорошо проходит через металл, грунт и воду.

Однако при работе с радиоактивными изотопами требуется, чтобы обслуживающий персонал имел допуск для работы с изотопами и имел специальную защиту (спецодежда и пр.), поэтому радиационный метод применяется в исключительных случаях.

3. Магнитный метод

На внутритрубном объекте устанавливаются мощные постоянные магниты. Постоянное магнитное поле слабо экранируется металлической стенкой трубопровода.

Конструкция магнитов и определенный способ установки их на объекте позволяет получить напряженность магнитного поля, достаточную для обнаружения этого поля чувствительным магнитным приемником на расстоянии до нескольких метров от трубопровода в статическом режиме, когда объект неподвижен, и более десяти метров в динамическом режиме – когда объект с постоянными магнитами движется в трубопроводе, а приемник неподвижен и находится над трубопроводом.

К достоинствам метода следует отнести отсутствие энергопотребления постоянными магнитами, простоту реализации и взрывобезопасность.

К недостаткам – сложность и низкую вероятность обнаружения остановившегося (неподвижного) внутритрубного объекта с постоянными магнитами, так как величина напряженности магнитного поля на поверхности над трубопроводом очень сильно меняется в зависимости от расстояния до объекта и порой бывает сравнима с остаточной намагниченностью трубопровода от магнитных дефектоскопов.

Поэтому данный метод рекомендуется к применению только для регистрации прохождения движущихся внутритрубных объектов.

4. Электромагнитный метод

При этом методе используется свойство переменного магнитного поля, изменяющегося с низкой частотой (от единиц до нескольких десятков герц), проникать сквозь металлические стенки трубопровода и грунт с незначительными потерями, что позволяет обнаруживать это переменное магнитное поле с помощью чувствительных приемников.

Создание переменного магнитного поля производится с помощью электромагнитного генератора (трансмиттера), основным элементом которого является катушка индуктивности с сердечником (антенна).

Использование кварцевой синхронизации частот генератора электромагнитного поля и магнитного приемника позволяет обеспечить уверенный прием даже очень слабого сигнала от внутритрубного электромагнитного генератора, что, в свою очередь, позволяет создавать конструкцию передатчика с небольшими габаритами и обеспечивать большой ресурс его работы с минимальным количеством элементов питания.

В связи с тем, что во внутритрубном передатчике используются элементы электрического питания и электромагнитная катушка большой индуктивности, метод этот сам по себе не является взрывобезопасным. При его реализации необходимо с помощью схемотехнических и конструктивных решений обеспечивать взрывозащищенность приборов и, прежде чем приступать к работе с ними на реальном трубопроводе, обязательно сертифицировать на взрывозащищенность.