[B] (11) UTLEGNINGSSKRIFT JVn 139984 NORGE [NO] (51) Int. Ci. 2 G Ol N 23/00, G 01 M 3/00, G 01 V 5/00 STYRET FOR DET INDUSTRIELLE RETTSVERN (21) Patentsøknad nr. (22) lnngitl (23j Løpedag 763137 14.09.76 14.09.76 (61) Tillegg til patent nr. 138892 (søknad nr. 761710) (41) Ålment tilgjengelig Ira 15. 03. 78 (44) Søknaden utlagt, utlegningsskrift utgitt 05.03.79 (30) Prioritet begjært Ingen. (54) Oppfinnelsens benevnelse Framgangsmåte og måleanordning til å kontrollere understøttelse og/eller tildekning av en rørledning for olje eller gass. (71)(73) Søker/Palenlha ver INSTITUTT FOR ATOMENERGI, Postboks 40, 2007 Kjeller. (72) Oppfinner JOHN BLESSUM DAHL, Skedsmokorset, JOHNNY SCHATVETj Fetsund, KRISTIAN SKARSVAG, Li. (74) Fullmektig (56) Anførte publikasjonar Ingen.
1 139984 Oppfinnelsen aigår en framgangsmåte og en måleanordning til å kontrollere hvordan en olje- eller gassledning ligger i havbunnen. Fra patent 138.892 er det kjent å kontrollere understøttelse og/eller tildekning av en rørledning for olje eller gass som er plassert ved tunnen av en vannformasjon, særlig på havbunnen, der en måleanordning drives fram gjennom rørledningen av olje- eller gass-strømmen og måleanordningen omfatter minst én strålingsdetektor som måler den naturlige radioaktivitet rundt rørledningen og der gjentatte gangers målinger av den naturlige radioaktivitet sammerilignes med før målte verdier for naturlig radioaktivitet i respektive vann og understøttende og/eller tildekkende materialer. Tellehastigheten til detektoren er mål på radioaktiviteten i det volumet som detektorene ser, og når tellehastigheten blir integrert over små tidsintervaller, dannes det en profil som er en funksjon av utmålt distanse. En slik profil kan etableres når ledningen er kommet i drift, og senere målinger kan vise om forandringer i profilen er inntrådt. Ifølge foreliggende oppfinnelse er en framgangsmåte til å kontrollere understøtteise og/eller tildekning av en rørledning for olje eller gass som er plassert ved bunnen av en vannformasjon, særlig på havbunnen, der en måleanordning drives fram gjennom rørledningen av olje- eller gass-strømmen som angitt i patent 138.892 karakterisert ved at den naturlige radioaktivitet rundt rørledningen måles ved hjelp av mer enn én strålingsdetektor som har ulike posisjoner i samme radiale snitt gjennom rørledningen, hvor strålingsdetektorene har en fast relativ posisjon radialt i forhold til rørledningens akse og anisotropier i den naturlige radioaktiviteten rundt rørledningen finnes ved at strålingsdetektorenes telleresultater sammenlignes innbyrdes. Ved framgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det ikke nødvendig å etablere en telleprofil som funksjon av utmålt distanse når ledningen er kommet i drift. Ved å utnytte en symmetrisk plassering av strålingsdetektorene i forliold til rørledningens akse ved sammenligning mellom detektorenes telleresultater er det mulig direkte å få ojplysninger om understøttelse og/eller tildekning også når referansemålinger for en fullt tildekket ledning ikke foreligger.
139984 2 En måleanordning til utførelse av framgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at den har ett eller flere sett med fire strålingsdetektorer som har tilnærmet samme telle-effektivitet og der detektorene i hvert sett er plassert perifert på måleanordningen symmetrisk om respektive horisontal- og vertikalplan gjennom måleanordningens akse. Ifølge et trekk ved oppfinnelsen er måleanordningen plassert i rørledningen slik at anordningens akse tilnærmet faller sammen med rørledningens akse. Ifølge nok et trekk er måleanordningen utformet tilnærmet symmetrisk om horisontal- og vertikalplanet gjennom måleanordningens akse. Ifølge ytterligere et trekk er måleanordningen for stabilisering forsynt med et under anordningens tyngdepunkt opphengt loddlignende arrangement. for tellerne. Det loddlignende arrangement må ikke plasseres slik at det skjermer Hensikten med den symmetriske utforming og det loddlignende arrangement som kan utformes på for øvrig vilkårlig og velkjent måte er å hindre dreiing av måleanordningen. Framgangsmåten ifølge oppfinnelsen er blitt undersøkt ved hjelp av en matematisk modell som gjør det mulig å avgjøre om statistisk signifikante resultater kan bli oppnådd i typiske tilfeller for en viss lengde av rørledningen. Resultater av beregningene er vist i figurene der figur 1 og 2 gir kurver over gammastrålingsintensiteten, figur 3 og It viser anisotropier i tellehastighetene til de forskjellige strålingsdetektorene, og figur 5 og 6 viser korrelasjonskvotienter mellom de samme tellehastighetene. Den matematiske modellen for å beregne intensiteten i en måleanordning som er plassert inne i en ledning beskrevet i patent 138.892 er for dette formålet modifisert slik at intensiteten kan beregnes for en vilkårlig høyde i forhold til havbunnen. Resultater av disse beregningene er vist i figur 1 o 2 som viser gammastrålingsintensiteten (uttrykt som gammastråler pr. cm pr. s) uten betongkappe i detektor-posisjonene; ned (N), opp(o) og venstre (eller høyre) (V) som funksjon av høyden av rørledningens akse i forhold til havbunnen. Kildestyrken i sedimentet i havbunnen S vq = 1,0 gammastråler/(cm^ s). Figur 2 viser gammastrålingsintensiteten (uttrykt som gammastråler pr. cm 2 pr. s) med betongkappe i posisjonene: ned (N), opp (0) og venstre (eller høyre) (Y) fra sjøbunnen og fra betongkappen (stiplet linje). Kildestyrkene i sediment og betongkappe er = S yl = 1,0 gammastråler/(cm -s). Understøttelse respektive tildekning av rørledningen kan uttrykkes i form av anisotropier i den naturlige bakgrunnsstrålingen. Ned-opp anisotropien er definert som
3 1-39984 - (» - 0) (N + 0) ' og på samme måte er ned-venstre anisotropien definert som. = (M - i(v + H)) TlV (N + 5 (V + H)) og venstre-opp anisotropien definert som A _ U(V+ H) - 0) vo (J(V + H) + 0)» der K, 0, V og H er antall tellinger i et visst tidsintervall i henholdsvis ned-, opp-, venstre- og høyre- detektorer i settet. Figur 3 viser tellehastighetens anisotropier A^, og A^ uten betongkappe som funksjon av høyden (nedre del). I øvre del av figuren er summen av tellinger i nedre og øvre detektor i settet vist som opptrukne kurver og i høyre og venstre detektor som stiplede kurver. De tynt opptrukne respektive stiplede kurvene viser en pålitelighetsgrense på 99»7W for en telletid på 8 s. Kildestyrken S vo = 1,2 gammastråler/(cm 3, s). Figur k viser de tilsvarende anisotropier med betongkappe. Kildestyrkene S = S = 1,2 gammastråler/(cm 3»s). Alternativt kan understøttelse respektive tildekning av rørledningen uttrykkes i form av en korrelasjonskvotient. Vi definerer korrelasjonskvotienten r - (N - i(v + H)) NVN0 ~ (N - 0) Mens anisotropiene er avhengige av kildestyrkene i sediment og betong, (se fig. og 4), er korrelasjonskvotienten i tilfelle mekanisk og elektronisk symmetri uavhengig av kildestyrkene innenfor de statistiske feilgrensene og er bare avhengig av geometriske faktorer (se fig. 5 og 6), Korrelasjonskvotienten C^^q som en funksjon av høyden er vist i nedre del av figur 5 (uten betongkappe) og i figur 6 (med betongkappe). Standardavviket som en funksjon av høyden er vist i øvre del for to
139984 k kildestyrker i figur 5 og for fire kombinasjoner av kildestyrker (S yo ; S^) i figur 6. Posisjon A (rørledningen såvidt dekket i sjøbunnen) kan skilles fra posisjon B (rørledningen med aksen i høyde med sjøbunnen) siden posisjon A har en lavere ned-venstre anisotropi enn posisjon B og posisjonene C (rørledningen liggende på sjøbunnen) og D (rørledningen liggende over sjøbunnen) kan skilles fra posisjon A siden de har lavere venstre-opp anisotropi enn posisjon'a. Korrelasjonskvotienten er uavhengig av kildestyrkene og er tilnarmet en lineær funksjon av herden av aksen til rørledningen i forhold til sjøbunnen i et område lik radius til rørledningen over og \uider sjøbunnen.
5 1399 W PATENTKRAV 1. Framgangsmåte til å kontrollere understøttelse og/eller tildekning av en rørledning for olje eller gass som er plassert ved bunnen av en vannformas jon, særlig på havbunnen, der en måleanordning drives fram gjennom rørledningen av olje- eller gass-strømmen som angitt i patent 138.892 k arakterisert ved at den naturlige radioaktivitet rundt rørledningen måles ved hjelp av mer enn en strålingsdetektor som har ulike posisjoner i samme radiale snitt gjennom rørledningen, hvor strålingsdetektorene har en fast relativ posisjon radialt i forhold til rørledningens akse og anisotropier i den naturlige radioaktiviteten rundt rørledningen finnes ved at strålingsdetektorenes telleresultater sammenlignes innbyrdes. 2. Måleanordning til utførelse av framgangsmåten ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at den har ett eller flere sett med fire strålingsdetektorer som har tilnærmet samme telle-effektivitet og der detektoren' i hvert sett er plassert perifert på måleanordningen symmetrisk om respektive horisontal- og vertikalplan gjennom måleanordningens akse. 3- Måleanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den er plassert i rørledningen slik at anordningens akse tilnærmet faller sammen med rørledningens akse. Måleanordning ifølge krav 2-3, karakterisert ved at den er utformet tilnærmet symmetrisk om horisontal- og vertikalplanet gjennom måleanordningens akse. 5. Måleanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den for stabilisering er forsynt med et under anordningens tyngdepunkt opphengt loddlignende arrangement.
ULIO "JD J8]DJ SDUJUJD6) 139984 836
139984 837
5000 r 139984 ^ 3000-60 -A0-20 0 20 AO Hoyde (cm) 60 80 FIGUR 3.
FIGUR L 1 39984
FIGUR 5. 139984'.
139984 Hoyde (cm) FIGUR 6.