Beschreibung

Leitungsanordnung zum Transport einer Flüssigkeit, insbesonde- re Erdöl

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitungsanordnung zum Transport einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit, insbesondere Erdöl, in einer oberirdisch verlegten Rohrleitung transportiert wird.

Bei oberirdisch verlegten, beispielsweise erdölführenden Rohrleitungen (Pipelines) kann das Auftreten einer Leckage zu erheblichen Umweltschaden führen.

Um auch kleine Leckagen möglichst frühzeitig erkennen und auch deren Ort feststellen zu können, ist es daher beispielsweise aus der DE 43 34 550 Al bekannt, unter einer solchen Rohrleitung - in 6 -Uhr-Position - eine Sensoreinrichtung zu verlegen, mit der es möglich ist, aus der Rohrleitung austretende Produktflüssigkeit, zu detektieren und zugleich den Ort der Leckage zu messen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird unterhalb der Rohrleitung ein Winkelprofil verlegt, das als Auffangrinne für die im Falle einer Leckage aus der Rohrleitung austretende Flüssigkeit dient, und in das die Sensoreinrichtung, bei der bekannten Vorrichtung ein elektrisches Sensorkabel, eingelegt wird.

Eine für den Einsatz an solchen Rohrleitungen geeignete Sen- soreinrichtung oder Sensorleitung ist beispielsweise aus der EP 0 175 219 Bl bekannt und besteht aus einem Trägerrohr, das an seiner Außenoberfläche mit einer permeablen Schicht verse-

hen ist, durch die ein aus einer Leckage in der Rohrleitung in die Umgebung der Sensorleitung austretender und zu detektie- render Stoff diffundieren kann. Das Trägerrohr ist für diesen Stoff undurchlässig. Seine Wand ist mit öffnungen versehen, so dass der durch die permeable Schicht hindurchtretende Stoff durch diese öffnungen in das Innere der Sensorleitung gelangen kann. Eine solche Sensorleitung wird auch als Sammelleitung bezeichnet. Mit einem aus der DE 24 31 907 C3 bekannten Verfahren wird dann der Ort ermittelt, an dem der Stoff in die Sensorleitung eingedrungen ist. Dieser Ort entspricht der

Stelle, an der der Stoff aus der überwachten Rohrleitung ausgetreten ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird mit einer an die Sensorleitung angeschlossenen Pumpe der in die Sensorleitung eingedrungene Stoff gemeinsam mit einem in der Sensorlei - tung befindlichen Trägergas einem ebenfalls an die Sensorleitung angeschlossenen Messwertaufnehmer zugeleitet, mit dem der im Trägergas befindliche Stoff nachgewiesen werden kann. Bei bekannter Strömungsgeschwindigkeit kann aus der Zeitspanne zwischen dem Einschalten der Pumpe und dem Eintreffen des Stoffes am Messwertaufnehmer der Ort, an dem der Stoff in die Sensorleitung eindringt, und damit der Leckageort an der Rohrleitung ermittelt werden.

Zur Erfassung und Ortung von Leckagen in Rohrleitungen ist es alternativ oder ergänzend zu der vorstehend genannten, ein Trägergas führenden permeablen Sensorleitung (Sammelleitung) beispielsweise aus der DE 195 35 399 Al oder der DE 101 16 496 Al bekannt, als Sensorleitung einen Lichtwellenleiter einzusetzen, dessen übertragungseigenschaften entweder unmittelbar durch den aus der Rohrleitung austretenden Stoff oder durch eine ihrer Umgebung beim Austritt des Stoffes erzeugten Wärmetönung lokal verändert wird.

Bei der überwachung von Leckagen an oberirdisch verlegten Rohrleitungen, insbesondere Pipelines in Umgebungen, in denen häufig starke Winde auftreten, hat sich jedoch als Problem herausgestellt, dass die aus der Rohrleitung austretende und an ihrem Außenumfang entlang nach unten fließende Flüssigkeit, insbesondere dann wenn es sich um geringe Mengen handelt, mit einer unterhalb der Rohrleitung verlegten Sensorleitung nicht mit hinreichender Sicherheit nachgewiesen werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Lei- tungsanordnung zum Transport einer Flüssigkeit, insbesondere Erdöl, mit einer oberirdisch verlegten Rohrleitung und einer unterhalb dieser angeordneten Sensorleitung anzugeben, bei der der Nachweis einer von der Sensorleitung beabstandeten Leckage auch bei kleinen Leckagemengen verbessert ist.

Die genannte Aufgabe wird gelöst mit einer Leitungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkma- len ist zum Nachweis einer Leckage unterhalb der Rohrleitung eine Sensorleitung angeordnet, die sich entlang der Rohrleitung in deren Längsrichtung erstreckt und in einem an der Rohrleitung fixierten und sich ebenfalls entlang dieser erstreckenden Auffangbehälter an dessen tiefster Stelle ange- ordnet ist, und dessen seitliche, in Längsrichtung verlaufenden Ränder einen Abstand zur Außenoberfläche der Rohrleitung aufweisen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Probleme beim Nachweis kleiner, außerhalb der 6-Uhr-Position aus der

Rohrleitung austretenden Leckagemengen in erster Linie darauf zurückzuführen sind, dass die entlang der Außenoberfläche der

Rohrleitung nach unten fließende Flüssigkeit von der Rohrleitung abtropft, bevor sie die unterhalb der Rohrleitung in 6- Uhr-Position verlegte Sensorleitung erreicht und diese benetzt .

Durch die Verwendung eines Auffangbehälters, in dem die Sensorleitung angeordnet ist und der sich entlang der Rohrleitung erstreckt, wobei dessen seitliche in Längsrichtung verlaufende Ränder einen Abstand zur Außenwand der Rohrleitung aufweisen, tropft die von der Außenoberfläche der Rohrleitung abreißende Flüssigkeit in den Auffangbehälter und fließt in diesem zur tiefsten Stelle ab, an der sich die Sensorleitung befindet.

Die Abmessungen des Auffangbehälters quer zur Längsrichtung der Rohrleitung sind dabei im wesentlichen bestimmt durch die physikalischen Eigenschaften der Außenoberfläche der Rohrleitung und der nachzuweisenden Flüssigkeit, d.h. deren Fließ- und Hafteigenschaften, die die Abreißposition der an der Oberfläche der Rohrleitung nach unten laufenden Flüssigkeit bestimmen.

Auch der Abstand der seitlichen Ränder des Auffangbehälters von der Außenoberfläche der Rohrleitung muss an die physikalischen Eigenschaften von Rohrleitung und Flüssigkeit angepasst werden, um sicherzustellen, dass die entlang der Außenoberfläche der Rohrleitung fließende Flüssigkeit in den zwischen Rohrleitung und Auffangbehälter gebildeten Zwischenraum einfließt und nicht am Rand abtropft.

Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung wird somit erreicht, dass die aus der Rohrleitung bei einer Leckage außerhalb der 6 -Uhr-Position austretende Flüssigkeit auch bei kleinen Lecka-

geraten in Kontakt mit der Sensorleitung tritt und dementsprechend sicher nachgewiesen werden kann.

Da außerdem innerhalb des Auffangbehälters Mittel zum Verrin- gern einer zwischen dem Auffangbehälter und der Außenoberfläche der Rohrleitung quer zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Luftströmung vorgesehen sind, ist der Nachweis von Leckagen, die bei starkem Wind auf der windabgewandten Seite (Leeseite) der Rohrleitung auftreten, möglich, da entlang der Unterseite der Rohrleitung allenfalls eine deutlich verringerte Luftströmung auftreten kann. Eine ausgeprägte Luftströmung innerhalb des Auffangbehälters quer zur Längsrichtung des Rohres würde nämlich dazu führen, dass der Abrisspunkt bzw. die Abrisskante bei starken Querwinden auf der Leeseite durch die aus dem Auffangbehälter zwischen dem leeseitigen Rand und der Rohrleitung ausströmende Luft in eine Zone getrieben wird, die außerhalb des Auffangbehälters liegt. Als derartige Mittel sind alle konstruktiven Maßnahmen geeignet, die den Strömungswiderstand für eine innerhalb des Auffangbehälters auftretende Querströmung verringern, beispielsweise ins Innere des Auffangbehälters sich erstreckende, in Längsrichtung beabstandet und in Querrichtung versetzt zueinander angeordnete Ablenkfahnen. Mit anderen Worten: Innerhalb des Auffangbehälters angeordnete Strömungshindernisse, die derart gestaltet und ange- ordnet sind, dass sie den Transport der bei der Leckage austretenden Flüssigkeit zu tiefsten Stelle des Auffangbehälters nicht behindert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Auffangbehälter ein sich in Längsrichtung erstreckender Kanal zur Aufnahme der Sensorleitung vorgesehen. Dadurch ist eine

definierte Positionierung der Sensorleitung innerhalb des Auffangbehälters möglich.

Insbesondere weist der Kanal im wesentlichen vertikal verlau- fende Seitenwände auf, die mit öffnungen versehen sind und den Auffangbehälter in zwei symmetrisch zur vertikalen Mittenebene der Rohrleitung angeordnete Zonen aufteilt, die die bei einer Leckage aus der Rohrleitung austretende Flüssigkeit zum Kanal leiten, so dass diese durch die öffnungen bis hin zur Sensor- leitung gelangt. Durch diese Seitenwände wird quer zur Längsrichtung ein hoher Strömungswiderstand erzeugt, der das Ausmaß einer Querströmung im Zwischenraum zwischen Auffangbehälter und Rohrleitung signifikant verringert.

Ein besonders hoher Strömungswiderstand wird erzielt, wenn der Kanal an der Rohrleitung anliegt. Hierzu ist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwischen einer Basis des Kanals und der Außenoberfläche der Rohrleitung ein sich in Längsrichtung der Rohrleitung erstreckendes Dichtele- ment eingebracht.

Wenn der Auffangbehälter mit einem die Rohrleitung umschließenden Spannband an dieser befestigt ist, das vorzugsweise durch in den Seitenwänden des Kanals befindliche Aussparungen geführt ist, ist eine einfache und sichere nachträgliche Montage des Auffangbehälters an einer bereits vorhandenen Rohrleitung möglich.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kanal durch eine u-förmige, unten offenen Ausformung im Auffangbehälter gebildet, die an ihrer Unterseite mit einem Bodenteil verschlossen ist, das mit einer RastVerbindung am

Auffangbehälter fixiert ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, in einem ersten Montageschritt den noch nicht mit dem Bodenteil verschlossenen Auffangbehälter an der Rohrleitung zu montieren bevor die Sensorleitung in den Kanal eingelegt wor- den ist, wenn das Spannband durch den Auffangbehälter in einem Abstand von der unteren öffnung im Auffangbehälter geführt ist, der größer ist als der Durchmesser der Sensorleitung. Nach erfolgter Montage des Auffangbehälters kann dann von unten in den Kanal die Sensorleitung eingelegt werden, der dann anschließend durch einfaches Andrücken und Einrasten des Bodenteils verschlossen wird, so dass die Sensorleitung definiert im Kanal einliegt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausfüh- rungsbeispiel der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Leitungsanordnung gemäß der Erfindung in einer schematischen Prinzipskizze,

Fig. 2 die Leitungsanordnung gemäß der Erfindung im Endmonta- gezustand, bei der der Auffangbehälter an der Rohrleitung fixiert ist,

Fig. 3 den Auffangbehälter vor seiner Montage an der Rohrleitung.

Gemäß Fig. 1 umfasst die Leitungsanordnung zum Transport einer Flüssigkeit O eine Rohrleitung 2, an deren Unterseite in 6- Uhr-Position, d.h. in einer vertikal und parallel zur Längsrichtung der Rohrleitung 2, d.h. senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Mittenebene 4 eine Sensorleitung 6 angeordnet ist. Die Sensorleitung 6 ist innerhalb eines an der Rohrleitung 2 angeordneten, im Querschnitt annähernd v-förmigen Auffangbehälters 8 angeordnet und befindet sich dort an dessen

tiefster Stelle. Zwischen den seitlichen Kanten oder Rändern 10 des sich in Längsrichtung der Rohrleitung 2 erstreckenden Auffangbehälters 8 und der Außenoberfläche 12 der Rohrleitung befindet sich ein Spalt 14, durch den die bei der Leckage austretende und entlang der Außenoberfläche 12 fließende Flüssigkeit O, im Beispiel Erdöl, in den Auffangbehälter 8 hinein fließen kann.

In der Figur ist nun eine Situation veranschaulicht, bei der die bei einer Leckage austretende Flüssigkeit O an einem Leckageort L an die Außenoberfläche 12 der Rohrleitung 2 gelangt, der sich in einem oberen Bereich der Rohrleitung 2 innerhalb der 6 -Uhr-Position befindet. Ausgehend von diesem Leckageort L fließt nun die Flüssigkeit 0 auf der Außenober- fläche 12 durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten, wobei die auf die Flüssigkeit ausgeübte Schwerkraft ab Erreichen der 3-Uhr-Position von der Außenoberfläche weg gerichtet ist. Je nach Viskosität und Hafteigenschaften der Flüssigkeit O läuft diese bis zu einem Abtropfpunkt D an der Außenoberfläche 12 entlang, bis die Haftkräfte nicht mehr ausreichen, um die

Flüssigkeit 0 an der Außenoberfläche 12 zu halten. An dieser Stelle tropft die Flüssigkeit 0 von der Außenoberfläche 12 ab und gelangt, wie dies in der Figur veranschaulicht ist, in den Auffangbehälter 8, in dem es dann zur tiefsten Stelle in die 6-Uhr-Position abläuft und die Sensorleitung 6 benetzt.

Die Querabmessungen des Auffangbehälters 8, d.h. der Winkelbereich α bis zu dem hin sich der Auffangbehälter 8 mit seinem Rand 10 erstreckt, hängt von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit 0 und der Außenoberfläche 12 der Rohrleitung 2 ab und ist derart bemessen, dass sichergestellt ist, dass der

Abtropfpunkt D sich innerhalb dieses Winkelbereiches α befindet.

In Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, dass der Auffangbehälter 8 aus einem annähernd v-förmigen Profil 15 aufgebaut ist, das zwei schräg zueinander orientierte Schenkel 16 aufweist, die sich einander gegenüberliegend jeweils ausgehend von einer im Montageendzustand annähernd vertikal ausgerichteten Seitenwand 18 eines zwischen ihnen geformten und im Querschnitt annähernd u-förmigen Kanals 20 spiegelsymmetrisch zur Mittenebene 4 erstrecken. Die Schenkel 16 sind zu den Seitenwänden 18 geneigt und schließen mit diesen jeweils einen spitzen Winkel ein, so dass sich der u-förmige Kanal 20 innerhalb des von den Schenkeln 16 gebildeten v-förmigen Profils 15 befindet.

Die Basis 22 des u-förmigen Kanals 20 ist mit einer in diesen hinein ragenden Ausformung versehen, in die im Montageendzustand ein elastisches Dichtelement 24 eingelegt ist, mit dem die Basis 22 des Kanals 20 dicht an der Außenoberfläche 12 der Rohrleitung 2 anliegt (Fig. 2) .

Gemäß Fig. 2 und 3 teilt der Kanal 20 den Auffangbehälter 8 in zwei symmetrisch zur vertikalen Mittenebene 4 angeordnete Zonen auf, die die bei einer Leckage aus der Rohrleitung 2 austretende Flüssigkeit O zur Sensorleitung 6 leiten. Die Seitenwände 18 des Kanals 20 sind hierzu mit öffnungen 26 versehen, durch die eine auf der Innenseite der Schenkel 16 nach unten entlang laufende Flüssigkeit 0 in das Innere des Kanals 20 eindringt.

Im Montageendzustand (Fig. 2) ist der Kanal 20 an seiner Unterseite mit einem ebenfalls v-förmigen Bodenteil 30 ver-

schlössen, so dass die in ihn durch die öffnungen 26 eindringende Flüssigkeit O nicht nach unten entweichen kann.

Das in Fig. 3 in einem Zustand vor der Endmontage dargestellte leistenförmige Bodenteil 30 ist mit symmetrisch zur Mittenebene 4 angeordneten federnden Rastelementen 32 versehen, die jeweils mit ihren Rastnasen 34 einen in den Seitenwänden 18 angeformten Absatz oder Vorsprung 36 hintergreifen und das Bodenteil 30 formschlüssig am Auffangbehälter fixieren und den Kanal 20 an seiner Unterseite verschließen. Die Rastelemente 32 sind aus dem Bodenteil 30 ausgeformte Laschen, die eine Rast- oder Schnappverbindung mit dem Kanal 20 herstellen. Anstelle eines sich in Längsrichtung der Seitenwände 18 erstreckenden Vorsprungs 36 können in den Seitenwänden 18 auch voneinander beabstandete Vorsprünge oder voneinander beabstan- dete öffnungen vorgesehen sein, die im selben Abstand angeordnet sind wie die Rastelemente 32.

Die Seitenwände 18 des Kanals 20 sind jeweils in vorgegeben Abständen mit einer Aussparung 40 versehen, durch die ein

Spannband 42 hindurchgeführt ist, das die Basis 22 untergreift und die Rohrleitung 2 umschließt, so dass der Auffangbehälter 8 an dieser fixiert ist. Um ein leichteres Einführen des Spannbandes 42 in die Aussparung 40 zu ermöglichen, ist die Basis 22 im Bereich dieser Aussparung 40 unterbrochen, so dass das Spannband 42 unter einen L-förmig abgewinkelten und über die seitliche Aussparung 40 ragenden Vorsprung 46 geführt werden kann.

Aus den Schenkeln 16 sind eine Mehrzahl von Laschen 50 ausgeformt, die senkrecht auf den Schenkeln 16 stehen, in das Inne-

re des Profils 15 zeigen und als Abstandhalter zur Außenoberfläche 12 der Rohrleitung 2 dienen.

Die Montage des Auffangbehälters 8 erfolgt dadurch, dass zu- nächst in die von der Ausformung der Basis 22 gebildete Vertiefung das Dichtelement 24, beispielsweise eine Dichtmasse oder eine elastische Dichtschnur eingebracht wird. Anschließend wird das Profil 15 in 6-Uhr-Position an die Rohrleitung 2 angebracht, das Spannband 42 in die Ausnehmung 46 eingeführt und das Profil 15 an der Rohrleitung 2 fixiert. In diesem

Montagestadium ist der Kanal 20 an seiner Unterseite offen. In diesen Kanal 20 wird nun von unten die Sensorleitung 6 eingeführt, bei der es sich vorzugsweise um eine Sensorleitung handelt, wie sie beispielsweise aus der eingangs zitierten EP 0 175 219 bekannt ist. Nach Einbringen der Sensorleitung 6 wird der Kanal 20 mit dem Bodenteil 30 verschlossen.

Die Seitenwände 18 des Kanals 20, das im wesentlichen nur zum Ausgleich von Unebenheiten in der Außenoberfläche 12 der Rohr- leitung 2 dienende Dichtelement 24 sowie die innerhalb des

Kanals 20 verlegte Sensorleitung bewirken, dass eine seitlich auf die Rohrleitung 2 auftreffenden Luftströmung A nicht durch den Auffangbehälter 8 sondern an dessen Unterseite vorbei geführt wird, wie es in Figur 2 links veranschaulicht ist. Innerhalb des Auffangbehälters 8 ist das Auftreten einer solchen Querströmung signifikant verringert, da die allenfalls kleinen, an der tiefsten Stelle des Auffangbehälters 8 angeordneten öffnungen 26 und die nur in größeren Abständen eingebrachten Aussparungen 40 eine ausgeprägte Querströmung nicht ermöglichen. Eine solche Querströmung wird außerdem durch die im Kanal 20 angeordnete Sensorleitung 6 zusätzlich behindert. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Abtropfpunkt D auf

der windabgewandten Seite nach außen wandert, so dass die auf der Leeseite der Außenoberfläche 12 ablaufende Flüssigkeit O auch bei starken Querwinden in den Auffangbehälter 8 abtropft.