[實(shí)用新型]一種管道泄漏監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820122923.4
• 申請日: 2008-09-27
• 公開（公告）號: CN201273457Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立坤;熊敏;譚東杰;艾慕陽;王洪超;周恒彰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;G01M3/28
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 金 杰;任清漢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是一種管道泄漏監(jiān)測裝置。涉及聲波的測量、測量流體壓力和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管道泄漏不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會造成環(huán)境污染、人員的傷亡等，及時發(fā)現(xiàn)管線事故并排除事故是安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此建立可靠的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，對管線提供連續(xù)不間斷的檢測，在實(shí)際的安全生產(chǎn)具有越來越重要的意義。近年來，管線泄漏監(jiān)測及定位問題越來越受到人們的重視。

中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?9107241.3及200410019451.6的文件公開了基于靜態(tài)壓力即負(fù)壓波技術(shù)的管道泄漏監(jiān)測方法。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00710097721.9的文件公開了基于動態(tài)低頻技術(shù)的泄漏監(jiān)測方法。其所揭示的是根據(jù)采集的動態(tài)壓力信號來判斷管道泄漏事件的發(fā)生。以上專利在其專利申請文件中都做了具體介紹，在此不再闡述。

受現(xiàn)場工藝操作如調(diào)閥、加壓、起停泵等噪聲的干擾，單獨(dú)使用基于動態(tài)壓力或靜態(tài)壓力的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)都存在誤報(bào)率較高的問題。而無論是動態(tài)壓力傳感器還是傳統(tǒng)的壓力靜態(tài)壓力傳感器，反映的都是泄漏信號的部分特征，因此，對兩種傳感器信號進(jìn)行聯(lián)合分析，可得到關(guān)于泄漏的更多的信息。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種可靠、準(zhǔn)確的管道泄漏監(jiān)測裝置。

本實(shí)用新型提供的泄漏監(jiān)測方法是通過安裝在管道首、末端的動態(tài)和靜態(tài)壓力傳感器檢測管道中泄漏引起的沿管道傳播的動態(tài)壓力聲波和靜態(tài)壓力聲波信號來判斷泄漏，并根據(jù)聲波傳播到管道首、末端的時間差確定漏點(diǎn)位置。

具體是在管道首、末端各安裝一套動態(tài)壓力傳感器1a、1b和靜態(tài)壓力傳感器2a、2b，將該動態(tài)壓力傳感器1a、1b和靜態(tài)壓力傳感器2a、2b測到的聲波信號分別經(jīng)過數(shù)據(jù)采集裝置3a、3b處理，取出泄漏信號；同時采用全球定時系統(tǒng)GPS確定泄漏聲波信號傳到監(jiān)測管段兩端的時間；將采集的時間相加減后乘以聲波在介質(zhì)中的傳播速度可以對泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位。

利用聲波檢測方法有兩種方法來進(jìn)行檢測，即測量動態(tài)壓力和靜態(tài)絕對壓力。采用動態(tài)壓力傳感器1a、1b測量動態(tài)壓力的方法比采用常用的壓力變送器測量絕對壓力的負(fù)壓波方法有著較高的靈敏度，因?yàn)椋贺?fù)壓波法利用壓力變送器的絕對壓力信號進(jìn)行泄漏檢測，壓力變送器反映的是管道的運(yùn)行壓力，通常泄漏引起的壓力變化僅占壓力變送器量程的一小部分。而動態(tài)壓力傳感器1a、1b直接測量的是管道壓力的動態(tài)變化，通過適當(dāng)調(diào)整，動態(tài)壓力傳感器1a、1b可以盡可能地反映管道泄漏引起的壓力變化。因此，基于動態(tài)壓力傳感器1a、1b的管道泄漏監(jiān)測比基于壓力變送器的管道泄漏監(jiān)測具有更高的靈敏度。當(dāng)然，對于壓力變化緩慢的場合，采用壓力變送器可以檢測出壓力的改變，而動態(tài)壓力傳感器則不一定有反應(yīng)。

本管道泄漏監(jiān)測裝置如圖1所示，裝置由基站和中心站裝置兩部分組成，中心站一般為一個裝置，基站則根據(jù)管道情況由若干個組成。以下以安裝在管道首、末端中一個端的基站a為例予以說明。

基站部分包括動態(tài)壓力傳感器1a、靜態(tài)壓力傳感器2a、數(shù)據(jù)采集傳輸裝置3a、GPS全球定時系統(tǒng)；中心站部分由中心計(jì)算機(jī)和GPS組成。一般是在管線的每個管道站點(diǎn)設(shè)置一個基站，中心站則對整條管線的基站進(jìn)行管理。在所監(jiān)測管段的首、末端基站中各安裝一套動態(tài)壓力傳感器1a和靜態(tài)壓力傳感器2a，傳感器輸出信號通過控制電纜傳到數(shù)據(jù)采集傳輸裝置3a，數(shù)據(jù)采集裝置3a可以為數(shù)據(jù)采集卡+計(jì)算機(jī)的方式或數(shù)據(jù)采集單元+遠(yuǎn)程傳輸單元(RTU)等方式。在實(shí)施安裝時，傳感器安裝在輸油站的工藝區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)采集傳輸裝置安裝在站控室內(nèi)。基站與中心站裝置4的連接方式由各輸油站之間的通信方式?jīng)Q定，基站通過合適的通信方式將有效數(shù)據(jù)傳輸給中心站計(jì)算機(jī)，由中心站裝置4的計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷處理，如有泄漏則發(fā)出聲光報(bào)警并定位。

安裝在管道首、末端的基站裝置采集壓力信號，即由安裝在管道首、末端的各一組動態(tài)壓力傳感器1a和靜態(tài)壓力傳感器2a同時測量監(jiān)測管段兩端的動態(tài)壓力和靜態(tài)壓力，將實(shí)時采集的動態(tài)壓力和靜態(tài)壓力數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)采集傳輸裝置3a，數(shù)據(jù)采集傳輸裝置3a將信息傳輸?shù)街行恼局行挠?jì)算機(jī)。中心站計(jì)算機(jī)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理來判斷管道是否發(fā)生泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏事件系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警并定位。

基站與中心站裝置4之間的通信方式由管線各輸油站之間的通信方式?jīng)Q定，可以為電話通信、衛(wèi)星通信或光纖通信。GPS確定泄漏聲波信號從泄漏點(diǎn)傳到監(jiān)測管段兩端的時間；數(shù)據(jù)采集傳輸裝置3a同時處理靜態(tài)壓力和動態(tài)壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)壓力變化從而判斷管道內(nèi)可能發(fā)生的泄漏，提高了泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度。

其中：