[發明專利]用于實時增強流體輸運管道的操作的方法和裝置

有效

• 申請號: 200980133107.0
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN102132138A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: K·C·麥克道爾
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚研究工程公司
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本發明涉及用于增強管道的操作的方法和系統。特別地，本發明旨在用于監視管道網絡的操作、響應于失穩的(destabilized)管道操作的不同水平產生警報并響應于該警報而管理管道的操作的實時方法和動態的基于邏輯的系統。特別地，本發明涉及用于基于管道網絡內的感測液壓反應來監視管道并檢測和報告失穩操作事件的方法和基于動態行為的系統，這些失穩操作事件包括但不限于可能的管道裂縫事件。本發明還涉及用于監視響應于感測失穩事件的警報產生的方法和系統。本發明還涉及用于保持管道的穩定操作、監視潛在的失穩事件并精確定位(pinpoint)該潛在的失穩事件的位置以制定充分的補救措施來避免或防止災難性失穩事件(例如，泄漏、裂縫或設備故障)的系統。本發明還涉及用于診斷失穩事件的方法和系統。

背景技術

管道被用于高效地將流體商品從一個場所輸運到另一個場所，并通常跨過很長的距離。管道典型地被監視和控制以確保管道的完整性。這通常是由中央控制中心實現的，在中央控制中心處監視和控制儀器設置和所測量的參數。通過測量各種參數，特別地，流動速率和壓力，可以檢測泄漏。該監視依賴于計算管的內容物(流體)的質量并在一時長內觀察管的內容物是否以指示出在未測量位置處可能通過管道中的裂縫使流體離開管道的方式改變。泄漏對所測量的參數以及由此對計算的管內流體的質量的影響在數學上可與通過裂縫離開管道的流體的質量有關。使用現有的方法，可以在相對短的時長內檢測到大的裂縫。然而，小的裂縫，如果可根本檢測到，需要較長的時長來積累必需的體積不符值(discrepancy)以表明過量的系統測量失衡，這會導致較大量的流體從系統泄漏到周圍環境中。這些系統依賴于均衡算法以確定流體是否在未測量位置處離開管道，從而確定是否存在裂縫。將理解，這些現有技術系統在發生對裂縫的檢測之前需要使足夠體積的流體通過裂縫離開管道。由于推斷性測量系統是平常的且對于液壓波速和在封閉的加壓液壓網絡中的裂縫事件之后后繼分節段減壓相對遲鈍，這可導致在裂縫周圍區域中的顯著的環境影響。

對管道中的內容物的質量的計算易受許多偏差(inaccuracy)(例如，對進入和離開管道的流體的質量的測量的誤差、由管道壁的溫度波動導致的對管內物理空間的改變的不準確了解、以及在管道內的實際溫度和壓力、轉換器校準和/或配置修正的極少了解)的影響。

可以使用通過在可測量位置處檢驗裂縫對流速和壓力的影響的用于大裂縫的現有方法來確定管道裂縫的近似位置。在現有方法下對裂縫的定位易受多種可能的偏差的影響，這些偏差涉及測量系統和輔助設備系統參數確定、配置和校準。當通過裂縫離開的流體的體積下降到管道流速的一小部分時，丟失的流體的影響將下降到用于計算位置的參數的測量精度之下。另外，常用的推斷性的質量測量系統經常工作在儀器操作的非線性區域內，由此降低了泄漏檢測能力。

需要用于快速地檢測并精確地預報管道網絡中的失穩事件的位置的系統和方法。其他人已試圖研發在識別裂縫方面比上述系統更高效地系統，但這些系統僅僅識別泄漏和裂縫而不是識別失穩事件。這些失穩事件可能不是泄漏或裂縫，但卻影響管道的工作。然而，這些系統使所感測的條件與預先識別的已存儲的泄漏分布相比較。這些系統不識別并非泄漏或裂縫的不穩定操作，這些不穩定操作或源頭的位置是所關心的。這些系統不是動態的，因此，這些系統不能充分地響應于管道網絡的操作中的異常改變，這些異常改變并不指示出泄漏或裂縫的存在。

Wall的美國專利5,361,622公開了用于檢測管道中的泄漏的裝置和方法。Wall利用轉換器來測量即時管道壓力。Wall利用計算機來比較在孤立的節點處的以連續預選的且固定的時間間隔測量的壓力的變化速率。計算機使所測量的改變的速率與在該節點處指定的特性中的預選總改變相比較。當所測量的變化速率超過預選的最大總變化時，觸發警報，該警報指示出泄漏或裂縫的可能性。然而，這些最大值不能改變或調整以用于管道操作的變化。Wall沒有在確定泄漏或裂縫的位置方面提供幫助，這是因為其分析具有位置特異性。Wall提供了在管道內的選擇點處的局域或孤立的分析。Wall沒有證實這些變化與在其他節點處發生的任何變化。這種證實的缺失導致假警報的較大可能。