[發明專利]管道堵塞監測系統及其在強干擾下堵塞信號的檢測方法

有效

• 申請號: 201410325606.2
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104100840A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 李清平;王玨;郭路;姚海元;于學文;程兵;盧鍵;秦蕊
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;北京寰宇聲望智能科技有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種管道堵塞監測系統，其特征在于，該系統包括：

一設置在管道首站/末站的低頻音波發射裝置，

一設置在管道首站/末站的傳感器陣列，

一輸入端與所述傳感器陣列連接的數據采集及預處理裝置，

一與所述數據采集及預處理裝置的另一輸入端連接的GPS接收裝置，

一與所述數據采集及預處理裝置的輸出端連接的堵塞監測定位裝置，以及

一與所述堵塞監測定位裝置的輸出端連接的監控終端；

其中，所述低頻音波發射裝置用于向管道內持續發射低頻的發射音波；所述傳感器陣列用于采集所述低頻音波發射裝置發射低頻的發射音波、由所述管道內堵塞點反射回來的反射音波以及外部的干擾音波，并將采集到的發射音波和反射音波傳輸至所述數據采集及預處理裝置；所述GPS接收裝置用于確定發射音波的發射時間和反射音波的反射時間，并將發射時間和反射時間傳輸至所述數據采集及預處理裝置；所述數據采集及預處理裝置對接收到的發射音波和反射音波進行放大、濾波處理，并將處理后的發射音波和反射音波傳輸至所述堵塞監測定位裝置；所述堵塞監測定位裝置用于對被處理后的發射音波和反射音波進行時延估計和堵塞位置計算，然后將計算的堵塞點位置傳輸至所述監控終端，由所述監控終端進行顯示與報警提示。

2.如權利要求1所述的管道堵塞監測系統，其特征在于，所述低頻音波發射裝置由一電磁閥、一電磁閥控制器和一氣源構成；所述氣源設置在所述管道外部并通過設置在管道首站/末站的所述電磁閥與所述管道連通，所述電磁閥控制器控制電磁閥的開啟/關閉。

3.如權利要求1所述的管道堵塞監測系統，其特征在于，所述低頻音波發射裝置采用正壓音波或負壓音波。

4.如權利要求2所述的管道堵塞監測系統，其特征在于，所述低頻音波發射裝置采用正壓音波或負壓音波。

5.如權利要求1或2或3或4所述的管道堵塞監測系統，其特征在于，所述傳感器陣包括若干個沿軸向均勻布置在管道首站/末站內的音波傳感器。

6.一種采用權利要求5所述管道堵塞監測系統實現的在強干擾下堵塞信號的檢測方法，其包括以下步驟：

1)低頻音波發射裝置持續向管道內發射低頻的發射音波，當傳感器陣列接收的干擾音波的幅度值超過其預設的閾值時，管道堵塞監測系統自動轉入陣列信號抗干擾模式，以抑制或消除干擾音波；

2)傳感器陣列將采集到的發射音波和反射音波傳輸至數據采集及預處理裝置，同時GPS接收裝置將發射音波的發射時間和反射音波的反射時間傳輸至數據采集及預處理裝置；

3)數據采集及預處理裝置對接收到的發射音波和反射音波進行放大、濾波處理，并將處理后的發射音波和反射音波傳輸至堵塞監測定位裝置；

4)計算傳感器陣列的最優加權矢量；

5)計算傳感器陣列的最優加權矢量的最大幅度值，當最大幅度值滿足預設的門限時即認為有堵塞信號被檢測；

6)堵塞監測定位裝置根據接收到的發射音波的發射時間和回波信號的反射時間之間的時間差乘以聲速，對堵塞點的堵塞位置進行解算；

7)堵塞監測定位裝置將解算后得到的堵塞點的堵塞位置傳輸至監控終端，由監控終端進行顯示與報警提示。