[發明專利]基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法及系統

在審

• 申請號: 201711114217.5
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107940245A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 劉翠偉;李玉星;胡其會;方麗萍;王武昌;敬華飛;王雅真;梁杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G01M3/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 董雪

技術領域

本發明屬于氣液混輸管道聲波法泄漏監測技術領域，尤其涉及一種基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法及系統。

背景技術

目前用于油氣管道泄漏定位的方法有很多，其中聲波法具有諸多優勢，是目前研究的熱點，傳統聲波法需要將傳感器安裝在管道兩端，然后通過求解聲速和聲波到達管道兩端的時間差實現泄漏的準確定位。國內外研究大都是基于聲速以及兩個傳感器時間差的定位方法進行的,如果將傳感器安裝在一端，就沒法計算時間差，或者時間差非常小，不能完成定位。因此，針對傳感器單點安裝研究較少。

根據調研，現階段國內外涉及聲波法的油氣管道泄漏定位方法的專利主要有：

現有技術公開了一種流體管道泄漏檢測定位方法，該方法在被測管道上至少設置有兩個傳感裝置，兩個傳感裝置之間間隔一定距離，且兩個傳感裝置能夠同時對兩個方向上的管道聲振動進行感應，進而通過求解兩個傳感裝置兩個方向上共四個信號之間的時間差對泄漏進行定位。

現有技術公開了一種基于聲波幅值的油氣管道泄漏定位方法，該方法采用經過小波分析處理后得到低頻段聲波幅值來進行泄漏檢測和定位，建立了泄漏聲波在油氣管道介質內的傳播模型，提出了一種不考慮聲速及時間差的泄漏定位方法。

上述技術公開的對油氣管道泄漏定位的實現更多的是依靠傳感器在管道兩端布置針對氣液單相管線進行監測，具體表現為：傳感器安裝在氣液單相管道兩端，泄漏聲波信號傳播到管道兩端并被采集處理進而進行定位；

上述方法均是在待測管道兩端同時安裝傳感器，也沒有考慮到對于氣液分層流管道泄漏位置的定位，目前針對氣液混輸管道還沒有見到相關專利，因為管道內部同時存在氣液兩相時，聲速是不確定的，沒法進行定位。

另外，在待測管道兩端同時安裝傳感器，增加了采樣點設置密度，增大了安裝成本，這都降低了聲波法推廣的可行性和適用性。

為解決以上問題，提出了基于單點雙傳感器的泄漏定位方法，進而對氣液分層流管道泄漏進行定位，降低投資，增加聲波法現場應用的可行性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法，旨在解決現階段傳感器必須安裝在管道兩端且目前聲波法更多用于單相管道的問題，增加聲波法的可行性和適用性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法，包括以下步驟：

步驟一：分別采集待測管道一端同一點的液體傳播的聲波和氣體傳播的聲波；

步驟二：求取上述兩種聲波的傳輸時間差；

步驟三：分別根據采集到的待測管道內部氣體傳播的聲波在所述氣體介質中的聲速、待測管道內部液體傳播的聲波在所述液體介質中的聲速以及兩種聲波的傳輸時間差，對待測管道泄漏位置進行定位。

進一步地，所述步驟三中，對待測管道泄漏位置進行定位的方法具體為：

其中，c₁為聲波在氣體介質中傳播的聲速，c₂為聲波在液體介質中傳播的聲速。

本發明公開了一種基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位系統，包括：

安裝在待測管道一端同一點的分別用于采集待測管道內部液體傳播的聲波和氣體傳播的聲波的傳感器；

用于求取采集到的兩種聲波的傳輸時間差的裝置；

用于根據采集到的待測管道內部氣體傳播的聲波在所述氣體介質中的聲速、待測管道內部液體傳播的聲波在所述液體介質中的聲速以及兩種聲波的傳輸時間差，對待測管道泄漏位置進行定位的裝置。

進一步地，所述的用于采集待測管道內部液體傳播的聲波的傳感器安裝在底部，用于采集待測管道內部氣體傳播的聲波的傳感器安裝在頂部。

進一步地，所述的對待測管道泄漏位置進行定位的裝置，根據公式：對待測管道泄漏位置進行定位；

其中，c₁為聲波在氣體介質中傳播的聲速，c₂為聲波在液體介質中傳播的聲速。

本發明有益效果

本發明提供的基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法，通過建立的待測管段基于單點雙傳感器的泄漏定位公式，能夠對氣液分層流管道的泄漏進行定位，提高了聲波法的可行性和適用性。本發明方法簡單，操作方便，較好的解決了現階段傳感器必須兩端布置以及聲波法更多用于氣液單相管道的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的基于單點雙傳感器的氣液分層流管道泄漏定位方法的步驟圖；