[實用新型]集成式管道應力監測樁

有效

• 申請號: 201720232285.0
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN206556790U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 田京山;劉朋;紀志軍;李瑾;范振業;劉少宇;王靜;吳洪偉;陸秦;張華東;李闖闖;張玉恒;宋曉芳;杜小蕓;劉春見
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程設計有限公司
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本實用新型涉及管道應力在線監測技術領域，尤其涉及一種安裝在管道沿線的，用于管道應力監測的現場裝置。

背景技術

長輸管道線路長、管徑大、設計壓力高，管道沿途地形、地質條件異常復雜，山嶺隧道穿越次數多，因此在管道沿線地質災害段采用應力在線監測技術，對管道的本質安全運行具有重要意義。目前常規的做法是不對管道進行在線監測，僅通過人工巡檢或遠端站場監測數據的變化推斷事故的發生。這種方式極易出現誤判，錯過管道治理的最佳時機，導致管道變形破裂，出現重大事故。

目前市場上有不少應力監測設備，但普遍存在以下問題：

1．多是用于路橋、水利設施監測用的通用設備，非專門針對長輸管道開發，適用性較差；

2．每個截面布置傳感器較少，無法求出真正的管道最大應力點和最大應力值；

3．監測設備需要電力、通信等依托條件，環境適應性差，不適合管道野外使用；

4．未考慮防盜措施，易受人為破壞。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種適用于長輸管道的集成式應力監測設備，測量應力準確，無需外供電和通信依托，具有偽裝和防盜功能，適合管道野外惡劣工況使用。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種集成式管道應力監測樁，包括：主控制器、智能采集模塊和應力傳感器；

所述應力傳感器，與所述智能采集模塊連接，安裝在管道外側上部，用于對管道應力進行監測采集，每個管道監測截面上至少布置3個以上所述應力傳感器；

所述智能采集模塊在所述主控制器調度下，完成所述應力傳感器的數據采集，并傳輸給主控制器；

所述主控制器與數個智能采集模塊連接，每個智能采集模塊與1個管道監測截面上的應力傳感器連接以采集該管道監測截面上的應力數據。

優選的，在管道的每個監測截面上布置5個所述應力傳感器，所述應力傳感器每隔45°均勻分布。

優選的，所述主控制器與1個管道監測截面上的應力傳感器直接連接以采集該管道監測截面上的應力數據。

優選的，所述集成式管道應力監測樁，還包括：通信模塊；所述主控制器通過所述通信模塊將采集的數據統一上傳。

優選的，所述通信模塊為GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊。

優選的，所述集成式管道應力監測樁，還包括：太陽能供電模塊用于提供電能。

優選的，所述集成式管道應力監測樁，還包括：仿線路樁外殼。

優選的，主控制器、通信模塊、太陽能供電模塊設置在一種仿線路樁外殼內；智能采集模塊設置在另一種仿線路樁外殼內。

本實用新型的管道監測截面采用5點式傳感器布置，可計算出管道線性形變區的最大環向應力和軸向應力，根據最大應力值進行報警；本實用新型采用集成式設計，無外供電和通信依托，微功耗運行（平均功耗小于1W），可選GPRS或北斗通信；本實用新型采用仿線路樁外殼設計，具有良好的偽裝和防盜功能，本實用新型適應惡劣工況：-30~60℃，防護等級IP67。

附圖說明

圖1為本實用新型集成式管道應力監測樁一實施例傳感器布置方案示意圖。

圖2為本實用新型集成式管道應力監測樁組成的監測系統結構的一實施例示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

本實用新型可安裝在管道附近，經應變和應力的轉換計算，實時在線測量管道的受力情況。在管道受力的線性區就可以進行報警，提示操作者提前處理，避免事故發生。同時將采空區、滑坡等地質災害對管道的影響及處理措施，從過去定性和半定量分析為主的“模糊決策”提升為完全定量化的“精確決策”，具有很好的應用前景。總之，本實用新型具有結構簡單靈活、實用性強、測量準確、造價低等特點。

本實用新型集成式管道應力監測樁可完成對應力傳感器的數據采集和通信傳輸，采用模塊式結構，包括主控制器、智能采集模塊、GPRS通信模塊、北斗通信模塊、太陽能供電模塊和仿線路樁外殼。這些模塊可以自由組合成兩種基本型式：

一是由主控制器、通信模塊、太陽能供電模塊和仿線路樁外殼組成主控制器監測樁；

二是由智能采集模塊和仿線路樁外殼組成采集器監測樁。

根據通信支撐情況通信模塊可選擇GPRS通信模塊和／或北斗通信模塊。