[發明專利]一種天然氣管道冰堵定位方法及系統

有效

• 申請號: 201911418189.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113124322B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李小彤
• 申請（專利權）人: 北京裕榮眾聯科技有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;G01S17/06;G01V8/24
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 秦力軍

1.一種天然氣管道冰堵定位方法，其特征在于，所述方法包括：

根據天然氣管道的相鄰的第一閥室和第二閥室之間的管內壓力差，對所述第一閥室和所述第二閥室之間的天然氣管道是否存在冰堵進行預判；

在預判所述第一閥室和所述第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵時，在天然氣管道的第一閥室中安裝監控主機和連接通信光纜的首端的首端模塊，在與所述第一閥室相鄰的天然氣管道的第二閥室中安裝連接所述通信光纜的末端的末端模塊，以由所述首端模塊、所述通信光纜和所述末端模塊形成光回路，其中，所述通信光纜是沿天然氣管道埋設在天然氣管道附近的；

所述監控主機向所述光回路發出光檢測信號，并接收所述光回路返回的第一光信號和第二光信號，以通過所述通信光纜檢測天然氣管道發生冰堵引起的管道震動；

所述監控主機對所述第一光信號的振幅、時間、頻率、能量、重復性和連續性進行分析，確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道是否存在冰堵；

所述監控主機在確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵時，通過計算所述第一光信號和所述第二光信號的時間差，確定天然氣管道冰堵定位；

其中，所述監控主機通過引導光纖連接所述首端模塊；所述通信光纜包括第一、第二、第三光纖，所述監控主機包括激光器、第一探測器和第二探測器；所述監控主機向所述光回路發出光檢測信號，并接收所述光回路返回的第一光信號和第二光信號包括：所述監控主機利用其激光器向所述首端模塊發出光檢測信號，以便所述首端模塊對所述光檢測信號進行分光，并將分光得到的兩路分光信號分別傳送至第一和第二光纖，以及將從第一和第二光纖返回的光信號進行合光，并將合光得到的第一光信號傳送至所述監控主機；所述監控主機利用其第一探測器探測所述首端模塊傳送的所述第一光信號；所述監控主機利用其第二探測器探測所述首端模塊傳送的第二光信號，所述第二光信號是所述末端模塊將來自第一和第二光纖的光信號進行合路后得到并經由第三光纖傳送至所述首端模塊的。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，從第一和第二光纖返回的光信號是受擾動而產生的干涉信號，所述監控主機對所述第一光信號的振幅、時間、頻率、能量、重復性和連續性進行分析，確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道是否存在冰堵包括：

所述監控主機在所述第一光信號的振幅是高級、中級、低級中的中級，時間是長時間、中時間、短時間中的長時間，頻率是高級、中級、低級中的中級，能量是高級、中級、低級中的中級，具有重復性和連續性時，確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述監控主機對所述第一光信號的振幅、時間、頻率、能量、重復性和連續性進行分析，確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道是否存在冰堵包括：

所述監控主機根據所述第一光信號的振幅、時間、頻率、能量、重復性和連續性，建立擾動事件模型，并根據所述事件模型，確定引起擾動的事件類型是否是所述第一和第二閥室之間的天然氣管道冰堵事件。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述監控主機在確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵時，通過計算所述第一光信號和所述第二光信號的時間差，確定天然氣管道冰堵定位包括：

所述監控主機根據其第一探測器探測到所述第一光信號的時間和其第二探測器探測到所述第二光信號的時間，確定探測到所述第一光信號和所述第二光信號的時間差；

所述監控主機根據光通路的總長度以及探測到所述第一光信號和所述第二光信號的時間差，確定天然氣管道冰堵定位。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，通過以下公式確定天然氣管道冰堵定位：

L1＝(L-V△t)/2

其中，L1是擾動點到第一探測器的距離，L是光通路的總長度，V是光在光纖中的傳輸速度，△t是探測到所述第一光信號和所述第二光信號的時間差。

6.一種天然氣管道冰堵定位系統，其特征在于，所述系統包括：

沿天然氣管道埋設在天然氣管道附近的通信光纜；

監控主機，安裝在天然氣管道的第一閥室中；

首端模塊，安裝在天然氣管道的第一閥室中，連接所述通信光纜的首端；

末端模塊，安裝在與所述第一閥室相鄰的天然氣管道的第二閥室中，連接所述通信光纜的末端；

其中，在根據天然氣管道的相鄰的第一閥室和第二閥室之間的管內壓力差，預判所述第一閥室和所述第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵時，在所述第一閥室中安裝監控主機和連接通信光纜的首端的首端模塊，在所述第二閥室中安裝連接所述通信光纜的末端的末端模塊，以由所述首端模塊、所述通信光纜和所述末端模塊形成光回路；

其中，所述監控主機向所述光回路發出光檢測信號，并接收所述光回路返回的第一光信號和第二光信號，以通過所述通信光纜檢測天然氣管道發生冰堵引起的管道震動，然后對所述第一光信號的振幅、時間、頻率、能量、重復性和連續性進行分析，確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道是否存在冰堵，并在確定所述第一和第二閥室之間的天然氣管道存在冰堵時，通過計算所述第一光信號和所述第二光信號的時間差確定天然氣管道冰堵定位；

其中，所述監控主機通過引導光纖連接所述首端模塊；所述通信光纜包括第一、第二、第三光纖；所述監控主機包括激光器、第一探測器和第二探測器；所述監控主機向所述光回路發出光檢測信號，并接收所述光回路返回的第一光信號和第二光信號包括：所述監控主機利用其激光器向所述首端模塊發出光檢測信號，以便所述首端模塊對所述光檢測信號進行分光，并將分光得到的兩路分光信號分別傳送至第一和第二光纖，以及將從第一和第二光纖返回的光信號進行合光，并將合光得到的第一光信號傳送至所述監控主機；所述監控主機利用其第一探測器探測所述首端模塊傳送的所述第一光信號；所述監控主機利用其第二探測器探測所述首端模塊傳送的第二光信號，所述第二光信號是所述末端模塊將來自第一和第二光纖的光信號進行合路后得到并經由第三光纖傳送至所述首端模塊的。