[發明專利]數字孿生驅動的天然氣管道積液-腐蝕預測系統

在審

• 申請號: 202211516898.9
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115879293A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 肖勁光;閔海鵬;賈春龍;廖澤輝;李曉莉;劉慶;溫佛鵬;史澤洋;楊展玉;魏利平
• 申請（專利權）人: 陜西省天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01C9/00;G01C5/00;G16C20/10;G16C20/80;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種數字孿生驅動的天然氣管道積液?腐蝕預測系統，包括孿生模型構建模塊、數字孿生模型在線更新模塊、管道積液?腐蝕預測模塊和可視化模塊；所述孿生模型構建模塊為根據天然氣管道的數據信息構建的數字孿生模型；所述數字孿生模型在線更新模塊用于更新孿生模型構建模塊；所述管道積液?腐蝕預測模塊用于管線積液判斷以及預測管線腐蝕情況；所述可視化模塊用于實時顯示孿生模型構建模塊的自身數據及其輸出數據、顯示管線形狀并標識危險段，輔助決策模塊對危險段設置檢測方案。該數字孿生驅動的天然氣管道積液?腐蝕預測系統，可以用于監控預測天然氣管道的積液、腐蝕問題。

技術領域

本發明屬于天然氣管道技術領域，具體涉及一種數字孿生驅動的天然氣管道積液-腐蝕預測系統。

背景技術

隨著社會的不斷發展，天然氣已經在我國城市得到了廣泛使用，目前在城市的各處已經廣泛鋪設了天然氣管道，但是天然氣管道在長期使用后容易產生積液和發生腐蝕，因此需要對其進行監控，以及時發現天然氣管道發生的積液和腐蝕現象，方便進行快速維護處理。但是沒有暫未有高效的系統對其進行監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種數字孿生驅動的天然氣管道積液-腐蝕預測系統，用于解決監控預測天然氣管道的積液、腐蝕問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種數字孿生驅動的天然氣管道積液-腐蝕預測系統，包括孿生模型構建模塊、數字孿生模型在線更新模塊、管道積液-腐蝕預測模塊和可視化模塊；所述孿生模型構建模塊為根據天然氣管道的數據信息構建的數字孿生模型；所述數字孿生模型在線更新模塊用于更新孿生模型構建模塊；所述管道積液-腐蝕預測模塊用于管線積液判斷以及預測管線腐蝕情況；所述可視化模塊用于實時顯示孿生模型構建模塊的自身數據及其輸出數據、顯示管線形狀并標識危險段，輔助決策模塊對危險段設置檢測方案。

作為本發明的一種優選的技術方案，所述孿生模型構建模塊包含物理信息空間、框架模塊、先驗知識模塊和沉積-腐蝕模型；所述物理信息空間基于北斗CGSS數據采集與監視系統以及天寶Dini03水準儀采集管線高程數據、目標管道物理屬性數據和氣體組分數據構建，為反映管道機理、數理邏輯的數據空間；所述框架模塊為基于天然氣管道運行動態特征構建的天然氣管道數字孿生一般框架，包括天然氣管道數字孿生的定義、組成、屬性、相互關系以及模型搭建步奏以及關鍵評價指標；所述先驗知識模塊添加天然氣管道涉及的顯性和隱形先驗知識，包括領域知識、標準、積液影響、腐蝕因素；所述沉積-腐蝕模型是根據物理信息空間搭建的管道積液預測模型和腐蝕預測模型，模型輸出為篩查的積液管道及腐蝕速率。

作為本發明的一種優選的技術方案，所述數字孿生模型在線更新模塊基于最新物理信息數據，在線更新物理信息空間的數據以及孿生模型構建模塊的結構和參數。

作為本發明的一種優選的技術方案，所述管道積液-腐蝕預測模塊包括樣本數據獲取模塊和積液-腐蝕預測模塊；所述樣本數據獲取模塊配置數據采樣頻率，采集北斗CGSS數據采集與監視系統以及天寶Dini03水準儀采集管線高程數據；所述積液-腐蝕預測模塊采用LP-ICDA模型進行積液判定，判斷管線積液狀況，采用CO2腐蝕模型，預測管線腐蝕狀況。

作為本發明的一種優選的技術方案，所述可視化模塊包括危險段顯示模塊和輔助決策模塊；危險段顯示模塊實時顯示管道物理空間數據及數字孿生體輸出數據，將數值轉化為圖表進行可視化顯示；輔助決策模塊：根據腐蝕速率配置檢測方案，采用內腐蝕預檢測方法，確定開挖檢測方案，并實施反饋檢測結果更新。

本發明的有益效果是：本發明的一種數字孿生驅動的天然氣管道積液-腐蝕預測系統，可以根據天然氣管道的信息構建孿生模型構建模塊并通過數字孿生模型在線更新模塊監測到的信息實時對孿生模型構建模塊進行更新，進而結合管道積液-腐蝕預測模塊和可視化模塊完成對天然氣管道內積液、腐蝕情況的預測，以便對其進行有效維護。

附圖說明