一种输油管道漏油检测监测装置及方法.pdf

本发明公开了一种输油管道漏油检测监测装置及方法，利用输油管道中泄露及堵塞处的液体压力发生变化的现象，在管内投置金属探测球，根据差压压力变化，对管内异常位置进行定位，并实时远程传输压力信号，通过对信号分析实现异常管道的空间定位。本发明实时测试监控的检漏系统，其数据采集具有实效性，可有效地提高泄漏处的发现几率，并增强泄漏点检漏定位的精度；发明外形的改变，减少了原有金属探测球易出现的堵塞停运问题的程度，同时保护压力传感器避免与管壁的碰撞造成损坏，大大降低了成本；按照等时间间隔投球，增加不同球体运行监测的交叉与覆盖，获得多条综合压力轨迹曲线，提高对异常区域的判断准确率。

权利要求书
1.  一种输油管道漏油检测监测装置，其特征在于：包括有金属探测球、基站，所述的金属探测球的外观呈突凹状，金属探测球的外壁上设有橡胶层，金属探测球的橡胶层上一侧设有尾翼；金属探测球中设有主控制器以及与主控制器连接的流体压力自动检测传感系统、GPS空间定位系统、数据信号无线传输系统、温度传感器、惯性制导系统、高精度时钟及供电电池，其中压力自动检测传感系统包括两组差压压力传感器，分布在金属探测球的球体内表面，两组差压压力传感器的取压口分别位于球体的前后和上下对称的位置；GPS空间定位系统对球体的位置进行跟踪与定位，提供相应的位置信息；数据信号无线传输系统利用4G无线传输方式与基站进行通讯；温度传感器测试各测量点的流体温度参数；惯性制导系统在存在金属屏蔽时启动，自动记录金属探测球的姿态位置参数。

2.  一种基于权利要求1的输油管道漏油检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）依据长线输油管道定时投球装置将金属探测球等时间间隔投置入管，金属探测球进行现场数据采集；
（2）通过球体中的差压压力传感器对管道液体中压力进行实时监测，当并绘制出压力曲线；通过GPS空间定位系统实时追踪金属探测球的运行位置，获得各个压力测试点的精确坐标，形成的压力曲线即为不同测试点空间坐标的压力值轨迹；通过数据信号无线传输系统对测试点的数据进行无线传输，监测中心基站可以实时获得管道中不同时间投放球体的压力与轨迹值；
（3）依据设置的金属探测球的投放时间及流速等参数的综合分析，形成整条长线管道压力的监测曲线，进行时间校正后曲线进行叠加处理，压力曲线拐点区域为疑似渗漏点，通过对拐点频域的曲线叠加综合分析，确定泄露位置；
（4）评价压力曲线异常特征：通过差压压力传感器采集数据，利用数值拟合建模方法对采集数据进行处理，获得输油管道中不可控影响及堵塞、泄露异常分布图，结合测试点的空间坐标对监测管道中液体压力值进行三维空间表达，进一步设定压力异常标准进行管道检测解释与预报；具体分析过程包括：1）对管道全空间压力等参数变化曲线进行整理，所获得的数据为：x，y，z，P，T，t，其中x，y，z为金属探测球的球体的空间坐标，P为压力差数据，T为流体温度数据，t为记录时间参数；2）依据正常管道测试结果，对空间位置、地形高差、埋深、弯道、小球材质对信号屏蔽等影响因素进行校正，获得管道液体运动过程中的纯异常压力曲线；3）结合实际输油管道空间位置及岩土特征，确定漏油异常判断标准，提取主要异常并进行精细解释，主要异常为泄露及堵塞，评价管道中异常特征。

说明书一种输油管道漏油检测监测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种输油管道漏油检测监测装置及方法，属于流体安全运输领域。
背景技术：
长线输油管道的运输过程中管道会发生局部的破裂从而引起泄露，给生产带来很大的安全隐患甚至经济损失。目前，胜利油田中对长线输油管道泄漏点位置的判定多采用负压波法和光纤法的组合使用，初步实现了实时监控，但其使用成本高，定位的精确度较差，技术实施不够完善。特别对于老旧的管道，设备投入量巨大，造成不必要的经济负担，不利于技术的推广和应用。
本发明通过改进原有的金属探测球检漏方法技术，利用流体的压力监测球，形成一套实时测试与传输数据的检漏方法和监控系统，不需要改动原有管道便可进一步提高定位的精确性和数据传输判断的时效性。
发明内容：
本发明是利用输油管道中泄露及堵塞处的液体压力发生变化的现象，在管内投置金属探测球，根据差压压力变化，对管内异常位置进行定位，并实时远程传输压力信号，通过对信号分析实现异常管道的空间定位的一种方法和装置。
针对要解决的管道异常问题，本发明采用如下方案：
一种输油管道漏油检测监测装置，其特征在于：包括有金属探测球、基站，所述的金属探测球的外观呈突凹状，金属探测球的外壁上设有橡胶层，金属探测球的橡胶层上一侧设有尾翼；金属探测球中设有主控制器以及与主控制器连接的流体压力自动检测传感系统、GPS空间定位系统、数据信号无线传输系统、温度传感器、惯性制导系统、高精度时钟及供电电池，其中压力自动检测传感系统包括两组差压压力传感器，分布在金属探测球的球体内表面，两组差压压力传感器的取压口分别位于球体的前后和上下对称的位置，直接对流体压力进行监测；GPS空间定位系统可对球体的位置进行跟踪与定位，提供相应的位置信息；数据信号无线传输系统利用4G无线传输方式与基站进行通讯，实时传送点测信息，为数据分析提供基础；温度传感器测试各测量点的流体温度参数；惯性制导系统在存在金属屏蔽时启动，自动记录金属探测球的姿态位置参数。
一种输油管道漏油检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）依据长线输油管道定时投球装置将金属探测球等时间间隔投置入管，金属探测球进行现场数据采集；
（2）通过球体中的差压压力传感器对管道液体中压力进行实时监测，当并绘制出压力曲线；通过GPS空间定位系统实时追踪金属探测球的运行位置，获得各个压力测试点的精确坐标，形成的压力曲线即为不同测试点空间坐标的压力值轨迹；通过数据信号无线传输系统对测试点的数据进行无线传输，监测中心基站可以实时获得管道中不同时间投放球体的压力与轨迹值；
（3）依据设置的金属探测球的投放时间及流速等参数的综合分析，形成整条长线管道压力的监测曲线，进行时间校正后曲线进行叠加处理，压力曲线拐点区域为疑似渗漏点，通过对拐点频域的曲线叠加综合分析，确定泄露位置；
（4）评价压力曲线异常特征：通过差压压力传感器采集数据，利用数值拟合建模方法对采集数据进行处理，获得输油管道中不可控影响及堵塞、泄露异常分布图，结合测试点的空间坐标对监测管道中液体压力值进行三维空间表达，进一步设定压力异常标准进行管道检测解释与预报；具体分析过程包括：1）对管道全空间压力等参数变化曲线进行整理，所获得的数据为：x，y，z，P，T，t，其中x，y，z为金属探测球的球体的空间坐标，P为压力差数据，T为流体温度数据，t为记录时间参数；2）依据正常管道测试结果，对空间位置、地形高差、埋深、弯道、小球材质对信号屏蔽等影响因素进行校正，获得管道液体运动过程中的纯异常压力曲线；3）结合实际输油管道空间位置及岩土特征，确定漏油异常判断标准，提取主要异常并进行精细解释，主要异常为泄露及堵塞，评价管道中异常特征。
本发明的优点是：
1、实时测试监控的检漏系统，其数据采集具有实效性，可有效地提高泄漏处的发现几率，并增强泄漏点检漏定位的精度。
2、发明外形的改变，减少了原有金属探测球易出现的堵塞停运问题的程度，同时保护压力传感器避免与管壁的碰撞造成损坏，大大降低了成本。
3、按照等时间间隔投球，增加不同球体运行监测的交叉与覆盖，获得多条综合压力轨迹曲线，提高对异常区域的判断准确率。
附图说明：
图1为本发明的输油管道漏油检测监测装置系统示意图。
图2为金属探测球内部控制系统示意图。
具体实施方式：
如图1所示，一种输油管道漏油检测监测装置，包括有金属探测球1、基站2，所述的金属探测球1的外观呈突凹状，金属探测球1的外壁上设有橡胶层，金属探测球的橡胶层上一侧设有尾翼；金属探测球1中设有主控制器1.1以及与主控制器1.1连接的流体压力自动检测传感系统1.2、GPS空间定位系统1.3、数据信号无线传输系统1.4、温度传感器1.5、惯性制导系统1.6、高精度时钟1.7及供电电池1.8，其中压力自动检测传感系统1.2包括两组差压压力传感器，分布在金属探测球1的球体内表面，两组差压压力传感器的取压口分别位于球体的前后和上下对称的位置，直接对流体压力进行监测；GPS空间定位系统1.3可对球体的位置进行跟踪与定位，提供相应的位置信息；数据信号无线传输系统1.4利用4G无线传输方式与基站2进行卫星通讯，实时传送点测信息，为数据分析提供基础；温度传感器1.5测试各测量点的流体温度参数；惯性制导系统1.6在存在金属屏蔽时启动，自动记录金属探测球的姿态位置参数。
一种输油管道漏油检测方法，包括以下步骤：
（1）依据长线输油管道定时投球装置将金属探测球等时间间隔投置入管，金属探测球进行现场数据采集；
（2）通过球体中的差压压力传感器对管道液体中压力进行实时监测，当并绘制出压力曲线；通过GPS空间定位系统实时追踪金属探测球的运行位置，获得各个压力测试点的精确坐标，形成的压力曲线即为不同测试点空间坐标的压力值轨迹；通过数据信号无线传输系统对测试点的数据进行无线传输，监测中心基站可以实时获得管道中不同时间投放球体的压力与轨迹值；
（3）依据设置的金属探测球的投放时间及流速等参数的综合分析，形成整条长线管道压力的监测曲线，进行时间校正后曲线进行叠加处理，压力曲线拐点区域为疑似渗漏点，通过对拐点频域的曲线叠加综合分析，确定泄露位置；
（4）评价压力曲线异常特征：通过差压压力传感器采集数据，利用数值拟合建模方法对采集数据进行处理，获得输油管道中不可控影响及堵塞、泄露异常分布图，结合测试点的空间坐标对监测管道中液体压力值进行三维空间表达，进一步设定压力异常标准进行管道检测解释与预报；具体分析过程包括：1）对管道全空间压力等参数变化曲线进行整理，所获得的数据为：x，y，z，P，T，t，其中x，y，z为金属探测球的球体的空间坐标，P为压力差数据，T为流体温度数据，t为记录时间参数；2）依据正常管道测试结果，对空间位置、地形高差、埋深、弯道、小球材质对信号屏蔽等影响因素进行校正，获得管道液体运动过程中的纯异常压力曲线；3）结合实际输油管道空间位置及岩土特征，确定漏油异常判断标准，提取主要异常并进行精细解释，主要异常为泄露及堵塞，评价管道中异常特征。