一种可拆卸式管道泄漏检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及油气储运管道设备领域，尤其涉及一种可拆卸式管道泄漏检测装置及其检测方法。

背景技术：

输油管道在运行一段时间后，受各种因素的影响，不可避免地发生各种泄漏事故，造成巨大的经济损失，环境破坏和资源浪费。为了及时进行事故判别和定位，减少泄漏造成的损失，这种泄漏的及早发现与准确定位是当前油气输送管线泄漏检测技术的难题。按照ap1rp180~2007的划分，液体管道的泄漏监测方法可以分为外部检漏法和内部检漏法。外部检漏法是利用安装在管道外边的检测器，直接检测漏到管外的输送液体或其挥发气体，达到检漏目的。内部检漏法是指检测泄漏对管道运行参数造成的影响，如流体压力、流体流量的变化来确定是否发生泄漏。而传统的泄漏检测方法往往结构复杂，计算量大，不能很好的检测管道泄漏，因此急需一种简便的检测装置对管道泄漏进行检测。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决油气储运储运过程中管道泄漏不易被发现，并且泄漏位置难以确定的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可拆卸式管道泄漏检测装置，包括壳体，所述壳体内设有泄漏检测结构和辅助检测结构，所述泄漏检测结构包括泄漏检测管、汇流罩、弹性波纹管、支撑立柱、压力弹簧及压力传感器，所述泄漏检测管与管道固定连接，所述泄漏检测管上方设有弹性波纹管，所述泄漏检测管内设有汇流罩，所述汇流罩与所述弹性波纹管连接，所述弹性波纹管顶端连接支撑立柱，所述支撑立柱上套有压力弹簧，所述压力弹簧的顶端连接压力传感器，所述压力传感器固定在壳体上，所述辅助检测结构包括金属探环、传感弹簧和信号传输器，所述金属探环置于管道内，所述金属探环的顶部连接传感弹簧，所述传感弹簧顶端连接信号传输器，所述信号传输器固定在壳体上，所述金属探环用于测量管道内流体的温度和流速。

优选的，所述管道上开有螺纹孔，所述泄漏检测管下部的外侧设有螺纹，所述泄漏检测管通过螺纹固定在所述管道上。

优选的，所述泄漏检测管还通过扇形固定片与所述管道固定连接，所述扇形固定片上设有供泄漏检测管穿过的通孔，所述扇形固定片上还设有螺丝孔，所述扇形固定片通过螺丝和螺丝孔与管道固定连接。

优选的，所述泄漏检测结构有两个，两个泄漏检测结构对称布置与壳体内，所述辅助检测结构位于两个泄漏检测结构之间。

优选的，所述金属探环是圆环形状，并且边缘与管道紧密贴合。

优选的，所述弹性波纹管两端密封且内部充满液体，且弹性波纹管具有良好的收缩性。

优选的，所述压力弹簧的允许变形量为0-600mm，压力弹簧采用不锈钢材质。

优选的，所述金属探环外包裹有耐腐蚀材料，所述汇流罩由耐腐蚀材料制成，并且能够承受较大冲击力。

用上述可拆卸式管道泄漏检测装置的检测方法，管道中的流体对弹性波纹管产生压力，再通过支撑立柱和压力弹簧将压力传递给压力传感器，从而测得管道中的流体压力，再根据压力计算出流量，通过流量的变化情况来判断管道的泄漏情况，同时通过金属探环获取管道内流体的温度以及流速变化，通过传感弹簧将信号传输至顶部的信号传输器中，转化为具体的数值变化，作为辅助判断。

优选的，管道中的流量计算公式为，式中,q为流量，r为管半径，p的压力,ρ为液体密度。

本发明的有益效果是：

1、将管道内的流体的流量、速度、压力等工况变化通过传感器转化成具体的数值变化来检测管道泄漏，并且方便工作人员监测。

2、压力弹簧有效地缓解了管道内流体对装置的冲击力，减轻了装置固定的压力，使装置牢固地固定在管道上。

3、壳体内的压力弹簧与支撑立柱为对称双侧布置，可以有效地缓解压力，并且压力传感器数值更加准确。

4、弹性波纹管的设置使得压力弹簧和支撑立柱的运动更加灵活，并且缓解了一部分压力。

5、可利用金属探环感知管道内温度以及流量的变化，作为辅助判断方法。

6、本发明装置简单，便于安装，不会对管道产生破坏和影响。

7、本发明可以重复拆装，在不同管道预留安装位置，检测不同管段的泄漏情况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是泄漏检测管的结构示意图；

图3是扇形固定片的结构示意图。

附图标记列表：

1-管道；2-扇形固定片；3-泄漏检测管；4-汇流罩；5-弹性波纹管；6-壳体；7-支撑立柱；8-压力弹簧；9-压力传感器；10-信号传输器；11-传感弹簧；12-金属探环；13-螺纹；14-螺丝孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1至3所示，一种可拆卸式管道泄漏检测装置，包括壳体6，壳体6内设有泄漏检测结构和辅助检测结构，泄漏检测结构包括泄漏检测管3、汇流罩4、弹性波纹管5、支撑立柱7、压力弹簧8及压力传感器9，泄漏检测管3下部的外侧设有螺纹13，用来将泄漏检测管3拧进管道1之中。泄漏检测管3上端连接有弹性波纹管5，弹性波纹管5内部装有一汇流罩4，弹性波纹管5与汇流罩4之间严格密封。弹性波纹管5上端与支撑立柱7相连，支撑立柱7上环绕有压力弹簧8。压力弹簧8与压力传感器9相连。壳体6内对称分布有两个泄漏检测结构，壳体中间设有一传感弹簧11，传感弹簧11顶部与信号传输器10相连，底部与金属探环12相连。金属探环12与管道1紧密贴合，放置于管道1内。泄漏检测管3与管道1通过扇形固定片3进一步固定连接，泄漏检测管3与扇形固定片2通过焊接方式连接。扇形固定片上开有螺丝孔14，用来将装置固定在管道上。

本例中，弹性波纹管5两端密封且内部充满液体，且弹性波纹管5具有良好的收缩性。压力弹簧8的允许变形量为0-600mm，压力弹簧8采用不锈钢材质。金属探环12外包裹有耐腐蚀材料，汇流罩4由耐腐蚀材料制成，并且能够承受较大冲击力。压力传感器9与信号传输器10具有较高的灵敏度。

本装置的工作原理及检测方法如下：

本装置通过泄漏检测管3上的螺纹13将泄漏检测管旋进待测管道之中，同时利用扇形固定片2通过螺丝孔14将泄漏检测管3进一步固定，缓解管道内流体引起的轴向力，并且实现重复拆装。汇流罩4通过承受管道1内流体的冲击力，将冲击力转化为弹性波纹管5与压力弹簧8的变形量，并通过压力传感器9转化为具体数值变化。当管道1未发生泄漏时，汇流罩4受到的挤压力处于平衡状态，压力弹簧8与弹性波纹管5也处于动态平衡状态。当管道1发生泄漏时，管道内流量变小，弹性波纹管5内部的汇流罩4受到的冲击力将变小，此时弹性波纹管5的受到的挤压力变大，压力弹簧8的变形量变小，支撑立柱7顶部的压力传感器9通过感知压力弹簧8受到的压力的变化获取数值变化，并且传输至控制室，以便观察检测。

壳体中间的传感弹簧11与金属探环12相连，金属探环12为圆环形，放置于管道1之中，并且与管道1紧密贴合，获取管道1内流体的温度以及流速变化，通过传感弹簧11将信号传输至顶部的信号传输器10中，转化为具体的数值变化，作为辅助判别工具。具体的辅助判别方法为，管道未发生泄漏，管道内流量和温度都是基本稳定的。管道发生泄漏，流量和温度都会有波动，流量会减小。对于高温管道，温度会降低，对于低温管道，温度会升高。

以输油管道为例，，式中,q为流量,r为管半径,p的压力,ρ为液体密度，当管道发生泄漏时，在管径不发生改变的情况下，管道内的流量减小，此时流量相对应的压力p随之减小，由此带动弹性波纹管与压力弹簧的变形量减小，最终体现在压力传感器的具体数值中。

以我国最长的原油管道西部原油管道为例。该管道起于乌鲁木齐王家沟首站，止于兰州末站，干线长1858公里，管径813毫米，设计压力8mpa，设计输量2000万吨/年，当该管线发生泄漏时，管道内的流量变小，运行压力会小于8mpa，此时管道内流体对汇流罩的冲击力变小，压力弹簧和弹性波纹管的变形量变小，压力传感器的读数也随之减小。此时本装置就可以很好的体现出管道泄漏情况，该原理也适用于气体管道之中。同样，针对管线的具体情况可以调节压力弹簧，实现不同压力下的管道泄漏监测。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。