一种输油管道容积核算方法及装置与流程

本发明涉及输油管道技术领域，具体涉及一种输油管道容积核算方法及装置。

背景技术：

一般管道容积采用内截面积与管道长度的乘积累计叠加的方式来进行计算，这种计算方法要求掌握各管段准确内径及长度。输油管道建设施工过程中，由于地理环境等因素的影响，导致实际输油管道长度、变径点位置等数据无法与设计数据保持一致，甚至存在较大差异，无法明确实际各个管段准确长度。另外，输油管道多为埋地管道，且沿途存在穿跨越等情况，无法通过现场勘探来获得各个管段长度。因此，输油管道容积无法采用内截面积与长度乘积的方式进行计算，而需采取新的方法来核算。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种输油管道容积核算方法及装置，本发明能够在无法明确管道实际长度及内径等数据的情况下，核算输油管道的容积。

第一方面，本发明提供了一种输油管道容积核算方法，包括：

s1、选取待核算容积管道的首站储油罐作为容积计算罐，记录首站储油罐的当前液位l1；

s2、开启所述首站储油罐的出口阀门，将首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态，同时将预设量的气体示踪剂注入待核算容积管道；

s3、根据所述待核算容积管道的设计长度及所述待核算容积管道内的油品流速，估算所述气体示踪剂到达待核算容积管道的末站的时间t1；

s4、根据s3估算出的气体示踪剂到达所述待核算容积管道的末站的时间t1，从t1-t0时间开始在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，以确保不会错过所述气体示踪剂的监测，t0＞0；

s5、当在所述待核算容积管道的末站监测到所述气体示踪剂时，关闭首站储油罐的出口阀门，待首站储油罐液位稳定后，记录此时首站储油罐的液位l2；

s6、利用与首站储油罐对应的罐容对照表，将s1和s5得到的液位l1、l2转化为首站储油罐的容积v1、v2，获取v1和v2之差，其中，v1和v2之差即为待核算容积管道的容积。

进一步地，所述气体示踪剂为高电子亲和力、化学惰性且无毒的气体。

进一步地，所述气体示踪剂为六氟化硫sf6。

进一步地，采用气体示踪剂注入系统将预设量的气体示踪剂注入所述待核算容积管道，所述气体示踪剂注入系统安装在所述待核算容积管道的首端位置。

进一步地，采用气体示踪剂监测系统在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，所述气体示踪剂监测系统安装在所述待核算容积管道的末站，所述末站具有油样采集端口。

进一步地，所述气体示踪剂监测系统为与所述气体示踪剂配套的色谱仪，所述色谱仪具备自动连续采样分析功能，所述色谱仪的灵敏度与所述待核算容积管道内的流动油品性能无关。

第二方面，本发明还提供了一种输油管道容积核算装置，包括：油罐阀门控制装置、气体示踪剂注入系统、气体示踪剂监测系统、液位测量设备和计算系统；其中，所述气体示踪剂注入系统安装在待核算容积管道的首端位置；所述气体示踪剂监测系统安装在所述待核算容积管道的末站；

所述液位测量设备用于在首站储油罐将油品注入待核算容积管道前记录首站储油罐的当前液位l1；

所述油罐阀门控制装置用于控制开启所述首站储油罐的出口阀门，使得首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态；

所述气体示踪剂注入系统用于在所述油罐阀门控制装置控制开启所述首站储油罐的出口阀门，使得首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态的同时，将预设量的气体示踪剂注入待核算容积管道；

所述计算系统用于根据所述待核算容积管道的设计长度及所述待核算容积管道内的油品流速，估算所述气体示踪剂到达待核算容积管道的末站的时间t1；

所述气体示踪剂监测系统用于从t1-t0时间开始在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，以确保不会错过所述气体示踪剂的监测，t0＞0；

所述油罐阀门控制装置还用于在所述气体示踪剂监测系统监测到所述气体示踪剂时，控制关闭所述首站储油罐的出口阀门；

所述液位测量设备还用于在所述油罐阀门控制装置关闭所述首站储油罐的出口阀门且待首站储油罐液位稳定后，记录此时首站储油罐的液位l2；

所述计算系统还用于利用与首站储油罐对应的罐容对照表，将所述液位测量设备得到的液位l1、l2转化为首站储油罐的容积v1、v2，并计算v1和v2之差，其中，v1和v2之差即为待核算容积管道的容积。

进一步地，所述气体示踪剂为高电子亲和力、化学惰性且无毒的气体。

进一步地，所述气体示踪剂为六氟化硫sf6。

进一步地，所述气体示踪剂监测系统为与所述气体示踪剂配套的色谱仪，所述色谱仪具备自动连续采样分析功能，所述色谱仪的灵敏度与所述待核算容积管道内的流动油品性能无关。

由上述技术方案可知，本发明提供的输油管道容积核算方法及装置，在无法明确管道实际内径及管道实际长度等数据的情况下，可以较为简单地核算出管道容积，为管道的安全运行提供数据支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的输油管道容积核算方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的输油管道容积核算装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例提供了一种输油管道容积核算方法，参见图1，该方法包括如下步骤：

步骤101：选取待核算容积管道的首站储油罐作为容积计算罐，记录首站储油罐的当前液位l1。

在本步骤中，可以采用液位测量设备获取首站储油罐的当前液位l1。

步骤102：开启所述首站储油罐的出口阀门，将首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态，同时将预设量的气体示踪剂注入待核算容积管道。

在本步骤中，可以理解的是，随着首站储油罐内的油品注入待核算容积管道内，气体示踪剂随着油流从管道首端流至管道末端，其中，气体示踪剂在管道内流动过程中，首站储油罐内油品持续注入管道。

步骤103：根据所述待核算容积管道的设计长度及所述待核算容积管道内的油品流速，估算所述气体示踪剂到达待核算容积管道的末站的时间t1。

步骤104：根据步骤103估算出的气体示踪剂到达所述待核算容积管道的末站的时间t1，从t1-t0时间开始在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，以确保不会错过所述气体示踪剂的监测，t0＞0。

在本步骤中，t0为一预设的时间提前量，其值可以根据经验或实际管道情况推知。例如步骤103估算出的气体示踪剂到达所述待核算容积管道的末站的时间t1为14：00，则为确保不会错过所述气体示踪剂的监测，最好在12：00或13：00开始在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂。

步骤105：当在所述待核算容积管道的末站监测到所述气体示踪剂时，关闭首站储油罐的出口阀门，待首站储油罐液位稳定后，记录此时首站储油罐的液位l2。

在本步骤中，可以采用气体示踪剂监测系统在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，所述气体示踪剂监测系统安装在所述待核算容积管道的末站，所述末站具有油样采集端口，所述气体示踪剂监测系统通过末站的油样采集端口监测所述气体示踪剂。

在本步骤中，可以采用液位测量设备获取首站储油罐的液位l2。例如，当液位测量设备接收到气体示踪剂监测系统发送的提醒信号(用于提醒监测到气体示踪剂的信号)后，关闭首站储油罐的出口阀门，待首站储油罐液位稳定后，开始测量此时首站储油罐的液位l2。

步骤106：利用与首站储油罐对应的罐容对照表，将步骤101和步骤105得到的液位l1、l2转化为首站储油罐的容积v1、v2，获取v1和v2之差，其中，v1和v2之差即为待核算容积管道的容积。

在本步骤中，例如上述步骤101获取的l1为19.12m，上述步骤105获取的l2为11.88m，则利用与首站储油罐对应的罐容对照表，得出19.12m液位对应容积v1为96234.5m³，11.88m液位对应容积v2为59957.4m³，v1和v2二者之差为36277.1m³，则36277.1m³即为该段管道的容积。其中，与首站储油罐对应的罐容对照表可以通过实验标定的方式获知，也可以过查阅相关资料的方式获知。

在本实施例中，可以理解的是，随着首站储油罐内的油品注入待核算容积管道内，气体示踪剂随着油流从管道首端流至管道末端，气体示踪剂在管道内流动过程中，首站储油罐内油品持续注入管道；当气体示踪剂到达管道末端时，首站储油罐输出油品均已置于管道内，则首站储油罐输出油品容积则为该管道容积。

由上面记载的方案可知，本发明实施例提供的输油管道容积核算方法，在无法明确管道实际内径及管道实际长度等数据的情况下，可以较为简单地核算出管道容积，为管道的安全运行提供数据支撑。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂为高电子亲和力、化学惰性且无毒的气体。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂为六氟化硫sf6。

在一种可选实施方式中，采用气体示踪剂注入系统将预设量的气体示踪剂注入所述待核算容积管道，所述气体示踪剂注入系统安装在所述待核算容积管道的首端位置。

在一种可选实施方式中，采用气体示踪剂监测系统在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，所述气体示踪剂监测系统安装在所述待核算容积管道的末站，所述末站具有油样采集端口。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂监测系统为与所述气体示踪剂配套的色谱仪，所述色谱仪具备自动连续采样分析功能，所述色谱仪的灵敏度与所述待核算容积管道内的流动油品性能无关。

为了更好的理解本发明，下面结合具体实例来对本发明的内容进行进一步的阐述，但本发明不仅仅局限于下面的实例。

例如，对于某原油管道，已知设计长度200km，中间有一个变径点，管径分别为529mm和508mm，由于实际施工地理环境等因素影响，无法知晓该管道的实际长度及变径点位置，其中，管道首站储油罐的体积为10万m³。

对于该原油管道来说，其管道容积的具体核算步骤如下：

①选取首站10万m3的储油罐作为管容计算罐，利用储油罐配备的液位检测设备测量储罐当前液位l1为19.12m。

②采用sf6气体作为气体示踪剂，开启储油罐出口阀门，流量为800m³/h，同时将sf6气体示踪剂注入管道。

③管道的设计长度为165km，测量计算出管道内流体流速均值为1.01m/s，因此估算出气体示踪剂到达管道末站所需时长为45.4小时。

④在油罐出口阀门开启的第43个小时，即在步骤③计算出的45.4个小时的基础上提前了2.4小时，开启置于末站的气体示踪剂监测系统，以确保不会错过所述气体示踪剂的监测。这里可以采用色谱仪对sf6气体进行监测。

⑤当色谱仪检测出sf6时，关闭首站储油罐的出口阀门，待首站储油罐液位稳定后，首站记录储油罐当前液位l2为11.88m。

⑥利用该储油罐的罐容对照表，得出19.12m液位对应容积为96234.5m³，11.88m液位对应容积为59957.4m³，二者之差36277.1m³则为该段管道的容积。

由该实例可看出，本发明的输油管道容积核算方法，在无法明确管道内径及管道长度等数据的情况下，可以较为简单的核算出管道容积，为管道的安全运行提供数据支撑。

本发明另一实施例提供了一种输油管道容积核算装置，参见图2，该装置包括：油罐阀门控制装置21、气体示踪剂注入系统22、气体示踪剂监测系统23、液位测量设备24和计算系统25；其中，所述气体示踪剂注入系统22安装在待核算容积管道的首端位置；所述气体示踪剂监测系统23安装在所述待核算容积管道的末站；

所述液位测量设备24用于在首站储油罐将油品注入待核算容积管道前记录首站储油罐的当前液位l1；

所述油罐阀门控制装置21用于控制开启所述首站储油罐的出口阀门，使得首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态；

所述气体示踪剂注入系统22用于在所述油罐阀门控制装置控制开启所述首站储油罐的出口阀门，使得首站储油罐内的油品注入待核算容积管道并使待核算容积管道内油流处于紊流状态的同时，将预设量的气体示踪剂注入待核算容积管道；

所述计算系统25用于根据所述待核算容积管道的设计长度及所述待核算容积管道内的油品流速，估算所述气体示踪剂到达待核算容积管道的末站的时间t1；

所述气体示踪剂监测系统23用于从t1-t0时间开始在所述待核算容积管道的末站监测所述气体示踪剂，以确保不会错过所述气体示踪剂的监测，t0＞0；

所述油罐阀门控制装置21还用于在所述气体示踪剂监测系统23监测到所述气体示踪剂时，控制关闭所述首站储油罐的出口阀门；

所述液位测量设备24还用于在所述油罐阀门控制装置21关闭所述首站储油罐的出口阀门且待首站储油罐液位稳定后，记录此时首站储油罐的液位l2；

所述计算系统25还用于利用与首站储油罐对应的罐容对照表，将所述液位测量设备24得到的液位l1、l2转化为首站储油罐的容积v1、v2，并计算v1和v2之差，其中，v1和v2之差即为待核算容积管道的容积。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂为高电子亲和力、化学惰性且无毒的气体。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂为六氟化硫sf6。

在一种可选实施方式中，所述气体示踪剂监测系统为与所述气体示踪剂配套的色谱仪，所述色谱仪具备自动连续采样分析功能，所述色谱仪的灵敏度与所述待核算容积管道内的流动油品性能无关。

本发明实施例所述的输油管道容积核算装置可以用于执行上述实施例所述的输油管道容积核算方法，其原理和技术效果类似，此处不再详述。

在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。