基于gis的清管器或检测器的运行控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然气输送领域，尤其涉及的是一种天然气管道内清管器的控制方 法。
【背景技术】
[0002] 按照TSGD7003-2010《压力管道定期检验规则-长输（油气）管道》，要求新建管 道应当在投产3年内进行首次包括内检测的管道全面检查，之后根据管道的运行条件、状 况进行周期性的内检测。内检测是检测器在管道内随介质运行并实时采集、记录管道信息， 实现对管道本体变形、内腐蚀的检测。在检测前必须进行清管，在检测过程中对检测器的运 行速度及介质流态的稳定性有严格要求，速度控制在〇. 5-3m/s。因此在内检测过程中合理 控制清管器或检测器的运行速度及时启停支线的调压站很重要。
[0003] 现有清管器或检测器的运行速度的控制有两种方法：（1) 一种是清管器或检测器 自带调速装置实现调速。管道清管器旁通泄流孔可降低其前后压差和速度，利用控制旁通 阀调节旁通流量的原理设计控制调速装置\清管器或内检测器上安装的调速装置实时监 测内检测器的运行速度，并自动准确地调节泄流阀的大小来改变清管器或检测器的运行速 度，使其稳定运行。（2)清管器或检测器无速度自动调节功能，通过调整管段内的供气流量 调整清管器的速度。第一种方法在国外的检测公司应用较多，但检测费用较高，国内很多的 燃气企业难以接受。在本方法中，需通过调整流量实现调节，通常的流量调节是依据按SY/ T6383-1999《长输天然气管道清管作业规程》中第5. 1. 7条的推球流量的计算公式，按预设 的速度进行推球流量的计算。门站按计算的推球流量调节，间接实现球速的控制。
[0004] 上述的第一种方法存在如下技术难点：（1)调速装置能够在一定程度上调节清管 器的流量，降低清管器速度。但当天然气流速过高时，有限的旁通孔径将降低其调速性能。 另外，在下坡段瞬时速度过高时却难以降低清管器速度，故影响其内检测精度。（2)调速装 置的行业标准暂未实施，各管道服务公司因技术保密而难以形成统一标准。（3)调速装置包 含直流电机等元器件，需进行密封、耐压和防爆等安全设计。电机耗电较大，需选择合适的 蓄电池来延长其作业距离。（4)调速装置的旁通能力决定了清管器的效率，应进行调速装置 驱动电机的控制策略优化，以改善调速清管器的整体性能，降低耗电量。
[0005] 上述的第二种方法采用调整推球流量来间接调整球速，存在从门站调整流量反馈 到清管器或检测器所在段的推球流量存在一定的滞后。传统方法中采用EXCEL表自动计算 流量。因内检测作业在不停输状态下进行，作业时间长，往往需要数小时的时间。随着沿线 附近用户用气量的不断变化，造成沿线各站点工况的相应变化。要实现内检测作业的实时 控制需要大量计算，传统的EXCEL表计算存在效率低、不及时、容易出错等缺点。
[0006] 因此，现有技术有待于进一步的改进。
【发明内容】
[0007] 鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种基于GIS的 天然气管道内清管器或检测器的运行控制方法及系统，以解决现有技术中对天然气管道内 的清管器或检测器的运行速度不能有效控制的问题。
[0008] 本发明解决技术问题所采用的技术方案如下： 一种基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其中，包括： 51、 基于GIS生成待清管道或待检测管道的线路信息，并根据所述线路信息建立清管 器或检测器跟踪点图层； 52、 开启运行清管器或检测器，并通过SCADA系统获取所述跟踪点门站天然气流量或 压力的实际控制值； 53、 将GIS数据库中预存的数据信息与SCADA系统获取到的清管器或检测器所处位置 最近上游跟踪点门站的进站压力值相结合，计算出所述跟踪点门站天然气流量的理论控制 值； S4、将获取的所述实时数据中包含的实际控制值与计算出的理论控制值相比较，控制 调整所述实际控制值与计算出的理论控制值相同，进而控制清管器或检测器的运行速度。
[0009] 所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其中，所述步骤Sl还包括： S11、在SCADA系统所需数据信息的对象上贴SCADA标签；所述对象包括：在跟踪点对 应的门站增加SCADA进站流量和压力标签，调压站增加SCADA流量标签、阀室增加SCADA压 力标签。
[0010] 所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其中，所述步骤Sl还包括：S12、 对跟踪点清管数据或检测数据进行初始化处理，所述初始化处理包括：确认清管或检测的 开启运行门站与结束运行门站，清管或检测的开始时间以及设置清管器与检测器开启时默 认的推进速度。
[0011] 所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其中，所述步骤S3中：通过GIS 数据库获取跟踪点图层上当前清管器或检测器所在位置所有上游跟踪点对应的门站和最 近上游阀室或者调压室的进站压力值，计算出清管器或检测器理论推球的流量值、清管器 或检测器上游天然气流量值与清管器或检测器下游天然气流量理论控制值。
[0012] 所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其中，在所述步骤S3中，所述清 管器或检测器理论推球流量办的计算公式如下：
【主权项】
1. 一种基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，包括： 51、 基于GIS生成待清管道或待检测管道的线路信息，并根据所述线路信息建立清管 器或检测器跟踪点图层； 52、 开启运行清管器或检测器，并通过SCADA系统获取所述跟踪点门站天然气流量或 压力的实际控制值； 53、 将GIS数据库中预存的数据信息与SCADA系统获取到的清管器或检测器所处位置 最近上游跟踪点门站的进站压力值相结合，计算出所述跟踪点门站天然气流量的理论控制 值； S4、将获取的所述实时数据中包含的实际控制值与计算出的理论控制值相比较，控制 调整所述实际控制值与计算出的理论控制值相同，进而控制清管器或检测器的运行速度。
2. 根据权利要求1所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，所述 步骤Sl还包括： 511、 在SCADA系统所需数据信息的对象上贴SCADA标签；所述对象包括：在跟踪点对 应的门站增加 SCADA进站流量和压力标签，调压站增加 SCADA流量标签、阀室增加 SCADA压 力标签。
3. 根据权利要求1所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，所述 步骤Sl还包括： 512、 对跟踪点清管数据或检测数据进行初始化处理，所述初始化处理包括：确认清管 或检测的开启运行门站与结束运行门站，清管或检测的开始时间以及设置清管器与检测器 开启时默认的推进速度。
4. 根据权利要求1所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，所述 步骤S3中：通过GIS数据库获取跟踪点图层上当前清管器或检测器所在位置所有上游跟踪 点对应的门站和最近上游阀室或者调压室的进站压力值，计算出清管器或检测器理论推球 的流量值、清管器或检测器上游天然气流量值与清管器或检测器下游天然气流量理论控制 值。
5. 根据权利要求4所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征 在于，在所述步骤S3中，所述清管器或检测器理论推球流量办的计算公式如下：
式中：d为管道内直径，V为清管器或检测器通过跟踪点的预设平均速度，P为SCADA 系统获取到的清管器或检测器所处位置最近上游阀室或者调压站中天然气进站的压力值。
6. 根据权利要求5所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，在所 述步骤S3中，清管器或检测器开启运行门站天然气流量的理论控制值A ,以及清管器或检 测器所处位置下游门站天然气流量的理论控制值心通过以下公式进行计算：
上式中：?为各个跟踪点所对应门站的天然气理论控制流量值；i为清管器或检测器 开启运行门站在图层中的序号；《为清管器或检测器所处位置上游门站的数目；％为清管 器或检测器上游各LNG应急气化站的供气流量；J为以开启运行门站为计数始端，LNG应急 气化站的序号4为清管器或检测器上游LNG应急气化站的数目；《为所有跟踪点所对应 门站的数目。
7. 根据权利要求6所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法，其特征在于，所述 步骤S3还包括： 根据GIS数据库信息计算出清管器或检测器到达所有跟踪点需要的时间，将其实际到 达时间相比较，并在所述跟踪点图层中实时显示。
8. -种基于GIS的清管器或检测器的运行控制系统，其特征在于，包括：图层建立模 块、实时数据获取模块、理论数据计算模块和调整控制模块； 所述图层建立模块，用于基于GIS生成待清管道或待检测管道的线路信息，并根据所 述线路信息建立清管器或检测器跟踪点图层； 实时数据获取模块，用于开启运行清管器或检测器，并通过SCADA系统获取所述跟踪 点门站天然气流量或压力的实际控制值； 理论数据计算模块，用于将GIS数据库中预存的数据信息与SCADA系统获取到的清管 器或检测器所处位置最近上游跟踪点门站的进站压力值相结合，计算出所述跟踪点门站天 然气流量的理论控制值； 调整控制模块，用于将获取的所述实时数据中包含的实际控制值与计算出的理论控制 值相比较，控制调整所述实际控制值与计算出的理论控制值相同，进而控制清管器或检测 器的运行速度。
9. 根据权利要求8所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制系统，其特征在于，所述 图层建立模块还包括初始化处理单元； 所述初始化处理单元，用于对跟踪点清管数据或检测数据进行初始化处理，其包括：确 认清管或检测的开启运行门站与结束运行门站，清管或检测的开始时间以及设置清管器与 检测器开启时默认的推进速度。
10. 根据权利要求8所述基于GIS的清管器或检测器的运行控制系统，其特征在于，理 论数据计算模块还包括数据信息获取单元； 所述数据信息获取单元，用于通过GIS数据库获取跟踪点图层上当前清管器或检测器 所在位置所有上游跟踪点对应的门站和最近上游阀室或者调压室的进站压力值，计算出清 管器或检测器理论推球的流量值、清管器或检测器上游天然气流量值与清管器或检测器下 游天然气流量理论控制值。
【专利摘要】本发明所提供的一种基于GIS的清管器或检测器的运行控制方法及系统，通过利用GIS（地理信息系统）获取天然气管道的线路图层，通过建立管道模型，以及SCADA系统（远程监控与数据采集系统）实时采集天然气流量数据，计算出理论上天然气管道中天然气的流量值，并根据实时采集到的实际天然气流量数据值，控制调整实际控制流量值与计算出的理论值相同，进而控制清管器或检测器的运行速度。所述方法及系统实现了天然气管道各个跟踪点门站内天然气流量的实时控制，使内检测作业人员对流量数据进行合理调度、进而对清管器或检测器的运行速度进行有效控制。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN104678856
【申请号】CN201510052642
【发明人】卓凡, 黎珍, 杨昊, 陈珩, 张 林
【申请人】深圳市燃气集团股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月2日