本发明属于石油装备领域，涉及一种用于管道接口的智能气囊密封装置及监测方法。
背景技术：
目前，石油输送管道对于管道接口的连接密封，有丝扣、法兰和焊接等方式，但这些方式有的密封性能并不好，有的拆装不方便以及使用场合受到限制等诸多缺点，费时费力，密封效果也不是很好，严重的影响了在生产中管道密封的可靠性及安全性。
为了减少石油的泄露，保证石油管道有良好的密封性，通常采用密封垫圈以及其它机械密封装置，但结构相对比较复杂，安装及拆卸都比较繁琐，增加了管道技术工人的劳动强度，在日常维护工作中输送管道内部的工作情况也不易监测。
针对现有的石油管道接口的密封及监测的难题，提出一种用于管道接口的智能气囊密封装置及监测方法是很有现实意义的。
技术实现要素：
本发明的目的是：为了解决现有技术没法实时在线监测石油管道接口的密封性能和石油管道内的石油流动情况的问题，本发明提出了一种用于管道接口的智能气囊密封装置及监测方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于管道接口的智能气囊密封装置，由环形气囊（2）、法兰盘（3）、上腔室压力传感器（4）、比例流量阀（5）、比例流量阀（6）、分流器（7）、油水分离器（8）、减压阀（9）、空气分离器（10）、空气压缩机（11）、下腔室压力传感器（13）、螺栓（14）、plc、上位机组成；环形气囊（2）由环形气囊上腔室（2-1）、环形气囊下腔室（2-6）、环形气囊上下腔室分界（2-2）、环形气囊轴颈（2-4）、环形气囊上腔充气口（2-3）和环形气囊下腔充气口（2-5）组成；环形气囊（2）在环形气囊上下腔室分界（2-2）处分为环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6），环形气囊（2）上的环形气囊轴颈（2-4）起到定位和夹持的作用；上腔室压力传感器（4）检测环形气囊上腔室（2-1）内的压力值，下腔室压力传感器（13）检测环形气囊下腔室（2-6）内的压力值，上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）通过导线连接于plc的输入端，空气压缩机（11）、比例流量阀（5）和比例流量阀（6）通过导线连接于plc的输出端；上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）把检测到的压力信号转变成电信号传递给plc，plc控制空气压缩机（11）的启动或停止，并控制比例流量阀（5）和比例流量阀（6）的开度，控制环形气囊（2）内的压力，保证整个环形气囊（2）和石油管道（1）实时紧密贴合；环形气囊（2）两腔室的气源都是有空气压缩机（11）提供；plc与上位机相连实现实时交互。
环形气囊（2）不充气的情况下，把环形气囊（2）带轴颈的一端放进石油管道（1）接口的上游管道（即带有管道气囊轴颈夹持环（12）的一端），环形气囊（2）的另一端放进石油管道（1）接口的下游管道，把环形气囊（2）的环形气囊上腔充气口（2-3）和环形气囊下腔充气口（2-5）从石油管道（1）的特定开孔处伸出；石油管道（1）用法兰盘连接，用六个固定螺栓（14）固定，待环形气囊（2）在石油管道（1）内安装好，就启动空气压缩机（11）分别给环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）进行充气直至压力达到环形气囊（2）与石油管道（1）内壁贴和密封的正常工作压力值。
当充入一定的压缩空气后环形气囊（2）与石油管道（1）紧密的贴合在一起，当再继续往环形气囊（2）中充气时，环形气囊（2）体积变化微小，环形气囊（2）内的压力会急剧升高，即可判断环形气囊（2）内的压力达到正常工作的压力值，上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）会把压力信号传递给plc，plc会控制比例流量阀（5）和比例流量阀（6）的开度大小进行实时调节气压的充入量，这样不仅可以保证环形气囊（2）与石油管道（1）的紧密贴合，还可以避免因环形气囊（2）内的压力过大使环形气囊（2）损坏以及石油管道（1）内壁受力过大而产生微小变形。
一种所述密封装置的监测方法，其包括以下步骤：
石油管道（1）内没有石油流动时，环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）内的压力值是一样的；由于环形气囊(2)的环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）是不连通的，当石油管道（1）内有石油流动时，由于石油重力的作用，环形气囊下腔室（2-6）内的压力大于环形气囊上腔室（2-1）内的压力，根据上腔室压力传感器（4）检测的环形气囊上腔室（2-1）内的压力和下腔室压力传感器（13）检测的环形气囊下腔室（2-6）内的压力差来推断出石油管道（1）内的石油流动液面高度和石油管道（1）内的石油流动情况，同时通过上位机可以实时监测出环形气囊（2）内的压力的变化量，可以实时的监控石油管道（1）内的流场状态，使石油管道的工作情况可视化。
本发明提供的是一种用于管道接口的智能气囊密封装置及监测方法，结构简单、使用方便、密封性能好，且能够在线实时监测、调控环形气囊（2）的密封情况和石油管道（1）内的石油流动情况，有助于实现石油管道（1）的自动化可靠监控及密封。
附图说明
图1为本发明中管道接口连接的智能气囊密封装置的示意图。
图2为本发明中环形气囊（2）的结构示意图。
其中：
石油管道1、环形气囊2、法兰盘3、上腔室压力传感器4、比例流量阀5、比例流量阀6、分流器7、油水分离器8、减压阀9、空气分离器10、空气压缩机11、下腔室压力传感器13、螺栓14；
环形气囊上腔室2-1、环形气囊上下腔室分界2-2、环形气囊上腔充气口2-3、环形气囊轴颈2-4、环形气囊下腔充气口2-5、环形气囊下腔室2-6。
具体实施方式
本发明提供了一种用于管道接口连接的智能气囊密封装置及监测方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合图1、图2，描述本发明所述的用于管道接口连接的智能气囊密封装置及监测方法。其中，图1为本发明中管道接口连接的智能气囊密封装置的示意图；图2为本发明中环形气囊（2）的结构示意图。一种用于管道接口的智能气囊密封装置，由环形气囊（2）、法兰盘（3）、上腔室压力传感器（4）、比例流量阀（5）、比例流量阀（6）、分流器（7）、油水分离器（8）、减压阀（9）、空气分离器（10）、空气压缩机（11）、下腔室压力传感器（13）、螺栓（14）、plc、上位机组成；环形气囊（2）由环形气囊上腔室（2-1）、环形气囊下腔室（2-6）、环形气囊上下腔室分界（2-2）、环形气囊轴颈（2-4）、环形气囊上腔充气口（2-3）和环形气囊下腔充气口（2-5）组成；环形气囊（2）在环形气囊上下腔室分界（2-2）处分为环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6），环形气囊（2）上的环形气囊轴颈（2-4）起到定位和夹持的作用；上腔室压力传感器（4）检测环形气囊上腔室（2-1）内的压力值，下腔室压力传感器（13）检测环形气囊下腔室（2-6）内的压力值，上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）通过导线连接于plc的输入端，空气压缩机（11）、比例流量阀（5）和比例流量阀（6）通过导线连接于plc的输出端；上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）把检测到的压力信号转变成电信号传递给plc，plc控制空气压缩机（11）的启动或停止，并控制比例流量阀（5）和比例流量阀（6）的开度，控制环形气囊（2）内的压力，保证整个环形气囊（2）和石油管道（1）实时紧密贴合；环形气囊（2）两腔室的气源都是有空气压缩机（11）提供；plc与上位机相连实现实时交互，能够在线实时监测石油管道（1）内的正常工作状态。
其中，环形气囊（2）不充气的情况下，把环形气囊（2）带轴颈的一端放进石油管道（1）接口的上游管道（即带有管道气囊轴颈夹持环（12）的一端），环形气囊（2）的另一端放进石油管道（1）接口的下游管道，把环形气囊（2）的环形气囊上腔充气口（2-3）和环形气囊下腔充气口（2-5）从石油管道（1）的特定开孔处伸出；石油管道（1）用法兰盘连接，用六个固定螺栓（14）固定，待环形气囊（2）在石油管道（1）内安装好，就启动空气压缩机（11）分别给环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）进行充气直至压力达到环形气囊（2）与石油管道（1）内壁贴和密封的正常工作压力值。
当充入一定的压缩空气后环形气囊（2）与石油管道（1）紧密的贴合在一起，当再继续往环形气囊（2）中充气时，环形气囊（2）体积变化微小，环形气囊（2）内的压力会急剧升高，即可判断环形气囊（2）内的压力达到正常工作的压力值，上腔室压力传感器（4）和下腔室压力传感器（13）会把压力信号传递给plc，plc会控制比例流量阀（5）和比例流量阀（6）的开度大小进行实时调节气压的充入量，这样不仅可以保证环形气囊（2）与石油管道（1）的紧密贴合，还可以避免因环形气囊（2）内的压力过大使环形气囊（2）损坏以及石油管道（1）内壁受力过大而产生微小变形，进一步提高了环形气囊（2）的密封性，也有利于环形气囊（2）的多次利用。
本发明还提供了一种使用上述管道接口连接的智能气囊密封装置的监测方法，其包括以下步骤：
在正常工作中，若石油管道（1）内没有石油流动时，环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）内的压力值是相等的；由于环形气囊（2）的环形气囊上腔室（2-1）和环形气囊下腔室（2-6）是不连通的，当石油管道（1）内有石油流动时，具有一定高度液位的石油会因重力的作用对环形气囊下腔室（2-6）产生一定的压力，环形气囊下腔室（2-6）内的压力大于环形气囊上腔室（2-1）内的压力，根据上腔室压力传感器（4）检测的环形气囊上腔室（2-1）内的压力和下腔室压力传感器（13）检测的环形气囊下腔室（2-6）内的压力差来推断出石油管道（1）内的石油流动液面高度和石油管道（1）内的石油流动情况，同时通过上位机可以实时监测出环形气囊（2）内的压力的变化量。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。