一种含负压区的液体集输管道泄漏监测系统的制作方法

本实用新型涉及油气储运技术领域，具体涉及一种含负压区的液体集输管道泄漏监测系统。

背景技术：

原油集输管道是原油开采生产单位的生产大动脉，集输管道上发生的泄漏及偷盗事件直接影响到经济甚至环保效益，目前较为成熟的管道泄漏监测方法为压力波法和输量平衡法相结合的耦合(组合或复合)方法，即利用管道上安装的压力传感器和流量传感器监测管道泄漏事件引起的管道内部流体的压力和流量变化，从而判断是否有泄漏事件发生，并作进一步分析。

但上述方法都是基于管道满管流的状态下才能保证监控效果，当管道沿途有起伏高差时，液体介质在管道内的高点与底点会由于重力自流现象而出现负压区(即半管流空现象)，这样的区域会导致管道的压力变化无法通过负压区向另一侧管道进行传递，而且当首站排量变化时，末站流量变化严重趋于迟缓，致使传统的压力波法无法对站点的集输管道泄漏进行判断和定位，输量平衡法的泄漏监控效果大打折扣。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种含负压区的液体集输管道泄漏监测系统，用以解决现有原油集输管道泄漏监测方法对含有负压区的原油集输管道存在监控盲区的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种含负压区的液体集输管道泄漏监测系统，所述监测系统包括数据采集装置和数据处理终端，所述数据采集装置分别设置在首站、末站以及首末站之间负压区空管的两侧，所述首站的数据采集装置与负压区空管进液端的数据采集装置用于监测首站到负压区之间满流管的压力、流量波动，所述负压区空管出液端的数据采集装置和末站的数据采集装置用于监测负压区到末站之间满流管的压力、流量波动，所述数据处理终端包括服务器和客户端，所述服务器分别与各监测点的数据采集装置通信连接，使服务器基于逻辑运算对采集的数据集成处理并根据处理数据生成报警定位信号，所述客户端与服务器通信连接用于接收显示报警定位信号。

通过采用上述技术方案，因为现有监测方法一般是在首末站各设置一个监测点，由于首末站之间的距离通常较远，不能确保对首末站之间的管道实现有效监控，更难发现负压区的泄漏情况，本技术方案将首末站之间形成的负压区设为新增监测点，通过在负压区空管的两端各设置一个数据采集装置，将现有的一段式监控分为满流管-空管-满流管的三段式监控，其中服务器内置上位机异种网络数据同步算法、上位机多点位数据综合分析算法以及上位机报警定位算法等多种算法，利用负压波及输量平衡原理，使服务器基于逻辑算法对首、末站之间两段满流管的前后端的压力、流量波动进行比较判断并精准给出泄漏点的位置，同样若两段满流管前后端的压力、流量波动变化趋势对比均不明显，但首末站点的的压力、流量波动明显不趋于一致，则可以判断管道发生泄漏，且泄漏点位于负压区空管处，实现了监测装置对长途运输管道的有效监控，本监测装置还可以通过客户端接收显示服务器处理的实时数据及泄漏报警定位等相关信息，并可对相关数据、信息进行操作处理，便于工程人员对管道泄漏信息的实时掌控。

进一步的，所述数据采集装置包括压力传感器、流量传感器以及数据采集器，所述压力传感器安装在管道上用于监测管道内流体的压力信号，所述流量传感器安装管道上用于监测管道内流体的流量信号，所述数据采集器分别与压力传感器和流量传感器线路连接用于获取传感器监测的信号并上传。

进一步的，所述数据采集器上线路连接有通讯模块，所述通讯模块与服务器通信连接。

进一步的，所述首站到末站之间的多个负压区空管的两端均设有一个数据采集装置，使每相邻的两个负压区，由上一个负压区空管出液端的数据采集装置和下一个负压区空管进液端的数据采集装置用于监测两个负压区之间满流管的压力、流量波动。

通过采用上述技术方案，在多个负压区空管的两端均设有一个数据采集装置，使首末站之间形成满流管-空管-满流管-空管-满流管的多段式监控，当首末站之间距离过远，使管道在起伏地形上翻跃多处形成有负压区时，可根据实际情况增加监测点确保对首末站之间长途运输管道的泄漏情况实现有效监控。

进一步的，所述负压区空管两侧的数据采集装置上均设有供电装置，所述供电装置与数据采集器线路连接。

通过采用上述技术方案，因为长途运输的管道，其首站到末站之间的距离一般较远，同时受地形的因素，使首末站之间的管道大部分都位于野外，为了确保位于负压区的数据采集装置能够持久续航对管道进行长期监控，通过设置太阳能、风能等新能源发电装置或铺设牵引附近农户的电源实现对数据采集装置的有效供电。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例的含负压区的液体集输管道泄漏监测装置通过物理分段避开负压区，由服务器基于逻辑运算分段推算负压区的泄漏情况，确保整段管道一旦发生泄漏，能够及时对泄漏点进行定位报警。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的监测装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例3提供的监测装置的结构示意图。

图中，1、数据采集装置；11、压力传感器；12、流量传感器；13、数据采集器；2、数据处理终端；21、服务器；22、客户端；3、通讯模块；4、供电装置。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种含负压区的液体集输管道泄漏监测系统，包括数据采集装置1和数据处理终端2。数据采集装置1包括压力传感器11、流量传感器12以及数据采集器13，其中压力传感器11为高精度压力传感器，并安装在管道上用于监测管道内流体的压力信号；流量传感器12为非接触式流量计量传感器，并安装管道上用于监测管道内流体的流量信号；数据采集器13为含专用数据处理算法的低功耗高精度高速数据采集处理器，并分别与压力传感器11和流量传感器12线路连接用于获取传感器监测的信号并上传。将数据采集装置1分别设置在首站、末站以及首末站之间负压区空管的两侧，使首站的数据采集装置1与负压区空管进液端的数据采集装置1用于监测首站到负压区之间满流管的压力、流量波动，负压区空管出液端的数据采集装置1和末站的数据采集装置1用于监测负压区到末站之间满流管的压力、流量波动，相较于现有的一段式监控，上述方案将首末站之间的运输管道分为满流管-空管-满流管的三段式监控。

数据处理终端2包括服务器21和客户端22，其中服务器21内置有上位机异种网络数据同步算法、上位机多点位数据综合分析算法以及上位机报警定位算法等多种主要算法，在各监测点的数据采集器13上均线路连接有与服务器21通信连接的通讯模块3，将服务器21分别与各监测点的数据采集装置1通信连接，并将客户端22与服务器21通信连接，使现有的的点对点通讯升级为局域网和无线网相结合的通讯方法，进而利用异种网络间时钟同步授时算法的技术确保各个监测点与服务器21的时间同步，提高监测装置对管道的实时监测效果。当数据采集器13将获取的传感器监测信号上传至服务器21后，由服务器21基于逻辑运算对采集的数据集成处理并根据处理数据生成报警定位信号，并利用服务器21的报警定位算法使泄漏信号能够被捕捉到，并给出泄漏点的位置，达到报警定位的目的，进而解决了现有原油集输管道的空管现象无法有效利用传统压力波法及输量平衡法实现有效监测、报警、定位的问题，并可以通过客户端22接收显示服务器21处理的实时数据及泄漏报警定位等相关信息，以及对相关数据、信息进行操作处理，便于工程人员对管道泄漏信息的实时掌控。

如上所述，具体的，当管道泄漏发生在首站到负压区空管进液端之间，该段满流管内液体的压力信号和流量信号的波动会引起首站和负压区空管进液端两点监测传感器的压力值、流量值的变化，根据首站和负压区空管进液端两点的压力流量变化情况，利用负压波及输量平衡原理，通过服务器21基于逻辑运算捕捉泄漏信号并定位报警；当管道泄漏发生在负压区空管出液端到末站之间时，同理，该段满流管内的压力信号和流量信号的波动会引起负压区空管出液端和末站两点监测传感器的压力值、流量值的变化，利用负压波及输量平衡原理，通过服务器21基于逻辑运算捕捉泄漏信号并定位报警；如果两段满流管前后端的流量波动变化趋势均趋于一致，但首末站点的流体波动变化明显不趋于一致，则可以判断管道发生泄漏，且泄漏点位于负压区空管处，进而确保整段管道一旦发生泄漏，能够及时准确的定位泄漏位置，实现了监测装置对长途运输管道的有效监控。

因为长途运输的管道，其首站到末站之间的距离一般较远，同时受地形的因素，使首末站之间的管道大部分都位于野外，为了确保位于负压区的数据采集装置1能够持久续航对管道进行长期监控，在负压区空管两侧的数据采集装置1上均设有供电装置4，其中供电装置4可以通过设置太阳能、风能等新能源发电装置或铺设牵引附近农户的电源实现对数据采集装置1的有效供电。

实施例2

与实施例1不同之处在于，由于首站到末站之间的距离一般较远，一般在首末站之间会存在连续起伏的地形，甚至在距离很远的地方会形成多个负压区，此时可在首站到末站之间的多个负压区空管的两端均设有一个数据采集装置，使每相邻的两个负压区，由上一个负压区空管出液端的数据采集装置和下一个负压区空管进液端的数据采集装置用于监测两个负压区之间满流管的压力、流量波动，进而形成满流管-空管-满流管-空管-满流管的多段式监控，根据实际情况通过增加监测点确保对首末站之间长途运输管道的泄漏情况实现有效监控。

实施例3

与实施例1不同之处在于，当负压区空管无限接近首站点或末站点时，可在负压区空管的一端设置一个数据采集装置1，即当负压区与首站的距离较近时，只需在负压区空管的出液端安装数据采集装置1，当管道发生泄漏时，通过服务器21基于逻辑运算判断负压区空管的出液端与末站之间的满流管是否发生泄漏，若满流管段发生泄漏，则由服务器21捕捉泄漏信号并定位报警，若满流管段未发生泄漏，则可以判断泄漏位置发生首站与负压区空管的出液端之间，此时由于负压区接近首站，只需人工检测泄漏位置即可，可以有效节省成本；当负压区与末站的距离较近时，与上述同理。

本实用新型实施例的液体集输管道泄漏监测系统通过物理分段避开负压区，由服务器21基于逻辑运算分段推算负压区的泄漏情况，确保整段管道一旦发生泄漏，能够及时对泄漏点进行定位报警。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。