水下管道泄漏检测装置及方法与流程

本发明涉及管道泄漏检测技术，尤其涉及一种水下管道泄漏检测装置及方法。

背景技术：

管道输送具有连续高效、安全稳定、经济无污染等优点，而水下输油输气管道可以连续输送，几乎不受环境的影响，输油效率较高，但是当水下管道发生泄漏，如不能及时止漏，因油料大量泄漏会造成环境的严重污染和重大的经济损失，且水下管道修复具有一定的难度，因此需要一种水下管道的泄漏检测技术，及时地检测、发现水下管道的泄漏情况，并采取措施。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决油气运输过程中水下管道泄漏难以被发现，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：

一种水下管道泄漏检测装置，包括管道，所述管道的外侧由内向外依次包裹有内保温层和外保温层。内保温层和外保温层之间形成夹层，夹层中设有由高强度薄膜包裹的氧化钙(cao)层，优选粉末状cao。保温层的外侧设有箱体，箱体内设置有信号发送器和温度传感器，信号发送器和温度传感器通过信号光缆连接。温度传感器连接有一温度探针，温度探针的检测端位于夹层中。

优选的，高强度薄膜为分段式，每段薄膜在管道轴向上的长度为100～150cm，且每段薄膜之间设有隔断。作为更进一步的优选，每段隔膜是由围绕圆周方向设置的至少两段薄膜包裹的氧化钙围成。目的是，便于氧化钙层的多次使用，如果一段破损，不会影响到其他段。而且也方便修补和替换坏掉的部分，未坏的部分可以继续使用。

所述高强度薄膜为双向拉伸聚丙烯薄膜、bopet薄膜及cpp薄膜中的任一种。

优选的，箱体通过焊接固定于外保温层上。

优选的，所述cao为粉末状，且紧密包裹于高强度薄膜之中。紧密包裹可以稳定夹层空隙，防止出现松动。

优选的，高强度薄膜应具有良好的性能，以便保护薄膜内的氧化钙粉末，其中优选双向拉伸聚丙烯薄膜。

优选的，信号发送器和温度传感器具有较高的灵敏度。

优选的，所述箱体至少有2个且沿管线均匀布置，相邻2个箱体之间的间距为600～700cm。

优选的，所述温度探针外部包裹有耐腐蚀材料。

一种水下管道泄漏检测方法，所述方法采用如上所述的水下管道泄漏检测装置进行，管道破坏发生泄漏时，高强度薄膜被破坏，cao与管道外部的水接触产生化学反应，造成夹层内的温度升高，并通过温度探针检测出温度的变化，最终通过温度传感器和信号发送器将泄漏信息转换并发送至地面。

本发明的有益效果是：

1.利用化学反应进行泄漏检测，较为简便。

2.保温层能够使内管道与夹层保持恒定的温度。

3.氧化钙为粉末状，可根据夹层大小进行调整。

4.高强度薄膜具有较好的性能，能够在管道正常运行时保护氧化钙粉末。

5.夹层内设有多段薄膜，每段薄膜之间设有隔断，在进行泄漏检测时，每段薄膜之间不会相互影响，可重复利用。

利用氧化钙与水的化学反应，将化学反应产生的高温通过温度探针进行数值转变，简洁明了，方便监测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为装置的横截面示意图

图2为装置的纵截面示意图

图3为装置的具体实施图；

图中：1.管道，2.内保温层，3.夹层，4.cao层，5.高强度薄膜，6.外保温层，7.信号发送器，8.箱体，9.温度传感器，10.温度探针。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

见图1和图2，一种水下输油管道泄漏检测装置，输油管道1外侧内向外依次由内保温层2和外保温层6包裹。内保温层2和外保温层6之间有一夹层3，内保温层2和外保温层6与夹层3之间紧密贴合，夹层3中设有由高强度薄膜5(本实施例为双向拉伸聚丙烯薄膜)包裹的cao粉末层4。高强度薄膜包裹的cao粉末层4为多段式，即高强度薄膜包裹的cao粉末层4沿管道轴向和管道圆周方向均为多段式，且每段之间设有隔断(隔断层可以为高强度薄膜5，且四周与相邻的薄膜5热压连接或粘接)。管道1的外表面设有一箱体8，箱体8通过焊接固定于外保温层的外边面。箱体8内放置有信号发送器7和温度传感器9，信号发送器7和温度传感器9二者通过信号光缆连接。温度传感器9连接有一温度探针10，温度探针10深入至夹层3之中。所述箱体沿管线均匀布置，相邻2个箱体之间的间距为650cm。

工作原理：

本装置及方法通过简单的化学反应进行水下管道的泄漏监测，将氧化钙粉末通过高强度薄膜5包裹放置于夹层3中，由于氧化钙为粉末状，其形状不固定，可根据夹层3的大小进行调整，当管道发生泄漏破坏时，内保温层2首先受到破坏，夹层3内的高强度薄膜5在受到冲击后产生一定的撕裂破坏，随着泄漏的进行，外保温层6受到破坏，管道外部的水进入夹层3，与氧化钙粉末4产生化学反应，生成氢氧化钙(ca(oh)2)沉淀以及大量热量，氢氧化钙沉淀由于管道压力会被冲出夹层3。产生的大量热量会使夹层3内的温度升高，通过夹层内3的温度探针10将夹层内的温度变化通过箱体8内的温度传感器9及信号发送器7传输至地面，最终通过监测系统发现管道泄漏。

以图3所示的具体实施图为例，当输油管道发生泄漏时，内保温层被破坏，随之夹层内的高强度薄膜被破坏，最终外保温层被破坏，呈现不规则缺口。此时管道外部的水通过缺口进入夹层中，与夹层中泄漏的氧化钙粉末产生化学反应，生成氢氧化钙和大量热量，具体方程式为cao+h2o＝ca(oh)2+大量热量。由于氢氧化钙为固体颗粒，管道泄漏产生对外的冲击力，氢氧化钙被冲出夹层，产生的大量热量向夹层两侧扩散。此时深入夹层内的温度探针感知到温度的变化，通过温度传感器和信号发送器将信号传输至地面，最终发现水下管道泄漏情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种水下管道泄漏检测装置及方法，水下输油管道保温层之间设置一夹层，夹层内部放置有多段由高强度薄膜包裹的氧化钙(CaO)，其中每段薄膜之间设有隔断，在水下管道发生泄漏之后，保温层被破坏，包裹氧化钙(CaO)的薄膜受到破坏，氧化钙粉末与水接触后在夹层中生产氢氧化钙(Ca(OH)2)沉淀，并产生大量热量，具体方程式为CaO+H2O＝Ca(OH)2+大量热量。通过与夹层连接的温度传感器将温度变化转变为具体的数值变化，并通过信号发送器传输至地面。

技术研发人员：纪虹;包一鹏;杨克
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2019.03.21
技术公布日：2019.05.28