一种燃气管道泄漏位置的定位方法与流程

1.本发明涉及管道检测技术领域，特别是涉及一种燃气管道泄漏位置的定位方法。


背景技术：

2.燃气管道是城镇市政建设的重要部分，随着城市的发展，管网覆盖的区域越来越大，复杂的外界环境以及时间的作用使得管网存在的腐蚀风险越来越大。
3.管道腐蚀造成燃气泄漏时，这种泄漏通常是位置未知的，泄漏速度一般较小，但是不排除随着时间的流逝泄漏量累积或管道破坏加大的可能。因为管网一般埋在地下1米，管道腐蚀泄漏时抢险人员无法直观的判断出具体的泄漏位置并进行修复，通常会进行不断地开挖、燃气泄漏浓度探测以及个人经验进行判断，最终确定泄漏位置并进行修复。
4.但是上述采用不断开挖、燃气浓度检测以及个人经验判断泄漏位置时，在泄漏区域甲烷浓度多处于高位难以判断出真实的泄漏位置，为了找到真实的泄漏位置，可能需要多次开挖验证，导致开挖面积大；同时城市的运行依赖于各个系统的配合运行，道路、交通等本已存在临时堵塞的风险，大面积开挖路面可能进一步加剧反应；另外为了避免对社会的影响，一线抢险人员在泄漏可控的情况下，通常会先控制现场，等待路况较好，人流较少的时候进行作业，换句话说，一般在正常工作人群的休息时间如晚上进行工作。多次开挖时，每一次的无效开挖都会导致整个抢险修复时间的延迟，一线人员的工作强度变大，同时针对环境的碳排放增多。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：提供一种燃气管道泄漏位置的定位方法，以解决现有技术中的检修人员多次开挖路面以及浓度检测的方式来确定燃气泄漏位置，开挖面积大、次数多，影响社会正常运行，一线人员工作强大度的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气管道泄漏位置的定位方法，包括以下步骤，包括以下步骤，步骤一，以地面泄漏点为中心，确定地面泄漏点周围的燃气管道的位置；步骤二，在步骤一中的燃气管道的上方以地面泄漏点为中心开出两个检测孔，各检测孔沿燃气管道的延伸位置间隔布置；步骤三，将步骤二中的各检测孔分别与真空泵连接，采用真空泵对各检测孔分别进行抽气，抽气第一时间段之后关闭真空泵或真空泵以低于前述抽气时的低功率运行，实时记录各个检测孔在真空泵抽气时以及关闭后的燃气浓度；步骤四，比较各个检测孔在真空泵抽气时的燃气浓度下降速度、真空泵关闭后或者低功率运行时的燃气浓度上升速度，确定燃气浓度下降速度最慢、上升速度最快的检测孔，步骤五，以步骤四中获得的检测孔为中心，重复步骤二至步骤四，直至得到所有检测孔中真空泵抽气时的燃气浓度下降速度最慢、真空泵关闭后的燃气浓度上升速度最快的检测孔，真实泄漏点在该检测孔周围。
7.优选地，定义两个检测孔中的一个为第一检测孔、另一个为第二检测孔，当燃气管道的周围无第三方管线时，第一检测孔为地面泄漏点至燃气管道的垂线与燃气管道的交
点；当地面泄漏点周围存在第三方管线时，第一检测孔为燃气管道与第三方管线的交点。
8.优选地，第二检测孔有两个，两个第二检测孔布置在所述第一检测孔沿燃气管道延伸方向的两侧。
9.优选地，各检测孔的孔深小于等于燃气管道的埋深。
10.优选地，步骤二中，各个检测孔的间隔相同。
11.优选地，各个检测孔的间隔为0.5－5m。
12.优选地，步骤四中，绘制各个检测孔内的燃气浓度与时间之间的曲线图，根据曲线图判断燃气浓度下降速度和燃气浓度上升速度。
13.优选地，步骤三中，关闭真空泵的条件为：各检测孔的燃气浓度趋于零，或各检测孔的燃气浓度趋于稳定，或真空泵超过设定抽气时间。
14.优选地，步骤三中，对其中部分检测孔进行抽气时，临时堵塞其他检测孔。
15.本发明实施例一种燃气管道泄漏位置的定位方法与现有技术相比，其有益效果在于：在燃气管道的延伸方向上挖掘两个检测孔，距离真实泄漏点的位置越近，真空泵抽气时检测孔内的燃气浓度下降速度越慢、关闭后或者低功率运行时检测孔内的燃气浓度上升速度越快，以此对后续检测孔的挖掘方向进行指导，操作人员同时记录多个检测孔洞内的燃气浓度变化趋势，可以减少打孔的次数，减少开挖面积，减小工人强度；另外利用真空泵抽气降低土壤中的燃气浓度，使燃气管道的泄漏再次经历从初始阶段逐渐发展的过程，增加土壤中甲烷梯度变化以及时间差异，从而便于操作人员更加准确地判断打孔点距离真实泄漏点的相对位置。
附图说明
16.图1是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法的真空泵抽气示意图；
17.图2是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中无第三方管线时第一检测孔的确定示意图；
18.图3是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中有第三方管线交叉时第一检测孔的确定示意图；
19.图4是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中土壤中燃气自然泄漏的范围示意图；
20.图5是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中各检测孔的开挖示意图；
21.图6是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中真空泵抽气时的燃气泄漏示意图；
22.图7是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中真空泵关闭后的燃气泄漏示意图；
23.图8是是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中d点、e点和f点检测孔真空泵抽气时的燃气浓度下降示意图；
24.图9是本发明的燃气管道泄漏位置的定位方法中d点、e点和f点检测孔真空泵关闭时的燃气浓度上升示意图。
25.图中，1、燃气管道；2、地面泄漏点；3、第一检测孔；4、第三方管线；5、真空泵；6、柔性管道；7、真实泄漏点。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
27.本发明的一种燃气管道泄漏位置的定位方法的优选实施例，如图1至图9所示，该燃气管道泄漏位置的定位方法包括以下步骤：
28.步骤一，以地面泄漏点2为中心，确定地面泄漏点2周围的燃气管道1的位置。
29.通常在硬质路面下，由于扩散率的不同，燃气会在硬质路面下不断扩散，形成一团高浓度区域，同时在泄漏点上方的路面上反而测不到较高的甲烷浓度。甲烷的扩散会在阀井、下水道、道路裂缝等空间寻找机会泄漏出来，此时才能够被人员发现，因此表观上的地面泄漏点2并不一定是真正的泄漏点，需要在地面泄漏点2周围确定燃气管道1的位置，并对泄漏位置进行定位。
30.地面泄漏点2通常位于燃气管道1真正的泄漏点周围，以地面泄漏点2为中心确定燃气管道1的位置，可以减少工作量。另外在确定燃气管道1的位置的同时，还可以通过确定地面泄漏点2周围的其他第三方管线的位置，以便于确定检测孔的开挖位置。
31.步骤二，在步骤一中的燃气管道1的上方以地面泄漏点2为中心寻找并开出两个检测孔，各检测孔沿燃气管道1的延伸位置间隔布置。
32.开挖两个检测孔时，即可通过真空泵5抽气并比较各个检测孔的燃气浓度变化速率，从而确定真实泄漏点7相对两个检测孔的位置方向，为后续的检测孔的开挖位置进行指导，可以减少打孔的次数，减少开挖面积，减小工人强度，即后续的检测孔的位置可以根据前两个检测孔内的燃气浓度变化速率确定开挖方向。
33.步骤三，将各检测孔分别与真空泵5连接，采用真空泵5对各检测孔分别进行抽气，抽气第一时间段之后关闭真空泵5或真空泵5以低于前述抽气时的低功率运行，实时记录各个检测孔在真空泵5抽气时以及关闭后或低功率运行时的燃气浓度。
34.在测量检测孔内的燃气浓度变化时，通过柔性管道6将各个检测孔连接真空泵5，真空泵5采用防爆真空泵5，同时在柔性管道6的接头处连接具备有无线传输功能的燃气浓度检测仪；在本实施例中，燃气浓度检测仪的检测对象为甲烷，通过检测甲烷的浓度来表示燃气浓度。
35.在关闭真空泵5后，继续记录各个检测孔的燃气浓度一定时间，以完整地记录检测孔内的燃气浓度随时间的变化情况。在未抽气之前，由于长时间的扩散作用，以及硬质路面的阻挡作用，土壤下方各点位置的甲烷浓度都处于高位，难以判断出真实的泄漏情况。因此通过真空泵5气降低土壤中的燃气浓度，使燃气管道1的泄漏再次经历从初始阶段逐渐发展的过程，增加土壤中甲烷梯度变化以及时间差异，从而便于操作人员更加准确地判断打孔点距离真实泄漏点7的相对位置。
36.如果真空泵5完全关闭，在地面抽气端采用自动化甲烷浓度检测设备时，可燃气体从检测孔扩散至气体检测装置位置的速度可能会慢；如果真空泵5保持小功率运行，相当于有一个采样过程(如人工手持式检测仪检测时会有泵吸入，便于提高对检测孔进行采样的效率。
37.步骤四，比较各个检测孔在真空泵5抽气时的燃气浓度下降速度、真空泵5关闭后的燃气浓度上升速度，确定燃气浓度下降速度最慢、上升速度最快的检测孔。
38.距离真实泄漏点7的距离越近，真空泵5对检测孔抽气时燃气浓度的下降速度越慢、真空泵5关闭后燃气浓度的上升速度越快，因此根据步骤三记录的燃气浓度下降记录和上升记录，可以判断检测孔距离真实泄漏点7的远近，从而对后续检测孔的挖掘方向进行指导，操作人员同时记录多个检测孔洞内的燃气浓度变化趋势，可以减少打孔的次数，减少开挖面积，减小工人强度。
39.步骤五，以步骤四中获得的检测孔为中心，重复步骤二至步骤四，直至得到所有检测孔中真空泵5抽气时的燃气浓度下降速度最慢、真空泵5关闭后的燃气浓度上升速度最快的检测孔，真实泄漏点7在该检测孔周围。
40.在抽气时，有以下三种情况，1、抽气速率大于燃气扩散速率，燃气浓度全部趋于零；2、抽气速率等于燃气扩散速率，燃气浓度全部稳定；3、抽气速率小于扩散速度，燃气浓度不变。根据研究和实践可知，燃气的扩散速率受到两种因素的影响，在泄漏点附近，主要受到压力差引起的对流和浓度差引起扩散两种驱动作用，在远离泄漏点的位置，主要受到浓度差引起的扩散。
41.只有在泄漏点上方附近时，才有可能出现抽气速率小于扩散速度的情况，因此当抽气速率小于扩散速度时，可直接得到燃气管道1的泄漏位置，同时该位置也是所有检测孔中在以为空间上距离真实泄漏点7最近的位置。以该检测孔为中心进行挖掘，即可准确地找到泄漏位置，可以减少打孔的次数，减少开挖面积，减小工人强度。
42.定义检测孔位置分别为a点、b点、c点、d点、e点和f点，如图8与图9所示，对d点、e点和f点三个检测孔进行抽气，在下降区间，即真空泵5抽气时，d点燃气浓度下降速度慢，达到稳定燃气浓度的时间长，f点燃气浓度下降速度快，达到稳定燃气浓度的时间短；同时在燃气浓度上升区间，即真空泵5关闭后，d点燃气浓度上升速度快，达到相同燃气浓度的时间短，最终达到的燃气浓度高，f点燃气浓度上升速度慢，达到相同燃气浓度的时间长，最终燃气浓度较低；综合燃气浓度上升和下降段的比较，此时可以判断出d点更接近真实的泄漏点。
43.由上述可知，此时应该在d点左侧打孔(a点、b点、c点)进行验证，进一步判断并确认真实的泄漏点。如图1、图5、图6与图7所示，重复上述流程后显示a点、b点、c点当中的c点更接近泄漏点，那么泄漏点可以确认在cd段附近，从而准确的判断泄漏位置，指导开挖抢险工作。
44.优选地，步骤二中，定义两个检测孔中的一个为第一检测孔3、另一个为第二检测孔，当燃气管道1的周围无第三方管线4时，第一检测孔3为地面泄漏点2至燃气管道1的垂线与燃气管道1的交点；当燃气管道1的周围存在第三方管线4时，第一检测孔3为燃气管道1与第三方管线4的交点。
45.当燃气管道1周围无第三方管线4时，可以近似地认为土壤中燃气自燃扩散，因此以距离地面泄漏点2最近的燃气管道1上开挖第一检测孔3。当地面泄漏点2周围存在多条燃气管道1时，按照地面泄漏点2与各条燃气管道1垂直距离的远近，逐次选择第一检测孔3。
46.受其他第三方管线4的影响，当泄漏位置存在其他管线时，如电信管线、电缆管线等，因为电信、电缆等管线在地下具有套管，套管内一般留空，泄漏燃气在套管内扩散的速度远大于在密实土壤中的扩散速度，因此应当选择为交叉位置作为第一检测孔3。
47.地面泄漏点2可能位于雨水井、电信井等位置，这样的情况下，首先判断第三方管
线4的走向，是否与燃气管道1相交。因为第三方管线4可能存在套管的情况，燃气通过第三方管线4内的空间扩散的效率大于在土壤中的自然扩散效率。
48.优选地，第二检测孔有两个，两个第二检测孔布置在第一检测孔3沿燃气管道1延伸方向的两侧。
49.第二检测孔在第一检测孔3的两侧开挖，可以通过两个检测孔的浓度变化曲线判断真实泄漏点7相对第一检测孔3的方向，从而指导后续检测孔的开挖方向，减少工作量。
50.优选地，各检测孔的孔深小于等于燃气管道1的埋深。
51.通常情况下燃气会向地面扩散，孔深过大会导致检测孔的最低点位于燃气管道1的下方，此时既可能会损伤燃气管道1，还有可能因挖掘过深而导致检测孔底部的燃气浓度较低，影响检测结果的真实性。
52.优选地，步骤二中，各个检测孔的间隔相同。
53.各个检测孔以同一个间隔开挖，便于确定各个检测孔的开挖位置，提高效率；同时燃气浓度在地面突然中的扩散是有规律的，便于根据检测孔的燃气浓度变化速度估算判断其与真实泄漏点7的距离。
54.优选地，各个检测孔的间隔为0.5－5m，如图1所示，l的数值为0.5－5m。
55.通常燃气泄漏时的开挖直径在0.5－5米左右，检测孔的间隔与开挖直径相匹配，既易于反应浓度梯度、浓度值差异，又便于在确定距离真是泄漏点最近的检测孔后以检测孔为中心进行开挖，提高效率。
56.优选地，步骤四中，绘制各个检测孔内的燃气浓度与时间之间的曲线图，根据曲线图判断燃气浓度下降速度和燃气浓度上升速度。
57.如图8与图9所示，图中横轴为时间、纵轴为燃气浓度。曲线图可以直观地反应检测孔内的燃气浓度变化情况，供检修人员判断各个检测孔在真空泵5抽气时燃气浓度的下降速度和真空泵5关闭后燃气浓度的上升速度。另外，在采用燃气浓度检测仪检测浓度时，可通过外设的计算设备直接绘制出曲线图，实现自动化作业，提高检修效率。
58.优选地，步骤三中，关闭真空泵5的条件为：各检测孔的燃气浓度趋于零，或各检测孔的燃气浓度趋于稳定，或真空泵5超过设定抽气时间。
59.不同的检测孔与真实泄漏点7之间的距离不同，因此燃气在检测孔内的泄漏速率和真空泵5的抽气速率的差值不同。检测孔内的泄漏速率小于真空泵5的抽气速率时，检测孔内的燃气浓度最终会趋于零；检测孔内的泄漏速率和真空泵5的抽气速率接近时，各检测孔的燃气浓度趋于稳定；检测孔内的泄漏速率大于真空泵5的抽气速率时，检测孔内的燃气浓度变化较小，抽气超过设定时间后即可关闭真空泵5。
60.根据不同的抽气情况选择关闭真空泵5的时机，可以提高检修效率。
61.优选地，步骤三中，对其中部分检测孔进行抽气时，临时堵塞其他检测孔。
62.堵塞其他检测孔后，可以避免燃气由其他检测孔泄漏，使待抽气的检测孔内的燃气泄漏再次经历从初始阶段逐渐发展的过程，更加贴合燃气泄漏的实际情况，更加准确地判断打孔点距离真实泄漏点7的相对位置。
63.综上，本发明实施例提供一种燃气管道泄漏位置的定位方法，其在燃气管道的延伸方向上挖掘至少两个检测孔，距离真实泄漏点的位置越近，真空泵抽气时检测孔内的燃气浓度下降速度越慢、关闭后或者低功率运行时检测孔内的燃气浓度上升速度越快，以此
对后续检测孔的挖掘方向进行指导，操作人员同时记录多个检测孔洞内的燃气浓度变化趋势，可以减少打孔的次数，减少开挖面积，减小工人强度；另外利用真空泵抽气降低土壤中的燃气浓度，使燃气管道的泄漏再次经历从初始阶段逐渐发展的过程，增加土壤中甲烷梯度变化以及时间差异，从而便于操作人员更加准确地判断打孔点距离真实泄漏点的相对位置。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。