一种管道微泄漏在线监测方法和监测系统与流程

本发明涉及监测，具体涉及一种管道微泄漏在线监测方法和监测系统。

背景技术：

1、油气田开采过程中地面常温输送的大量原油、工业废水和工业废气等流体多采用增强塑料复合管材形成输送管道。以钢骨架增强塑料连续复合管为例，采用自内而外的交联聚乙烯层(用于形成输送通道)、碳钢骨架层(用于形成输送通道刚性支撑)和聚乙烯层(用于形成输送通道韧性保护)的复合层结构，随着管道老化、腐蚀、磨损等原因，会出现保护层不同程度破损进一步导致流体微泄漏现象，不仅造成流体资源的浪费，还会对环境造成污染。

2、现有技术中，埋地金属管道泄漏监测主要有直接测量法、负压法、流量平衡法、声波法等。但这些方法或受限于人力巡检成本和传感器设备安装成本，或受限于流量泄漏区间定位能力不足，未能有效地解决对钢骨架增强复合管外保护层微破损状态的感知和泄漏区间定位。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供一种管道微泄漏在线监测方法和监测系统，解决现有监测技术无法及时有效获取钢骨架增强复合管外保护层微破损状态的技术问题。

2、本发明实施例的管道微泄漏在线监测方法，包括：

3、利用输送管道连续的导电介质层结合电压源形成输送管道与大地间的电信号传输回路，通过电信号传输回路形成电位监测基准；

4、在导电介质层的延伸路径上形成监测点位集合，在监测点位监测输送管道对应位置与大地间的管地电位信号变化；

5、根据监测点位反馈的管地电位信号变化判定输送管道的微泄漏状态。

6、本发明一实施例中，所述利用输送管道连续的导电介质层结合电压源形成输送管道与大地间的电信号传输回路，通过电信号传输回路形成电位监测基准包括：

7、对区域内输送管道的拓扑结构进行规划以确定进行监测的输送管道支路和/或局部输送管道网络；

8、针对导电介质层支路或局部导电介质层网络设置直流电压源形成电信号传输回路；

9、反馈电信号传输回路中电位监测基准数据，并受控调整直流电压源输出参数。

10、本发明一实施例中，所述在导电介质层的延伸路径上形成监测点位集合，在监测点位监测输送管道对应位置与大地间的管地电位信号变化包括：

11、根据输送管道支路和/或局部输送管道网络的地理分布特征确定监测点位，建立监测点位间的类型属性；

12、在监测点位持续采集管地电位信号进行反馈，并受控调整采集控制参数。

13、本发明一实施例中，所述根据监测点位反馈的管地电位信号变化判定输送管道的微泄漏状态包括：

14、接收各监测点位反馈的管地电位数据形成每个监测点位的管地电位变化数据序列；

15、当管地电位变化数据序列中相邻管地电位的数值变化符合泄漏规则时判定该监测点位周边泄漏发生；

16、当判定监测点位泄漏发生时根据区间定位规则判定泄漏区间；

17、根据泄漏发生监测点位的相邻监测点位的同时序周期内管地电位变化趋势和相邻监测点位的地理分布特征判定泄漏趋势。

18、本发明一实施例中，所述泄漏规则包括：

19、阈值规则：设置管地电位跳变阈值，当连续相邻管地电位变化值超过或低于该阈值时，判定为该监测点位泄漏发生；

20、变化率规则：管地电位数值的单调变化率超过设定阈值时，判定为泄漏发生；

21、统计学规则：根据前期管地电位数值的均值或方差形成对后期管地电位数值的偏离判定，当偏离达到设定阈值时，判定为泄漏发生。

22、本发明一实施例中，所述区间定位规则包括：

23、线性定位规则：根据泄漏发生监测点位的管地电位变化数据序列中管地电位值的波动情况，建立波动线性方程推算管地电位波动对应泄漏位置的大致范围；

24、多点定位规则：利用地理位置与泄漏发生监测点位临近的三个或三个以上监测点位的管地电位值，通过多点差值测量原理计算出泄漏位置的具体区间。

25、统计学定位规则：根据泄漏发生监测点位前期管地电位值的均值或方差形成对后期管地电位值映射的距离偏差判定，推算出泄漏区间。

26、本发明一实施例中，还包括：

27、形成各监测点位的管地电位变化数据序列的存储和查询，形成对输送管道微泄漏状态的多维度量化数据；

28、根据对具体微泄漏状态的多维度量化数据形成微泄漏状态的数据展示；

29、根据对具体微泄漏状态的多维度量化描述数据形成报警和通知；

30、根据对具体微泄漏状态的多维度量化描述数据形成对直流电压源和监测点位进行远程控制和管理。

31、本发明实施例的管道微泄漏在线监测系统，包括：

32、存储器，用于存储上述管道微泄漏在线监测方法处理过程中的程序代码；

33、处理器，用于执行所述程序代码。

34、本发明实施例的管道微泄漏在线监测系统，包括：

35、基准形成装置，用于利用输送管道连续的导电介质层结合电压源形成输送管道与大地间的电信号传输回路，通过电信号传输回路形成电位监测基准；

36、变化采集装置，用于在导电介质层的延伸路径上形成监测点位集合，在监测点位监测输送管道对应位置与大地间的管地电位信号变化；

37、状态判定装置，用于根据监测点位反馈的管地电位信号变化判定输送管道的微泄漏状态。

38、本发明实施例的管道微泄漏在线监测系统，包括：

39、发射机，用于向构成输送管道的钢骨架增强复合管的导电介质层受控输出直流电压，并采集导电介质层与大地间形成的电信号传输回路的电位监测基准数据向监测平台反馈；

40、接收机，用于在输送管道的监测点位受控采集导电介质层与大地间的管地电位信号向监测平台反馈；

41、监测平台，用于根据电位监测基准数据和管地电位信号进行微泄漏状态判定，并根据判定结果形成监测控制。

42、本发明实施例的管道微泄漏在线监测方法和监测系统利用支撑钢骨架与输送管道的延伸一致性保证了局部管地电位变化的量化基准的可靠性。通过监测点位获取输送管道保护层出现微小泄漏时局部范围内管地电位的细微变化，有效实时感知泄漏状态，为泄漏位置、泄漏趋势判定提供有效精确的管地电位变化信息。充分应用监测点位的管地电位变化数据和监测点位地理信息形成实时监测、高精度泄漏区间定位、远程监控、自动报警等一系列监测控制过程，能够有效地监测和管理管道泄漏情况，提高管道运行安全性和维护效率。

技术特征：

1.一种管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，所述利用输送管道连续的导电介质层结合电压源形成输送管道与大地间的电信号传输回路，通过电信号传输回路形成电位监测基准包括：

3.如权利要求1所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，所述在导电介质层的延伸路径上形成监测点位集合，在监测点位监测输送管道对应位置与大地间的管地电位信号变化包括：

4.如权利要求1所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，所述根据监测点位反馈的管地电位信号变化判定输送管道的微泄漏状态包括：

5.如权利要求4所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，所述泄漏规则包括：

6.如权利要求4所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，所述区间定位规则包括：

7.如权利要求4所述的管道微泄漏在线监测方法，其特征在于，还包括：

8.一种管道微泄漏在线监测系统，其特征在于，包括：

9.一种管道微泄漏在线监测系统，其特征在于，包括：

10.一种管道微泄漏在线监测系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种管道微泄漏在线监测方法和监测系统，解决现有监测技术无法及时有效获取钢骨架增强复合管外保护层微破损状态的技术问题。方法包括：利用输送管道连续的导电介质层结合电压源形成输送管道与大地间的电信号传输回路，通过电信号传输回路形成电位监测基准；在导电介质层的延伸路径上形成监测点位集合，在监测点位监测输送管道对应位置与大地间的管地电位信号变化；根据监测点位反馈的管地电位信号变化判定输送管道的微泄漏状态。量化基准可靠，有效感知管地电位的细微变化，为泄漏位置、泄漏趋势判定提供有效精确的管地电位变化信息。具有一系列监测控制过程，能够有效地监测和管理管道泄漏情况，提高管道运行安全性和维护效率。

技术研发人员：杜友如,罗颖,李瑞川,罗建国,胡爱琴,胡洪瑞,朱宁波
受保护的技术使用者：四川吉石科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15