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      一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置及方法

      文檔序號:5817373閱讀:947來源:國知局
      一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置及方法
      【專利摘要】本發(fā)明屬于油氣安全工程領域,特指一種通過傳感電纜實現(xiàn)天然氣管道泄漏實時在線監(jiān)測的裝置和方法,是目前使用傳感電纜實現(xiàn)天然氣管道泄漏監(jiān)測和定位的新方法,也可以用于其他烴類介質管道泄漏監(jiān)測和定位。本發(fā)明通過設置傳感電纜5、電阻檢測儀1、電纜連接器4、普通電纜3、半透膜檢測管6、前端探頭2,所述電阻檢測儀與普通電纜相連,所述普通電纜與前端探頭通過電纜連接器交替連接,所述前段探頭包括若干傳感電纜和若干半透膜檢測管,所述傳感電纜置于半透膜檢測管內(nèi),有效地實現(xiàn)了在線實時監(jiān)測天然氣管道泄漏及定位的目的。因此本發(fā)明的優(yōu)點是:結構簡單,靈敏度高,無誤報警,使用周期長,檢修更換方便。
      【專利說明】—種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置及方法
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明屬于油氣安全工程領域,更確切地說是一種用于天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置及方法。
      【背景技術】
      [0002]天然氣是危險化學品,具有易燃易爆的特性,爆炸極限為5%~15%。若天然氣泄漏,則極易形成爆炸性氣體,遇到明火就會引發(fā)爆炸。因此,天然氣管道泄漏監(jiān)測和定位技術作為確保管道安全運行的技術越來越受到重視。隨著天然氣管網(wǎng)逐步擴大,運行年限不斷增加,因為腐蝕、老化、第三方破壞等原因引起的管道泄漏事故不斷發(fā)生。管道泄漏不僅污染環(huán)境、浪費資源而且對人民的生命財產(chǎn)安全都是巨大的威脅。因此無論是從安全因素還是經(jīng)濟因素考慮,開發(fā)精度高、安全穩(wěn)定的天然氣管道泄漏監(jiān)測和定位方法,維護管道的正常運行,保障人民生命財產(chǎn)安全,都有十分重要的意義。
      [0003]對天然氣管道泄漏檢測方法的研究已有幾十年的歷史,但由于問題的復雜性,如管道輸送介質的多樣性、管道所處環(huán)境的多樣性、泄漏形式的多樣性等原因,目前還沒有一種方法能滿足所有泄漏檢測的要求。
      [0004]《儀器儀表學報》第34卷第2期的“基于分壓補償?shù)膫鞲须娎|泄漏檢測精確定位方法”公開了一種基于分壓補償?shù)膫鞲须娎|泄漏檢測精確定位方法,它是從傳感電纜的電阻特性出發(fā),分析影響傳感 電纜回路阻抗的諸多因素,討論了傳感電纜泄漏定位機理及存在的問題,并提出了引入分壓電阻補償傳感電纜回路阻抗的波動,從而實現(xiàn)泄漏檢測精確定位的方法,并在此基礎上搭建了實驗系統(tǒng)。在檢測天然氣泄漏時,因為天然氣與傳感電纜發(fā)生化學反應,被污染段電纜只能使用一次,且天然氣泄漏擴散范圍大,被污染傳感電纜很長,且污染范圍不好確定,更換成本高。傳感電纜很細,鋪設在天然氣管道上方,容易受到外力的破壞,且容易受到雨水天氣的影響,使傳感電纜失靈,天然氣泄漏檢測靈敏度降低。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于準分布式傳感電纜法的非開挖實時在線、檢測靈敏度高、無誤報警的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置和方法。
      [0006]一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,包括電阻檢測儀、前端探頭、普通電纜、電纜連接器、傳感電纜和半透膜檢測管,所述電阻檢測儀與普通電纜相連,所述普通電纜與前端探頭通過電纜連接器交替連接,所述前段探頭包括若干傳感電纜和若干半透膜檢測管,所述傳感電纜置于半透膜檢測管內(nèi)。
      [0007]上述方案中所述前端探頭以正玄波的形勢向兩側均勻分布,并將前端探頭固定在天然氣管道上。
      [0008]上述方案中所述前端探頭上方罩有帶網(wǎng)眼的金屬殼體,將帶網(wǎng)眼的金屬殼體固定在天然氣管道上。
      [0009]所述半透膜檢測管優(yōu)選氣體選著性滲透材料。[0010]所述傳感電纜每段的長度相同,長度在1~5m之間。
      [0011]所述普通電纜的每段的長度相同,長度在10~20m之間。
      [0012]本發(fā)明的發(fā)明人提出一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的方法,包括以下步驟:
      [0013](1)測量由普通電纜和前端探頭組成的監(jiān)測系統(tǒng)電阻,無天然氣泄漏時,電阻為無窮大;
      [0014](2)當發(fā)生天然氣泄漏,由半透膜檢測管和傳感電纜組成的前端探頭能讓天然氣透過而不能透過水,泄漏的天然氣與傳感電纜發(fā)生化學反應,電阻測量儀將檢測出此時電纜電阻R,根據(jù)設定程序進行聲光報警,并將系統(tǒng)運行過程中記錄的電纜電阻值通過PLC控制器分析處理及泄漏點定位;
      [0015](3)若發(fā)生管道泄漏,接觸到泄漏燃氣的傳感電纜將失去監(jiān)測功能,需進行傳感電纜更換;
      [0016](4)重復進行步驟(1)到(3)。
      [0017]本發(fā)明的有益效果是:實現(xiàn)了天然氣管道非開挖實時在線監(jiān)測,采用基于準分布式傳感電纜泄漏檢測方法,提高了定位精度,且解決了被污染電纜過長,更換成本高的問題;改進傳感電纜泄漏檢測定位公式,提高定位精度;將傳感電纜與半滲透膜檢測管集成使用組成前端探頭,半透膜檢測管只能通過天然氣不能通過水,避免了降雨降雪對傳感電纜的干擾,大幅降低被污染電纜更換成本,提高泄漏檢測系統(tǒng)維修速度;前端探頭中的半透膜檢測管和傳感電纜采用正 玄波的形狀分布,這種結構設計使傳感電纜更有效的和泄漏的天然氣接觸,提高檢測靈敏度;帶網(wǎng)眼的金屬殼對前端探頭有支撐和保護作用,避免設備被外力破壞,提高設備的可靠性。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0018]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
      [0019]圖1為本發(fā)明的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置及方法的結構示意圖;
      [0020]圖2為本發(fā)明的前端探頭結構示意圖;
      [0021]圖中:1電阻檢測儀、2前端探頭、3普通電纜、4電纜連接器、5傳感電纜、6半透膜檢測管。
      【具體實施方式】
      [0022]本發(fā)明提供了一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其中包括電阻檢測儀1、前端探頭
      2、普通電纜3、電纜連接器4、傳感電纜5、半透膜檢測管6,所述電阻檢測儀1與普通電纜3相連,所述普通電纜3與前端探頭2通過電纜連接器4交替連接,所述前端探頭2包括若干半透膜檢測管6和若干傳感電纜5,所述傳感電纜5置入半透膜檢測管6內(nèi),
      [0023]上述方案中所述前端探頭2以正玄波的形勢向兩側均勻分布,并將前端探頭2固定在天然氣管道7上。
      [0024]上述方案中所述前端探頭2的上方罩有帶網(wǎng)眼的金屬殼體,并將帶網(wǎng)眼的金屬殼體固定在天然氣管道7上,帶網(wǎng)眼的金屬殼的尺寸為1*0.5*0.1m。
      [0025]所述半透膜檢測管6優(yōu)選氣體選著性滲透材料。
      [0026]所述傳感電纜5每段的長度相同,長度在1~5m之間。[0027]所述普通電纜3的每段的長度相同,長度在10~20m之間。
      [0028]本發(fā)明的發(fā)明人提出一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的方法,步驟如下:對由普通電纜 3和前端探頭2組成的電纜通電,普通電纜3長14m配傳感電纜5長lm (即L = 14,L0 =15),測,量電纜電阻,無天然氣泄漏時,電纜電阻為無窮大,當發(fā)生天然氣泄漏,由半透膜檢測管6和傳感電纜5組成的,前端探頭2能透過天然氣而不能透過水,天然氣與傳感電纜5發(fā)生化學反應,電阻測量儀將檢測出此時電纜電阻&,當電阻值不再是無窮大時就進行聲光報警,實現(xiàn)首次泄漏監(jiān)測,隨后將系統(tǒng)運行過程中記錄的系統(tǒng)電阻值和已知的電纜參數(shù)(P s、P d、Ss、SD、RLeak)通過 Rx = RLeak/2+2X(p s/Ss+lD p D/SD)/LQ,定位程序計算后即可得出泄漏位置X,解決管道泄漏問題后,對用兩根長度為lm的傳感電纜替換被污染的兩段傳感電纜,此時電阻檢測儀再次檢測電纜阻值為無窮大,當電阻檢測儀再次檢測到系統(tǒng)電阻值非無窮大時,則重復進行此步驟。
      【權利要求】
      1.一種天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,包括電阻檢測儀(1)、前端探頭(2)、普通電纜(3)、電纜連接器(4)、傳感電纜(5)、半透膜檢測管(6),其特征在于:所述電阻檢測儀(1)與普通電纜(3 )相連,所述普通電纜(3 )與前端探頭(2 )通過電纜連接器(4 )交替連接,所述前端探頭(2 )包括若干傳感電纜(5 )和若干半透膜檢測管(6 ),所述傳感電纜(5 )置于半透膜檢測管(6)內(nèi)。
      2.根據(jù)權利要求1所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其特征在于:所述前端探頭(2)以正玄波的形式向兩側均勻分布,所述前端探頭(2)固定在天然氣管道(7)上。
      3.根據(jù)權利要求1所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其特征在于:所述前端探頭(2)的上方罩有帶網(wǎng)眼的金屬殼體,帶網(wǎng)眼的金屬殼固定在天然氣管道(7)上。
      4.根據(jù)權利要求1所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其特征在于:所述半透膜檢測管(6)優(yōu)選氣體選著性滲透材料。
      5.根據(jù)權利要求1所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其特征在于:每段傳感電纜(5)的長度相同,長度在1~5m之間。
      6.根據(jù)權利要求1所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的裝置,其特征在于:每段普通電纜(3)長度相同,長度在10~20m之間。
      7.一種采用權利要求1所述的監(jiān)測的裝置對天然氣管道泄漏監(jiān)測的方法,包括以下步驟: (1)對由普通電纜和前端探頭組成的電纜通電,測量電纜電阻,無天然氣泄漏時,電纜電阻為無窮大; (2)當發(fā)生天然氣泄漏,由半透膜檢測管和傳感電纜組成的前端探頭能讓天然氣透過而不能透過水,泄漏的天然氣與傳感電纜發(fā)生化學反應,電阻測量儀將檢測出此時系統(tǒng)電阻R,根據(jù)設定程序進行聲光報警,并將系統(tǒng)運行過程中記錄的系統(tǒng)電阻值通過PLC控制器的分析程序分析處理,進行泄漏點定位; (3)遇到發(fā)生管道泄漏,接觸到泄漏燃氣的傳感電纜將失去監(jiān)測功能,需進行傳感電纜更換; (4)重復進行步驟(1)到(3)。
      8.如權利要求7所述的天然氣管道泄漏監(jiān)測的方法,其特征在于:當泄漏發(fā)生時,電纜的電阻值發(fā)生變化,其中單位長度為U的聚合物的等效導通電阻為R^k,每一段傳感電纜(5)的長度為1、截面積為Ss、單位長度的電阻率為Ps,每一段普通電纜(3)長度為1D、截面積SD、單位長度電阻率為p D,電阻檢測儀到泄漏點距離為X,電阻檢測儀的電阻值Rx:
      Rx = RLeak/2+2X ( P s/Ss+lD/ Ρ D/SD) /L0
      Τ =1 +1
      XD 1 °
      【文檔編號】F17D5/06GK103629536SQ201310566018
      【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權日:2013年11月13日
      【發(fā)明者】王樹立, 孫少立, 周詩崠, 李恩田, 張永飛, 蔣偉, 趙煜 申請人:常州大學
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