一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【專利摘要】本法發(fā)明涉及一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。管道泄漏監(jiān)測裝置包括多臺分布式處理終端、一臺中心接收機和一臺中控機；每條管道上安裝兩臺分布式處理終端，分別安裝在首站出口與末站入口處；分布式處理終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及壓力異常判斷和疑似泄漏判斷；中心接收機負(fù)責(zé)處理中控機與分布式處理終端的通訊任務(wù)；中控機負(fù)責(zé)對疑似泄漏進行確認(rèn)判斷與報警。該泄漏監(jiān)測裝置實時性強的疑似泄漏判斷任務(wù)在分布式處理終端中處理，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)疑似泄漏后才把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給中控機，大幅降低了無線傳輸數(shù)據(jù)量，提高了數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量；中控機需要處理的數(shù)據(jù)量大幅減少且泄漏確認(rèn)算法簡單，降低了中控機的負(fù)荷，提高了其運行穩(wěn)定性。
【專利說明】一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本法發(fā)明屬于油氣儲運領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將原油從油田的各處理站匯集輸送到油庫的管道稱為集輸管道，集輸管道輸送的是高純度原油，在油田內(nèi)部分布廣泛；近年來因腐蝕穿孔、打孔盜油等自然、人為因素所導(dǎo)致的管道泄漏時有發(fā)生，而原油一旦泄漏往往帶來嚴(yán)重的后果。如果對管線開展實時監(jiān)測，迅速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)泄漏并判斷泄漏點位置，就能采取措施及時處理，使損失降到最小，因此有重要的意義。
[0003]幾種有代表性的在線管道泄漏監(jiān)測方法有:質(zhì)量平衡監(jiān)測法、負(fù)壓波監(jiān)測法、分布式光纖監(jiān)測法、音波監(jiān)測法。其中負(fù)壓波監(jiān)測法因其投資少、檢測實時性好等特點，在國內(nèi)各大油田應(yīng)用最為廣泛。負(fù)壓波泄漏監(jiān)測方法是利用數(shù)據(jù)采集裝置實時獲取管道兩端的壓力信號，并實時進行傳輸、濾波和泄漏判斷的一種方法。
[0004]中國發(fā)明專利200910086818.9提供了一種液體壓力管道泄漏檢測及泄漏定位裝置，其包括:加速度傳感器、發(fā)射機、接收機和上位機。加速度傳感器檢測管道泄漏所產(chǎn)生的聲信號，發(fā)射機對該聲信號進行調(diào)理并發(fā)送到接收機，接收機對接收到的聲信號進行解調(diào)并傳給上位機，上位機負(fù)責(zé)信號的處理。
[0005]中國發(fā)明專利201310169679.2提供了一種基于音波信號的輸氣管道泄漏檢測裝置及檢測方法，該檢測裝置包括音波傳感器組、信號調(diào)理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)傳輸媒介與中控計算機，其數(shù)據(jù)傳輸媒介為已有的SCADA系統(tǒng)。
[0006]中國發(fā)明專利200910220268.5提供了一種基于小波和模式識別的流體輸送管道泄漏檢測方法及裝置，檢測裝置包括壓力變送器、ARM處理器、局域網(wǎng)及GPS全球定位校時系統(tǒng)。該裝置利用管道首、末站間的高速局域網(wǎng)，實時采集管道兩端的壓力數(shù)據(jù)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳遞給ARM處理器進行泄漏判斷與泄漏點定位。該檢測方法是對壓力信號進行分析，利用斜率法、小波理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來排除泵操作對管道泄漏檢測的影響，通過逐步完善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家?guī)斓姆绞浇档驼`報警率。
[0007]以上涉及管道泄漏監(jiān)測的裝置或方法是從數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與泄漏識別三個方面進行闡述的，由于原油集輸管道布局、管況的特殊性，在現(xiàn)場應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有專利及技術(shù)主要存在以下缺點:
[0008](I)、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量低。原油集輸管道管長一般在3到20公里之間且建設(shè)年代早自動化程度低，很少有現(xiàn)成的SCADA系統(tǒng)或首末站高速局域網(wǎng)供通訊使用，從成本角度考慮，后建的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，只能采取無線電臺的通訊方式；由于原油管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)需要在線運行，實時數(shù)據(jù)傳輸量巨大，且受天氣等外界因素的影響，常導(dǎo)致數(shù)據(jù)請求、發(fā)送任務(wù)無法在規(guī)定時間內(nèi)完成，造成數(shù)據(jù)丟失。
[0009](2)、中控機運行不穩(wěn)定。匯集到同一油庫的集輸管道有多條，而現(xiàn)有的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)為集中式在線處理系統(tǒng)，中控機需要在一定的時間片內(nèi)，依次請求多個遠(yuǎn)程管道終端的數(shù)據(jù)并完成壓縮、存儲、處理等任務(wù)，這些任務(wù)為串行任務(wù)，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)延遲將可能影響下一個時間片任務(wù)的執(zhí)行，造成系統(tǒng)崩潰。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，除了數(shù)據(jù)通訊任務(wù)夕卜，數(shù)據(jù)的存儲任務(wù)和復(fù)雜的泄漏判斷處理任務(wù)都會占用大量計算機資源易造成時間延遲，因此這種集中式實時處理系統(tǒng)的中控機任務(wù)負(fù)荷大、運行不穩(wěn)定。
[0010](3)、泄漏監(jiān)測誤報警率高。由于在管道輸送過程中一些正常的停泵、調(diào)閥操作也會產(chǎn)生跟泄漏類似的負(fù)壓波，因此如何排除泵、閥操作的影響是準(zhǔn)確判斷泄漏的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的發(fā)明、技術(shù)多采用算法復(fù)雜度高的方法來排除泵、閥操作的影響，事實上，因管道管況、泄漏點位置、泄漏量等條件不同，管道泄漏所產(chǎn)生的負(fù)壓波形多種多樣，如果僅從壓力角度進行判斷，難以排除泵、閥的操作影響，因此泄漏監(jiān)測誤報警率高。
[0011]上述缺點直接影響了負(fù)壓波泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的性能和指標(biāo)，降低了管道安全運行保障工作的效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，以解決泄漏監(jiān)測中存在的問題。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0014]管道泄漏監(jiān)測裝置，采用分布式處理系統(tǒng)，包括:多臺分布式處理終端、一臺中心接收機和一臺中控機；每條管道上安裝兩臺分布式處理終端，分別安裝在首站出口與末站入口處；分布式處理終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及壓力異常判斷和疑似泄漏判斷；中心接收機負(fù)責(zé)處理中控機與分布式處理終端的通訊任務(wù)；中控機負(fù)責(zé)對疑似泄漏進行確認(rèn)判斷與報警。
[0015]用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測方法，采用上述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，該泄漏監(jiān)測方法采用三級判別體系:管道壓力異常判斷、管道疑似泄漏判斷、管道泄漏確認(rèn)；其中前兩級在分布式處理終端處理，最后一級在中控機上處理。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:該泄漏監(jiān)測裝置為分布式處理系統(tǒng)，實時性強的疑似泄漏判斷任務(wù)在分布式處理終端中處理，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)疑似泄漏后才把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給中控機，大幅降低了無線傳輸數(shù)據(jù)量，提高了數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量；中控機需要處理的數(shù)據(jù)量大幅減少且泄漏確認(rèn)算法簡單，降低了中控機的負(fù)荷，提高了其運行穩(wěn)定性；該泄漏監(jiān)測方法通過監(jiān)測泵、閥的運行狀態(tài)，直接排除因泵、閥操作所引起的壓力異常情況，大幅降低了泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的誤報警率；同時，正是因為不用過分擔(dān)心誤報警率高的問題，壓力異常判斷閾值可以設(shè)置得小一些，提高了泄漏監(jiān)測系統(tǒng)對小泄漏的監(jiān)測能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為管道泄漏監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為分布式處理終端功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為中心接收機功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為壓力異常判斷的流程示意圖；
[0021]圖5為PL2A端采集到的原始壓力信號；[0022]圖6為PL2A端降噪后的壓力信號；
[0023]圖7為管道疑似泄漏判斷的流程圖；
[0024]圖8為PL2A端采集到的泵機組電機過路電流信號；
[0025]圖9為PL2A端采集到的電動閥過路電流信號；
[0026]圖10為管道泄漏確認(rèn)的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，管道泄漏監(jiān)測裝置，采用分布式處理系統(tǒng)，包括:多臺分布式處理終端、一臺中心接收機和一臺中控機；每條管道上需安裝兩臺分布式處理終端，分別安裝在首站出口與末站入口處(末站一般為油庫所在地)，分布式處理終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及壓力異常判斷和疑似泄漏判斷；中心接收機負(fù)責(zé)處理中控機與分布式處理終端的通訊任務(wù)，中心接收機一般架設(shè)在油庫監(jiān)控室的室外塔架上；中控機負(fù)責(zé)對疑似泄漏進行確認(rèn)判斷與報警，中控機一般設(shè)置在油庫的監(jiān)控室內(nèi)。
[0028]如圖2所示，分布式處理終端，包括:壓力傳感器、泵機組過路電流傳感器、電磁閥過路電流傳感器、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制與處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、GPS模塊、屏顯模塊、遠(yuǎn)程無線通訊模塊；其中:
[0029]壓力傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接，壓力傳感器用于采集管道的實時壓力信號，壓力傳感器采用介入式安裝在管道上，壓力傳感器的量程為:-0.Ι-lOMPa，輸出4-20mA模擬電流信號；
[0030]泵機組過路電流傳感器采用開合式的電流傳感器，泵機組過路電流傳感器夾在泵機組的動力電源線上，采集過路電流；當(dāng)泵機組啟動或停止時，泵機組電機過路電流會發(fā)生變化，泵機組過路電流傳感器的量程為:0-200A，輸出為4-20mA模擬電流信號，泵機組過路電流傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接，由于在集輸管道末站無泵機組，泵機組過路電流傳感器接地；
[0031]電動閥過路電流傳感器采用開合式的電流傳感器，電動閥過路電流傳感器夾在電動閥的動力電源線上，采集過路電流；當(dāng)泵啟動、停止和閥門開度變化時，電動閥過路電流會發(fā)生變化，電動閥過路電流傳感器的量程為:0-200A，輸出為4-20mA模擬電流信號，電動閥過路電流傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接；
[0032]信號調(diào)理模塊對壓力傳感器采集到的壓力信號、泵機組過路電流傳感器采集到的泵機組過路電流信號、電動閥過路電流傳感器采集到的電動閥過路電流信號分別進行放大處理，分別輸出O?IOV模擬電壓信號，信號調(diào)理模塊的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；
[0033]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用16位4通道IOOkps轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把信號調(diào)理模塊傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與控制與處理模塊連接；
[0034]控制與處理模塊選用ARM9處理器，采用WinCE6嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫，用來控制數(shù)據(jù)的采集、存儲與傳輸，并實現(xiàn)壓力實時降噪處理、壓力下降異常判斷、疑似泄漏判斷功能；
[0035]數(shù)據(jù)存儲模塊采用64M SDRAM芯片和256M NAND-Flash芯片的組合形式，數(shù)據(jù)存儲模塊通過電路連接到控制與處理模塊，用于提供程序運行空間與數(shù)據(jù)存儲；
[0036]遠(yuǎn)程無線通訊模塊通過電路連接到控制與處理模塊，發(fā)射功率25W，工作頻段350MHz，通訊速率為4800bps，提供處理終端與中心接收機雙向通訊的媒介；
[0037]GPS模塊采用SIRF3模組GPS接收器并帶MMCX外置天線，GPS模塊通過電路連接到控制與處理模塊，用于定時矯正嵌入式操作系統(tǒng)的時間和為即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包提供時間標(biāo)簽；
[0038]屏顯模塊采用TFT液晶屏，屏顯模塊通過電路連接到控制與處理模塊，用于顯示實時數(shù)據(jù)和設(shè)置壓力異常判斷算法的相關(guān)參數(shù)。
[0039]如圖3所示，中心接收機，包括:遠(yuǎn)程無線通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、中控機通訊接口、通訊控制模塊；其中:
[0040]通訊控制模塊選用ARM9處理器，采用WinCE6嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與中控機的雙向通信、控制無線通訊和數(shù)據(jù)緩存的功能；
[0041]遠(yuǎn)程無 線通訊模塊的發(fā)射功率為25W，工作頻段350MHz，信道間隔25Hz，通訊速率為4800bps，遠(yuǎn)程無線通訊模塊通過電路連接到通訊控制模塊，用于與各分布式終端雙向通訊；
[0042]數(shù)據(jù)存儲模塊采用64M SDRAM芯片和256M NAND-Flash芯片的組合形式，數(shù)據(jù)存儲模塊通過電路連接到通訊控制模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊用于提供程序運行空間與數(shù)據(jù)存儲；
[0043]中控機通訊接口采用RS485接口，數(shù)據(jù)存儲模塊一端通過電路連接到通訊控制模塊、另一端通過工控電纜與中控機相連，為接收機與主控雙向?qū)崟r通信提供通道。
[0044]中控機為該管道泄漏監(jiān)測裝置的中樞，也是與現(xiàn)場人員信息交互的平臺，一般安裝在油庫的監(jiān)控室，工作環(huán)境較好，可選用具有內(nèi)置揚聲器功能和RS485接口的普通商用計算機，可采用Windows系列操作系統(tǒng)和SQL Server數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對分布式處理終端的數(shù)據(jù)通訊控制、管道泄漏的確認(rèn)、管道泄漏聲光報警功能。
[0045]用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測方法，采用上述管道泄漏監(jiān)測裝置，該泄漏監(jiān)測方法采用三級判別體系:管道壓力異常判斷、管道疑似泄漏判斷、管道泄漏確認(rèn)；其中前兩級在分布式處理終端處理，最后一級在中控機上處理；假設(shè)管道編號為“PL2”，其首站的處理終端標(biāo)簽為“PL2A”，末站的處理終端標(biāo)簽為“PL2B”，具體監(jiān)測方法如下:
[0046]管道壓力異常判斷，如圖4所示，具體步驟如下:
[0047](I)、將壓力傳感器所采集到的PL2A端管道壓力信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；將泵機組過路電流傳感器所采集到的PL2A端泵機組過路電流信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；將電動閥過路電流傳感器所采集到的PL2A端電動閥過路電流信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0048](2)、將壓力信號、泵機組過路電流信號、電動閥過路電流信號分別存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫只保存當(dāng)前10分鐘的歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)新數(shù)據(jù)存入后需同時刪除數(shù)據(jù)庫中10分鐘以前的數(shù)據(jù)；
[0049](3)、利用雙邊閾值降噪方法對數(shù)據(jù)庫中的原始壓力數(shù)據(jù)進行降噪處理；雙邊閾值降噪方法為:假設(shè)原始數(shù)據(jù)為rt，降噪后為xt，降噪公式如下:
d, =di
[0050]if K < ) or {d, > Pma)
xt = X^1 else[0051]式中dt為當(dāng)前原始值與前一個時刻降噪值的差，pmin、pmax分別為dt的最大、最小允許波動閾值，由于每條管道、管端的噪聲水平不同，需要根據(jù)實際情況來設(shè)置此波動閾值。對如圖5所示PL2A端管況下的原始壓力數(shù)據(jù)進行降噪所采用最大允許波動閾值為:pmax =
0.007MPa，最小允許波動閾值為:pmin = -0.002MPa,降噪后的PL2A端管道壓力數(shù)據(jù)見圖6所示，可見已消除掉大部分噪聲，同時保留了壓力波的變化趨勢。
[0052](4)、利用連續(xù)下降閾值法對降噪后信號判斷壓力下降異常；連續(xù)下降閾值方法為:假設(shè)待分析壓力信號為Xt，其差分信號就為dt = Xt-Xw，那么計算連續(xù)η個Cli均小于O的個數(shù)記為s’如果s大于設(shè)定的閾值P，即判該段壓力信號下降異常，其中參數(shù)η和閾值P需要根據(jù)實際管況來設(shè)置。對PL2A端管況預(yù)先設(shè)置連續(xù)下降參數(shù)η = 3，閾值參數(shù)ρ =20，統(tǒng)計圖6所示PL2A端管道降噪壓力數(shù)據(jù)的連續(xù)下降段個數(shù)為s = 33，s > ρ，因此判定該管道PL2壓力下降異常。
[0053]管道疑似泄漏判斷，如圖7所示，具體步驟如下:
[0054](I)、當(dāng)判斷出壓力下降異常后，從數(shù)據(jù)庫取出PL2A端泵機組過路電流10分鐘歷史數(shù)據(jù)，見圖8所示，并從數(shù)據(jù)庫取出PL2A端電動閥過路電流10分鐘歷史數(shù)據(jù)，見圖9所示；
[0055](2)、利用二值法判斷PL2A端是否存在泵機組或電動閥操作；二值判斷法為:假設(shè)電流值為it，假設(shè)所得到的判斷結(jié)果為1，那么遍歷it各項，如果既存在大于O又存在等于O的項，則取I = 1，否則取y = O,式中y = I表示在這10分鐘內(nèi)存在泵機組或電動閥操作，y = O表示在這10分鐘內(nèi)沒有工況操作；對圖8所示PL2A端泵機組過路電流進行判斷,判斷結(jié)果為PL2A端無泵機組操作，對圖9所示PL2A端電動閥過路電流進行判斷，判斷結(jié)果為PL2A端無電動閥操作，將PL2A端工況操作標(biāo)志信息記為“PUMP-0、VALV-O"；
[0056](3)、如果這期間PL2A端存在泵機組或電動閥操作，該判定該壓力異常由工況操作所引起，進而排除管道PL2發(fā)生泄漏的可能，否則判定該管道PL2發(fā)生疑似泄漏；
[0057](4)、如果判定PL2管道發(fā)生疑似泄漏，那么將數(shù)據(jù)庫中的原始壓力數(shù)據(jù)、工況操作標(biāo)志信息、GPS時間標(biāo)簽和分布式處理終端標(biāo)簽“PL2A”打包后發(fā)送給中心接收機。
[0058]管道泄漏確認(rèn)，如圖10所示，具體步驟如下:
[0059](I)、中心接收機將接收到的數(shù)據(jù)包傳給中控機，中控機解碼此數(shù)據(jù)包的處理終端標(biāo)簽 “PL2A” ；
[0060](2)、中控機通過中心接收機向同管道另外一端的分布式處理終端PL2B發(fā)送數(shù)據(jù)請求,請求接收PL2B端原始壓力數(shù)據(jù)、工況操作標(biāo)志信息、GPS時間信息；
[0061](3)、中控機通過中心接收機接收PL2B端數(shù)據(jù)，并解碼PL2B端泵、閥工況操作標(biāo)志
信息；
[0062](4)、中控機判斷如果PL2B端存在工況操作，那么就取消PL2A端的管道疑似泄漏判斷，否則確認(rèn)管道PL2發(fā)生泄漏并聲光報警。
【權(quán)利要求】
1.一種管道泄漏監(jiān)測裝置，采用分布式處理系統(tǒng)，包括:多臺分布式處理終端、一臺中心接收機和一臺中控機；其特征在于:每條管道上安裝兩臺分布式處理終端，分別安裝在首站出口與末站入口 ；分布式處理終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及壓力異常判斷和疑似泄漏判斷；中心接收機負(fù)責(zé)處理中控機與分布式處理終端的通訊任務(wù)；中控機負(fù)責(zé)對疑似泄漏進行確認(rèn)判斷與報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，分布式處理終端，包括:壓力傳感器、泵機組過路電流傳感器、電磁閥過路電流傳感器、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制與處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、GPS模塊、屏顯模塊、遠(yuǎn)程無線通訊模塊；其中:壓力傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接；泵機組過路電流傳感器夾在泵機組的動力電源線上，泵機組過路電流傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接；電動閥過路電流傳感器夾在電動閥的動力電源線上，電動閥過路電流傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊連接；信號調(diào)理模塊的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與控制與處理模塊連接；數(shù)據(jù)存儲模塊通過電路連接到控制與處理模塊，遠(yuǎn)程無線通訊模塊通過電路連接到控制與處理模塊，GPS模塊通過電路連接到控制與處理模塊，屏顯模塊通過電路連接到控制與處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，中心接收機，包括:遠(yuǎn)程無線通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、中控機通訊接口、通訊控制模塊；其中:遠(yuǎn)程無線通訊模塊通過電路連接到通訊控制模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊通過電路連接到通訊控制模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊一端通過電路連接到通訊控制模塊、另一端通過工控電纜與中控機相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，壓力傳感器采用介入式安裝在管道上，壓力傳感器的量程為:-0.1-10MPa，輸出4-20mA模擬電流信號；泵機組過路電流傳感器采用開合式的電流傳感器，泵機組過路電流傳感器的量程為:0-200A，輸出為4-20mA模擬電流信號；電動閥過路電流傳感器采用開合式的電流傳感器，電動閥過路電流傳感器的量程為:0-200A，輸出為4-20mA模擬電流信號；信號調(diào)理模塊對壓力傳感器采集到的壓力信號、泵機組過路電流傳感器采集到的泵機組過路電流信號、電動閥過路電流傳感器采集到的電動閥過路電流信號分別進行放大處理，分別輸出O~IOV模擬電壓信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用16位4通道IOOkps轉(zhuǎn)換器；控制與處理模塊選用ARM9處理器，采用WinCE6嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫，用來控制數(shù)據(jù)的采集、存儲與傳輸，并實現(xiàn)壓力實時降噪處理、壓力下降異常判斷、疑似泄漏判斷功能；遠(yuǎn)程無線通訊模塊的發(fā)射功率25W，工作頻段350MHz，通訊速率為4800bps ;數(shù)據(jù)存儲模塊采用64M SDRAM芯片和256MNAND-Flash芯片的組合形式；GPS模塊采用SIRF3模組GPS接收器并帶MMCX外置天線；屏顯模塊采用TFT液晶屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，通訊控制模塊選用ARM9處理器，采用WinCE6嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據(jù)庫；遠(yuǎn)程無線通訊模塊的發(fā)射功率為25W，工作頻段350MHz，信道間隔25Hz，通訊速率為4800bps ;數(shù)據(jù)存儲模塊采用64M SDRAM芯片和256M NAND-Flash芯片的組合形式；中控機通訊接口采用RS485接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，中控機選用具有內(nèi)置揚聲器功能和RS485接口的普通商用計算機,采用Windows系列操作系統(tǒng)和SQL Server數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對分布式處理終端的數(shù)據(jù)通訊控制、管道泄漏的確認(rèn)、管道泄漏聲光報警功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，末站為油庫所在地，中心接收機架設(shè)在油庫監(jiān)控室的室外塔架上，中控機設(shè)置在油庫的監(jiān)控室內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，中控機為該管道泄漏監(jiān)測裝置的中樞，也是與現(xiàn)場人員信息交互的平臺，采用Windows系列操作系統(tǒng)和SQLServer數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對分布式處理終端的數(shù)據(jù)通訊控制、管道泄漏的確認(rèn)、管道泄漏聲光報警功能。
9.一種用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測方法，采用權(quán)利要求1-8所述的管道泄漏監(jiān)測裝置，其特征在于，該泄漏監(jiān)測方法采用三級判別體系:管道壓力異常判斷、管道疑似泄漏判斷、管道泄漏確認(rèn)；其中前兩級在分布式處理終端處理，最后一級在中控機上處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于原油集輸管道的泄漏監(jiān)測方法，其特征在于，假設(shè)管道編號為“PL2”，其首站的處理終端標(biāo)簽為“PL2A”，末站的處理終端標(biāo)簽為“PL2B”，具體監(jiān)測方法如下: 管道壓力異常判斷，具體步驟如下: (1)、將壓力傳感器所采集到的PL2A端管道壓力信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；將泵機組過路電流傳感器所采集到的PL2A端泵機組過路電流信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；將電動閥過路電流傳感器所采集到的PL2A端電動閥過路電流信號送入信號調(diào)理模塊進行放大處理，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； (2)、將壓力信號、泵機組過路電流信號、電動閥過路電流信號分別存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫只保存當(dāng)前10分鐘的歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)新數(shù)據(jù)存入后需同時刪除數(shù)據(jù)庫中10分鐘以前的數(shù)據(jù)； (3)、利用雙邊閾值降噪方法對數(shù)據(jù)庫中的原始壓力數(shù)據(jù)進行降噪處理；雙邊閾值降噪方法為:假設(shè)原始數(shù)據(jù)為rt，降噪后為xt，降噪公式如下:
【文檔編號】F17D5/06GK103836347SQ201410083922
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王明達 申請人:中國石油大學(xué)(華東)