CN117329461A - 油管道泄漏检测***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于泄漏检测技术领域，涉及油管道泄漏检测***和方法，包括实时监测电阻率信号、石油的流量信号和压力信号的检测组件，预警与监测服务器接收电阻率信号、流量信号和压力信号，将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值，对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值比较获取压力变化量，当压力变化量大于预设的压力变化阈值，且该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，在泄露段上筛选电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。本发明能快速精准确定泄漏位置，将输油管道泄漏造成的环境负效应降低到最小。
Description
技术领域
本发明属于泄漏检测技术领域，具体涉及油管道泄漏检测***和方法。
背景技术
石油作为一种不可再生资源，其在人们的生活中越来越占据了重要的位置。目前石油管道运输还是主要的石油运输形式，然而石油管道一旦出现泄漏，就会给经济的发展带来极为不利的影响。
研究人员通过对石油管道泄漏事件及泄漏原因的分析，发现管道材料的失效是产生石油管道泄漏的最主要的直接原因。为此要想找到防止管道泄漏的有效措施，即必须加大管道材料失效机理的研究。多年的研究结果证明，导致材料失效造成泄漏的主要原因是输送管道出现腐蚀、裂纹及磨损等情况。在钢管的焊缝中如果气孔、夹渣或没焊透，就会导致管道出现泄漏，如果铸铁管出现裂缝或者管道出现磨蚀损坏情况，都会造成输油管道的强度下降，因此随着时间的推移出现石油泄漏就是不可避免的。此外，在高温高压的作用下，石油输送管道内的介质腐蚀物导致管道泄漏的现象也非常普遍。
很多学者也一直致力于对泄漏点的准确监测，目前得到应用的泄漏点检测方法，在大流量泄露的情况下才能发挥作用，但是定位精度比较低，针对小流量泄漏的检测和定位，其根本无用武之地，因此造成的环境负效应大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了油管道泄漏检测***和方法，可应用在全范围的泄露点监测上，能快速、精准的确定泄漏位置，将输油管道泄漏造成的环境负效应降低到最小。
本发明的技术方案是：
油管道泄漏检测***，包括：
第一检测组件，用于实时监测多个第一监测点的电阻率信号，多个所述第一监测点位于所述油管道的一侧且沿着油管道的长度方向布置；
第二检测组件，用于实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，多个所述第二监测点位于油管道内部且沿着油管道的长度方向布置；
预警与监测服务器，用于接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，所述预警与监测服务器还用于对泄露段上的多个所述电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。
优选的，所述第一检测组件包括：
多个高密度石墨电极，所述高密度石墨电极的一端埋设在所述第一监测点，所述高密度石墨电极的另一端与高密度电法主机电连接，所述高密度电法主机与所述预警与监测服务器连接。
优选的，埋设在所述第一监测点的所述高密度石墨电极的端部与待测的油管道之间的距离是45-50cm。
优选的，相邻两个高密度石墨电极之间的距离是1.8-2.2米。
优选的，所述第二检测组件包括：
多个压力与流量传感器，所述压力与流量传感器与所述预警与监测服务器连接。
优选的，还包括数据收发组件，所述数据收发组件与所述高密度电法主机、所述压力与流量传感器、所述预警与监测服务器连接，用于接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号通过无线传输方式转发给所述预警与监测服务器。
优选的，还包括：
中央控制终端，所述中央控制终端与所述预警与监测服务器连接，用于接收所述泄露点的位置，并生成用于通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修的提示信息；
便携式移动终端，与所述中央控制终端和所述预警与监测服务器分别连接，用于接收所述泄露点的位置和所述提示信息。
油管道泄漏检测方法，采用如上所述的油管道泄漏检测***，包括以下步骤：
在待测的油管道的下侧选定多个第一监测点，在每个第一监测点上布置高密度石墨电极，用于实时监测多个第一监测点的电阻率信号，并将其传送给所述数据收发组件；
在待测的油管道内选定多个第二监测点，在每个第二监测点上设置压力与流量传感器，用于实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，并将其传送给所述数据收发组件；
所述数据收发组件接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号同步转发给所述预警与监测服务器；
所述预警与监测服务器接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号后将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，并对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，所述预警与监测服务器还用于对泄露段上的多个所述电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置；
所述预警与监测服务器将泄露点的位置同步发送给中央控制终端和便携式移动终端，所述中央控制终端在接收到所述泄露点的位置后，生成提示信息发送给便携式移动终端，以通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修。
本发明提供的基于无线遥测电法的油管道泄漏检测方法，借助第一检测组件进行实时监测地下不同位置的电阻率信息，通过第二检测组件实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，数据收发组件接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号同步转发给预警与监测服务器；预警与监测服务器接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、述流量信号和压力信号转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，预警与监测服务器还对泄露段上的多个所述电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置后，将泄露点的位置同步发送给中央控制终端和便携式移动终端，所述中央控制终端在接收到所述泄露点的位置后，生成提示信息发送给便携式移动终端，以通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修。
与现有技术相比，本发明利用多参量检测的原理，利用压力与流量传感器监测管道内石油的流量和相邻传感器的压力差对微小泄漏进行灵敏反馈，可以大致确定泄漏点的范围，利用高密度电法可以精确的监测泄漏点泄漏的石油引起电阻率的变化，其通过对不同时段的电阻率变化进行对比，结合压力与流量传感器的数据进行对比，从而判断出泄漏的具***置。本发明通过多种监测方法与定位技术相结合，可以准确的判定泄漏点的位置，特别是针对小流量泄漏的检测和定位也很有效，其检测与定位快速，可以将输油管道泄漏造成的环境负效应降低到最小，并能实现检测，传输，控制，预警全面***的监测功能，还可以利用无线传输进行实时准确的监测，实现石油输送管道泄漏的全覆盖监测，实用性强，值得推广。
附图说明
图1为本发明的实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明的实施例2的整体结构示意图；
图3为本发明的实施例3的整体结构示意图；
图4为本发明的***流程图。
附图标记：
1-油管道、2-高密度石墨电极、3-高密度电法主机、4-数据收发组件、5-压力与流量传感器、6-预警与监测服务器、7-中央控制终端、8-便携式移动终端。
具体实施方式
本发明提供了油管道泄漏检测***和方法，下面结合图1到图4的示意图，对本发明进行说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供的油管道泄漏检测***，利用压力与流量传感器5监测管道内石油的流量和相邻传感器的压力差对微小泄漏进行灵敏反馈，可以大致确定泄漏点的范围，利用高密度电法精确的监测泄漏点泄漏的石油引起电阻率的变化，其通过对不同时段的电阻率变化进行对比，结合压力与流量传感器5的数据进行对比，从而判断出泄漏的具***置。
具体的，油管道泄漏检测***包括用于实时监测多个第一监测点的电阻率信号的第一检测组件，多个第一监测点位于油管道1的一侧且沿着油管道1的长度方向布置。该***还包括了第二检测组件，第二检测组件用于实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，多个第二监测点位于油管道1内部且沿着油管道1的长度方向布置。还包括了预警与监测服务器6，用于接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，预警与监测服务器6还用于对泄露段上的多个电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。
具体的，第一检测组件包括多个高密度石墨电极2，高密度石墨电极2用于监测泄漏点泄漏的石油引起电阻率的变化，高密度石墨电极2的一端埋设在第一监测点，高密度石墨电极2的另一端与高密度电法主机3电连接，高密度电法主机3与预警与监测服务器6连接。
高密度石墨电极2作为高密度电法进行检测的重要元件存在，高密度石墨电极2测线布设于油管道1正下方，埋设于地表以下45-50cm，优选为50cm；高密度石墨电极2设计极距为1.8-2.2米，优选为2米，按2公里为一个观测单元，安装高密度电法主机3。油管道1埋深较浅，用高密度电法探测时设置探测深度不用超过10米，温纳测量是高密度电法主机3多种测量方式的一种，具有测量深度较浅，准度较高的特点，因此采用温纳测量装置。
高密度电法探测介质剖面上的电阻率变化，能够反映出介质的岩性变化，通过对岩性通电后测量介质电阻，从而判断出介质的岩性变化，在油管泄漏发生时，石油会导致介质电阻率发生变化，因此利用该方法根据介质电阻率的变化准确定位输油管道泄漏。输油管道一旦泄漏，必然导致泄漏区剖面上电阻率发生变化，采用连续不断的采集泄漏区电阻率，通过对比周围介质电阻率和异常介质电阻率的差异，通过预警与监测服务器6进行对异常介质电阻率减去正常介质电阻率，根据电阻率变化的程度，将能准确的圈定异常区，从而也能准开始开始发生泄漏的异常区，准确定位渗漏位置。
具体的，第二检测组件包括多个压力与流量传感器5，压力与流量传感器5与预警与监测服务器6连接。通过压力与流量传感器5监测管道内石油的流量和相邻传感器的压力差来对微小泄漏进行灵敏反馈，从而可以大致确定泄漏点的范围。
利用上述的油管道泄漏检测***进行泄漏检测的方法，包括以下步骤：
在待测的油管道1下侧选定多个第一监测点，在每个第一监测点上布置高密度石墨电极2，高密度石墨电极2的一端埋设在第一监测点内，高密度石墨电极2的端部与待测的油管道之间的距离是50cm，将高密度石墨电极2的另一端与高密度电法主机3电连接，将高密度电法主机3与预警与监测服务器6连接。
在待测的油管道1内选定多个第二监测点，在每个第二监测点上设置压力与流量传感器5，将压力与流量传感器5与预警与监测服务器6连接。
预警与监测服务器6用于接收高密度电法主机3上发来的电阻率信号，压力与流量传感器5发来的流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，并对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，预警与监测服务器6还用于对泄露段上的多个电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。
本发明利用高密度电法可以精确的监测泄漏点泄漏的石油引起电阻率的变化，压力与流量传感器5通过监测管道内石油的流量和相邻传感器的压力差对微小泄漏进行灵敏反馈，可以大致确定泄漏点的范围，再通过对发生泄漏前介质电阻率和发生泄漏后的电阻率进行对比，石油会造成介质的电阻率增大，造成介质电阻率增大的初始点就是泄漏的具***置，从而判断出泄漏的具***置，特别是针对小流量泄漏的检测和定位也很有效，其检测与定位快速，可以将输油管道泄漏造成的环境负效应降低到最小。
实施例2
作为实施例1的进一步改进方案，为了实现远程监测功能，如图2所示，***还包括了数据收发组件4，数据收发组件4与高密度电法主机3、压力与流量传感器5分别电连接，用于接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号通过无线传输方式转发给预警与监测服务器6。
利用上述的油管道泄漏检测***进行泄漏检测的方法，包括以下步骤：
在待测的油管道1下侧选定多个第一监测点，在每个第一监测点上布置高密度石墨电极2，高密度石墨电极2的一端埋设在第一监测点内，高密度石墨电极2的端部与待测的油管道之间的距离是50cm，将高密度石墨电极2的另一端与高密度电法主机3电连接，将高密度电法主机3与数据收发组件4连接。
在待测的油管道1内选定多个第二监测点，在每个第二监测点上设置压力与流量传感器5，将压力与流量传感器5与数据收发组件4连接，数据收发组件4和预警与监测服务器6无线连接。数据收发组件4接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号同步转发给预警与监测服务器6。
预警与监测服务器6接收数据收发组件4转发的电阻率信号、流量信号和压力信号后将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，并对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，预警与监测服务器6还用于对泄露段上的多个电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。
该方案下，现场监测到的检测信号可以经数据收发组件4进行无线转发，便于实现远程监控。
实施例3
作为实施例2的进一步改进方案，为了实现远程预警功能，如图3所示，***还包括中央控制终端7，中央控制终端7与预警与监测服务器6连接，用于接收泄露点的位置，并生成用于通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修的提示信息。所中央控制终端7和预警与监测服务器6还连接便携式移动终端8，便携式移动终端8用于接收泄露点的位置和提示信息。
油管道泄漏检测方法，采用如上述的油管道泄漏检测***，如图4所示，其包括以下步骤：
在待测的油管道1下侧选定多个第一监测点，在每个第一监测点上布置高密度石墨电极2，高密度石墨电极2的一端埋设在第一监测点内，高密度石墨电极2的端部与待测的油管道之间的距离是50cm，将高密度石墨电极2的另一端与高密度电法主机3电连接，将高密度电法主机3与数据收发组件4连接。
在待测的油管道1内选定多个第二监测点，在每个第二监测点上设置压力与流量传感器5，将压力与流量传感器5与数据收发组件4连接，数据收发组件4和预警与监测服务器6无线连接。数据收发组件4接收电阻率信号、流量信号和压力信号，并将电阻率信号、流量信号和压力信号同步转发给预警与监测服务器6。
预警与监测服务器6接收数据收发组件4转发的电阻率信号、流量信号和压力信号后将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，并对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，预警与监测服务器6还用于对泄露段上的多个电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置；预警与监测服务器6将泄露点的位置同步发送给中央控制终端7和便携式移动终端8，中央控制终端7在接收到泄露点的位置后，生成提示信息发送给便携式移动终端8，以通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修。
本发明提供的油管道泄漏检测***和方法，利用高密度电法可以精确的监测泄漏点泄漏的石油引起电阻率的变化，压力与流量传感器5通过监测管道内石油的流量和相邻传感器的压力差对微小泄漏进行灵敏反馈，可以大致确定泄漏点的范围，再通过对发生泄漏前介质电阻率和发生泄漏后的电阻率进行对比，石油会造成介质的电阻率增大，造成介质电阻率增大的初始点就是泄漏的具***置，从而判断出泄漏的具***置，特别是针对小流量泄漏的检测和定位也很有效，其检测与定位快速，可以将输油管道泄漏造成的环境负效应降低到最小，并能实现检测，传输，控制，预警全面***的监测功能，还可以利用无线传输进行实时准确的监测，实现石油输送管道泄漏的全覆盖监测，实用性强，值得推广。
以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.油管道泄漏检测***，其特征在于，包括：
第一检测组件，用于实时监测多个第一监测点的电阻率信号，多个所述第一监测点位于所述油管道(1)的一侧且沿着油管道(1)的长度方向布置；
第二检测组件，用于实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，多个所述第二监测点位于油管道(1)内部且沿着油管道(1)的长度方向布置；
预警与监测服务器(6)，用于接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，所述预警与监测服务器(6)还用于对泄露段上的多个所述电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置。
2.根据权利要求1所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，所述第一检测组件包括：
多个高密度石墨电极(2)，所述高密度石墨电极(2)的一端埋设在所述第一监测点，所述高密度石墨电极(2)的另一端与高密度电法主机(3)电连接，所述高密度电法主机(3)与所述预警与监测服务器(6)连接。
3.根据权利要求2所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，埋设在所述第一监测点的所述高密度石墨电极(2)的端部与待测的油管道之间的距离是45-50cm。
4.根据权利要求2所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，相邻两个高密度石墨电极(2)之间的距离是1.8-2.2米。
5.根据权利要求2、3和4任一所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，所述第二检测组件包括：
多个压力与流量传感器(5)，所述压力与流量传感器(5)与所述预警与监测服务器(6)连接。
6.根据权利要求5所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，还包括数据收发组件(4)，所述数据收发组件(4)与所述高密度电法主机(3)、所述压力与流量传感器(5)、所述预警与监测服务器(6)连接，用于接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号通过无线传输方式转发给所述预警与监测服务器(6)。
7.根据权利要求6所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，还包括：
中央控制终端(7)，所述中央控制终端(7)与所述预警与监测服务器(6)连接，用于接收所述泄露点的位置，并生成用于通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修的提示信息；
便携式移动终端(8)，与所述中央控制终端(7)和所述预警与监测服务器(6)分别连接，用于接收所述泄露点的位置和所述提示信息。
8.油管道泄漏检测方法，采用如权利要求7所述的油管道泄漏检测***，其特征在于，包括以下步骤：
在待测的油管道(1)的下侧选定多个第一监测点，在每个第一监测点上布置高密度石墨电极(2)，用于实时监测多个第一监测点的电阻率信号，并将其传送给所述数据收发组件(4)；
在待测的油管道(1)内选定多个第二监测点，在每个第二监测点上设置压力与流量传感器(5)，用于实时监测多个第二监测点上石油的流量信号和压力信号，并将其传送给所述数据收发组件(4)；
所述数据收发组件(4)接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号，并将所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号同步转发给所述预警与监测服务器(6)；
所述预警与监测服务器(6)接收所述电阻率信号、所述流量信号和所述压力信号后将其转变为对应的电阻率值、流量值和压力值后，并对同一时刻获取到的相邻第二监测点上的两个压力值作差获取压力差值，并将该压力差值与前一时刻获取到的压力差值进行比较获取压力变化量，当该压力变化量大于预设的压力变化阈值，同时该段上的流量变化量大于预设的流量变化阈值，则判定该段为泄露段，所述预警与监测服务器(6)还用于对泄露段上的多个所述电阻率值进行筛选，获取电阻率值突增的第一个电阻率值对应的第一监测点，判定其为泄露点的位置；
所述预警与监测服务器(6)将泄露点的位置同步发送给中央控制终端(7)和便携式移动终端(8)，所述中央控制终端(7)在接收到所述泄露点的位置后，生成提示信息发送给便携式移动终端(8)，以通知相关的维修人员到达管道泄漏位置进行维修。
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| CN202311292295.XA CN117329461A (zh) | 2023-10-08 | 2023-10-08 | 油管道泄漏检测***和方法 |
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| CN202311292295.XA CN117329461A (zh) | 2023-10-08 | 2023-10-08 | 油管道泄漏检测***和方法 |
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| CN117329461A true CN117329461A (zh) | 2024-01-02 |
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| CN (1) | CN117329461A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118088948A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-05-28 | 山东恒量测试科技有限公司 | 基于压力表的管道泄露监测分析方法、***、终端及介质 |
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2023
- 2023-10-08 CN CN202311292295.XA patent/CN117329461A/zh active Pending
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| CN118088948A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-05-28 | 山东恒量测试科技有限公司 | 基于压力表的管道泄露监测分析方法、***、终端及介质 |
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