一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法，所述天然气管道积液自动清除收集装置包括收集管、缓冲管、排放管、液位传感器、缓存罐、泵、地面储罐、呼吸阀、多个电动阀门以及控制系统，所述的缓存罐主要由矩形水箱和阀门以及液位传感器组成。本发明专利技术还提供所述天然气管道积液自动清除收集装置的控制方法。本发明专利技术的管道积液自动清除收集装置系统既可以实现通过监测模块(液位传感器)监测数据做出被动反应的被动控制，又可以通过人工输入预测数据达到主动控制。本发明专利技术结构简单、设计合理，使用操作简便，调节能力强，适用范围广。

An automatic cleaning and collecting device for long distance natural gas pipeline and control method thereof

The invention relates to an automatic cleaning collection device and a control method for a long distance gas pipeline. The automatic collection device for the liquid accumulation of natural gas pipeline includes a collection pipe, a buffer tube, a discharge pipe, a liquid level sensor, a caching tank, a pump, a ground storage tank, a breathing valve, a plurality of electric valves, and a control system. Storage tanks are mainly composed of rectangular water tanks and valves and liquid level sensors. The invention also provides a control method for the automatic collection and collection device of the natural gas pipeline effusion. This invention can realize passive control of passive response by monitoring data from monitoring module (liquid level sensor), and can achieve active control by artificial input prediction data. The invention has the advantages of simple structure, reasonable design, simple and convenient operation, strong adjustment ability and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法
本专利技术涉及一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法，属于油气地面长输技术及安全领域。
技术介绍
天然气在远距离输送中通常采用长输管道来运输，天然气在开发过程中，水极易混入天然气中，站场分离效果不彻底，长输管道一般输送的是湿天然气。随着输气管道沿线压力、温度以及地形起伏等的变化，水蒸气会在管道中凝结。在复杂地形条件下，液体在管道的低洼处聚积，积液填满管径时会形成段塞流，造成管路的压力和流量不稳定，对管道产生冲击和振动，严重时会对管道造成破坏。同时，积液会加剧管道的腐蚀程度，降低管道的使用寿命，天然气在高含硫和二氧化碳的情况下，会加剧管路的电化学腐烛，加大管道穿孔的危险性，极大的威胁了管道的正常运行。目前已有积液控制及清除收集装置的相关专利技术及技术专利，通过分析发现存在以下问题：专利技术专利(申请号：201610111812.2)公开了一种多功能积液控制阀，气流通过涡旋流发生器时，产生涡旋运动，提高气体携液能力，从而减少管道积液量。但是该专利技术未从根本上清除积液，气体携液极有可能会在下一低洼处聚集，最终形成段塞流；另外该装置应用于长输管线时候，需要人工转换涡旋流管，效率较低，且高压条件下操作容易造成泄漏。类似的在管线中安装旋流发生器或止回阀的专利，未及时清除管内积液，已被带离的积液会重新聚集，装置在管内壁安装困难，影响清管器作业。技术专利(申请号：201620216085.1)公开了一种管道积液排放装置，包括环形储液缸、疏水阀等，通过在管道外部设置环形储液缸，由环形储液缸流向疏水阀，疏水阀会在将积液排出。但是该装置需要安装在管道外侧，安装困难，同时焊接范围大，受力不均匀，加之管道排液口开口较大，影响管道强度，容易造成管道局部结构破坏；疏水阀本应用于蒸气中冷凝水的排放，用于长输天然气管道中，高压条件和酸性环境容易造成泄漏；管道积液中除水之外还含有酸性物质及其他污染环境物质，直接排放到外界影响环境。专利技术专利(申请号：201510386095.X)公开了一种管道低洼处积液排除及缓蚀剂浓度在线监测装置及方法，螺旋流起旋器产生气液两相螺旋流，实现气液分离，同时设计积液举升管线，利用集输管线内高压天然气对积液缓冲罐内积液进行举升，积液进入地面储罐，然后装车运输处理。但是该装置在段塞流未到达之前，电磁阀处于关闭状态，由于段塞流是液体聚集到一定量时产生的，段塞流的发生相对于在低洼处聚积是小概率事件，因此积液会在低洼处长时间聚积。另外采用气举方式时，积液缓冲罐中的液位低于气流喷嘴时，液体将不再排除，气体上升易造成泄漏，污染环境。
技术实现思路
本专利技术提供一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，用以解决现有技术中的缺陷。本专利技术还提供上述一种长输天然气管道积液自动清除收集装置的控制方法。本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，包括收集管、缓冲管、排放管、液位传感器、缓存罐、泵、地面储罐、呼吸阀及多个电动阀门以及控制系统。该装置安装布置在天然气管道低洼处用钢筋混凝土建造的埋地矩形坑内，可以保护装置的运行不受外界环境干扰，同时便于定期维护。如上所述的一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，所述的收集管与长输天然气管道底部相连，收集管装有上下两套电动阀门，两阀门中间设有积液缓冲管段，内部设置液位传感器。收集管道下端与缓存罐相连，缓存罐收集积液，与底部排放管道上的泵连通，缓存罐装有液位传感器。如上所述的一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，所述的缓存罐由矩形水箱及阀门和液位传感器组成。缓存罐内部设置液位传感器，地面储罐顶部设置呼吸阀，罐内设置液位传感器。如上所述的一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，所述的电气控制系统基于单片机对装置进行自动控制，包括主控制器模块和数据无线传输模块，主控制器模块部分包括数据接收模块、判断处理模块和数据发送模块，而判断处理模块是主控制器模块的核心模块；采用交流电+蓄电池的供电方式防止断电造成装置停车引起的气体泄漏。如上所述的一种长输天然气管道积液自动清除收集装置，所述的管道积液的自动清除收集装置的控制系统还包括人工控制模块。所述的人工控制模块可通过人工发出的指令来控制电动阀门和泵，用于装置出现异常或需要人工干预装置运行的情况下。上述一种长输天然气管道积液自动清除收集装置的控制方法，具体步骤如下：自动控制模式A缓冲管的收集排放过程：(1)初始阶段电动阀门3开启，其余阀门关闭；(2)缓冲管内液位传感器监测到液位不断上升设为收集过程，达到设定高限时关闭阀门3，之后开启电动阀门6和电动阀门9；(3)缓冲管内液位传感器监测到液位不断下降设为排放过程，液位达到低限时关闭阀门6和阀门9，之后开启阀门3。B缓存罐的收集排放过程：(1)缓存罐内液位传感器监测到罐内液位不断上升设为收集过程，达到设定高限时开启阀门12，并启动泵13的电动机，正常工作即缓存罐内液位下降时开启阀门9来稳定罐内压力；(2)缓存罐内液位传感器监测到罐内液位不断下降设为排放过程，位达到低限时关闭阀门9、阀门12和泵13。C地面储罐的收集处理过程：(1)地面储罐内的液位传感器监测液位不断上升，液位数据以天为单位传输到管道管理部门，作为现场资料用于相关研究；(2)地面储罐液位达到预设高限时，发出报警信息传输到管道管理部门，由工作人员处理积液；为保证安全，此时执行第一中止程序，缓存罐8不执行排放过程，即不开启阀门12，不启动泵13，第一中止程序可由人工控制解除；(3)当进入第一中止程序时，收集管部分仍继续运行，阀门6由收集部分控制，当缓存罐8内液位传感器10监测到液位达到高限时，执行第二中止程序，收集装置不收集积液，即关闭阀门3，不开启阀门6，第二中止程序可由人工控制解除。人工控制模式(1)地面储罐内积液排空或者重新安装储罐后，人工发出指令，解除第一、第二中止程序，继续执行后续过程；(2)系统异常时，自动控制系统将转入人工控制模式，各阀门和泵的控制可由人工指令来完成，待系统异常排除时，可转换为自动控制模式。本专利技术的有益效果在于：1、无需在天然气管道内部安装部件，无需监测天然气管道内部的段塞流，可有效收集积液及段塞流，同时不影响清管器作业。2、设计了缓冲管及控制阀门，联合内部的液位传感器检测液位，可防止天然气管道内气体进入积液收集系统；设计了积液收集、缓存、排空、存储的控制系统，构建电气控制系统，实现电动阀门和泵的自动控制，实现整个系统安全平稳运行。3、建立积液收集系统液位数据传输系统，便于工作人员对地面储罐积液及时进行处理，同时可为上游站场分离设备优化提供数据支持。4、本专利技术装置结构简单、设计合理、使用操作简便，采用本专利技术的装置，课有效减少清管器的作业频率，提高管道运行效率，降低运行成本。5、本专利技术的管道积液的自动清除和收集装置系统既可以实现通过监测模块(液位传感器)监测数据做出被动反应的被动控制，又可以通过人工输入预测数据达到主动控制，调节能力强，适用范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法，其特征在于：主要包括收集管(2)，缓冲管(4)，排放管(7)，液位传感器(5)、(10)、(16)，缓存罐(8)，泵(13)，地面储罐(15)，呼吸阀(14)及多个电动阀门以及控制系统，所述的收集装置中的收集管(2)与长输天然气管道(1)低洼处的底部相连，下部连接两套电动阀门(3)、(6)，两电动阀门中间为缓冲管(4)，下部通过管道(7)与缓存罐(8)连接，缓冲管(4)段与缓存罐(8)内壁均装有液位传感器(5)、(10)，缓存罐上部开口装有一套电动阀门(9)，下部连通管(11)上依次装有电动阀门(12)和泵(13)连接至地面储罐(15)，地面储罐内装有液位传感器(16)，上部安装呼吸阀(14)。

【技术特征摘要】
1.一种长输天然气管道积液自动清除收集装置及控制方法，其特征在于：主要包括收集管(2)，缓冲管(4)，排放管(7)，液位传感器(5)、(10)、(16)，缓存罐(8)，泵(13)，地面储罐(15)，呼吸阀(14)及多个电动阀门以及控制系统，所述的收集装置中的收集管(2)与长输天然气管道(1)低洼处的底部相连，下部连接两套电动阀门(3)、(6)，两电动阀门中间为缓冲管(4)，下部通过管道(7)与缓存罐(8)连接，缓冲管(4)段与缓存罐(8)内壁均装有液位传感器(5)、(10)，缓存罐上部开口装有一套电动阀门(9)，下部连通管(11)上依次装有电动阀门(12)和泵(13)连接至地面储罐(15)，地面储罐内装有液位传感器(16)，上部安装呼吸阀(14)。2.根据权利要求1所述的长输天然气管道积液自动清除收集装置，其特征在于：所述的收集管部分管径不超过长输天然气管道直径的1/3，缓冲管(4)位于收集管(2)部分的中部位置，上下安装两个电动阀门(3)、(6)，通过控制系统控制其开启和关闭，下部与矩形缓存罐连接(8)，缓冲管(8)内壁安装有防爆液位传感器(10)，将液位数据输入控制系统处理，可测量的液位最高位置位于上部电动阀门(9)底部。3.根据权利要求1所述的长输天然气管道积液自动清除收集装置，其特征在于：所述的缓存罐(8)可设计为矩形，但不限于具体形状，顶部安装电动阀门(9)，稳定内部压力，防止高压引起泄漏事故。4.根据权利要求1所述的长输天然气管道积液自动清除收集装置，其特征在于：所述的缓存罐(8)底部通过管道安装自吸式泵(13)，将积液抽取到地面储罐(15)，其开启和关闭由控制系统控制。5.根据权利要求1所述的长输天然气管道积液自动清除收集装置，其特征在于：所述的地面储罐(15)内部安装液位传感器(16)，液位数据经控制系统通过无线传输模块传输到管道管理控制中心，液位达到设定阈值时发出报警信号。6.根据权利要求1所述的长输天然气管道积液自动清除收集装置，其特征在于：所述的清除收集装置通过控制系统进行自动控制，各电动阀门和泵由控制系统的控制器协调运行；设置第一、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红卫，李新宏，陈国明，盛积良，陈国星，姜盛玉，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37