一种地埋输油管道渗漏监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种地埋输油管道渗漏监测系统，包括沿输油管道铺设的土壤气收集管道、与土壤气收集管道连通的土壤气检查井和土壤气分析设备，土壤气收集管道预埋在泥土里并位于输油管道外部周围，所述的土壤气收集管道包括多个依次设置的管道单元，部分管道单元或每个管道单元均具有至少一个筛管部，相邻管道单元间通过土壤气检查井连通，土壤气检查井连接管道单元的通气管上均设置控制阀；土壤气分析设备根据工况需要连接对应土壤气检查井的出气管。还公开了采用该系统的监测方法。本发明专利技术土壤气收集管道结构简单，成本低；安装时对地埋输油管道扰动小；一次监测就可完成一段管道渗漏的排查；可以对输油管道的渗漏规模、位置进行分析。行分析。行分析。

【技术实现步骤摘要】
一种地埋输油管道渗漏监测系统及方法


[0001]本专利技术是一种地埋输油管道渗漏监测系统及方法，属于输油管道渗漏监测领域，特别适用于长距离地埋输油管道渗漏监测。

技术介绍

[0002]大部分长距离输油管道属于地埋设施，且设置在远离人类社会的隔壁荒漠中，因其隐蔽性，管道事故初期阶段的腐蚀、开裂引起的渗漏不易被发现。一旦发生油品渗漏，将会产生巨大的经济损失和环境污染，若管道渗漏情况加剧，将进一步产生重大安全风险。
[0003]目前长距离地埋输油管道，尤其是年限较长的管道的渗漏监测方法为检查井结合人工巡检的方式，即每个管段的两端设置检查井，检查井内设有专用设备对管道内油品的流量、流速、压力、温度等参数进行实时监测。当发现管段可能存在渗漏时，派遣工人沿管道进行人工巡查。该渗漏监测方法存在较大缺陷，一是，长距离输油管道的管段划分长度很长，通常为数十至数百公里，发现管段渗漏后需要排查的距离很长；二是，当渗漏点渗漏油品较少时，渗漏情况不能在检查井的监测数据中有效反映；三是，人工巡检的工作强度高、巡检效率低、容易漏检。而检出率高、监测精度高的光纤法，设备和施工成本高，不适用于已建成的地埋输油管道的渗漏监测。
[0004]目前，针对输油管道泄漏通常通过测量管内机械波的变化特征，如中国专利CN201611161812.X报道选择db4～10系列小波函数作为小波变换的小波基，确定小波分解的层数为4层；采用MALLAT塔式算法，对原始声音信号进行4层离散小波分解，并选择第三尺度和第四尺度的细节信号进行小波重构得到去噪信号；对去噪信号按照时间进行均匀分割，得到分割后的声音信号片段；对每一个分割后的声音片段作短时傅里叶变换，得到变换矩阵；利用变换矩阵制作声音信号的归一化能量图；根据归一化能量图，判断输油管道是否发生微小泄漏。然而由于管道运行过程中的压力波动，通过检测管内机械波的变化分析管道泄漏存在很大误差，特别针对于小流量泄漏或者微渗漏，更难以通过管内机械波的变化进行检测。
[0005]也有检测沿线管外土壤的温度情况，分析管道泄漏信息的技术方案，如马跃报道了借助CFD(Computational Fluid Dynamics)软件建立土壤多孔介质中流固耦合的相变数学模型，对埋地管道上部泄漏热油在冬夏季不同土壤中渗透扩散时，大地温度场的变化进行模拟分析(马跃,王岳,史俊杰,等.热油泄漏对土壤温度场影响的模拟分析[J].节能技术,2012,30(5):439
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442)。然而，对于许多常温输油管道(如成品油管道、轻质原油管道等)，油品温度与周围环境温度基本一致，通过温度变化难以检测油品泄漏。
[0006]因此亟需一种新的长距离地埋输油管道渗漏监测方法，克服现有技术存在的适用范围窄、误差大、耗费人工等技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的提供一种地埋输油管道渗漏监测系统及方
法，可以有效缩短渗漏排查距离、大幅降低人工工作量和工作强度、提高渗漏巡检效率。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种地埋输油管道渗漏监测系统，包括沿输油管道铺设的土壤气收集管道、与所述土壤气收集管道连通的土壤气检查井和连通土壤气检查井的土壤气分析设备，土壤气收集管道预埋在泥土里并位于输油管道外部周围，所述的土壤气收集管道包括多个依次设置的管道单元，部分管道单元或每个管道单元均具有至少一个筛管部，所述的筛管部的侧壁布设有多个贯穿筛管部侧壁的通气孔，具体实施过程中，通气孔的形状、大小可按国家有关标准和规定执行；
[0009]相邻管道单元间通过土壤气检查井连通，所述的土壤气检查井的底部具有两个连通土壤气检查井内腔的通气管，两个通气管分别与土壤气检查井两侧的管道单元连接，且每个通气管上均设置有一个控制阀。具体的，两个通气管中的一个通气管与土壤气检查井一侧的管道单元连接，另一个通气管与土壤气检查井另一侧的管道单元连接。
[0010]通过开关土壤气检查井的通气管上的控制阀可以控制土壤气收集管道中气体是否进入土壤气检查井，以及控制哪个管道单元中的气体可以进入土壤检查井。
[0011]每个土壤气检查井顶部均设置有一个连通检查井内腔的出气管，土壤气分析设备根据监测工况需要连接对应的出气管。土壤气分析设备具有抽气功能，可以检测分析油品中的挥发性成分。土壤气分析设备的抽气管通过管路连接出气管，当常闭阀开启后，土壤气分析设备依次通过土壤气检查井和土壤气收集管道将输油管道附近的土壤气抽出并进行土壤气分析。优选的，所述的土壤气分析设备可配套抽气软管，抽气软管应密封性良好，且不与油品发生化学反应或物理吸附，土壤气分析设备的抽气管通过该抽气软管连接出气管。
[0012]进而通过监测输油管道周围土壤气的成分，实现地埋输油管道渗漏量、渗漏位置的判断。
[0013]可选的，所述的土壤气收集管道的材质可为UPVC、碳钢、不锈钢或其他材质。
[0014]优选的，所述的土壤气收集管道与输油管道平行设置，且土壤气收集管道的埋深略低于输油管道或与之相同。
[0015]优选的，所述的筛管部设置于输油管道易渗漏处，即筛管部与易渗漏处的连线垂直于土壤气收集管道。筛管部用于土壤气的进入，进而优选的，筛管部的设置位置和数量应与易渗漏处的位置和数量一一对应。
[0016]优选的，所述的土壤气分析设备为便携式土壤气分析设备。
[0017]管道单元的长度可根据工况进行选定，对此不作限制，例如根据输油管道渗漏监测点数量、位置进行设计，在检出率和监测准确度之间取得平衡；土壤气收集管道与输油管道的间距也可根据工况和检测效果进行选定，对此亦不作限制。
[0018]优选的，位于土壤气收集管道两端最外端的管道单元的外端均为密封结构。
[0019]采用所述一种地埋输油管道渗漏监测系统的监测方法，包括以下步骤：
[0020]选定待测输油管道对应的管道单元为待测管道单元，开关与该待测管道单元连接的土壤气检查井的通气管上的控制阀，使得该待测管道单元仅与一个土壤气检查井连通，将土壤气分析设备与连通待测管道单元的土壤气检查井的出气管连接，土壤气分析设备进行抽气并分析气体成分，根据抽气气体成分的变化情况，分析确定输油管道的渗漏位置和渗漏情况。
[0021]进一步的，根据抽气气体成分的变化情况，分析确定输油管道的渗漏位置和渗漏情况，包括：
[0022]分析确定输油管道的渗漏情况：渗漏的程度与油气成分的浓度成正相关，管道渗漏越严重，则抽出气体中的油气组分浓度越高；
[0023]分析确定输油管道的渗漏位置：通过分析土壤气检测信号与检出信号时间的关系得到，输油管道渗漏位置的计算公式为：
[0024][0025]其中，
[0026]s，为土壤气检查井到渗漏点的距离，单位为m；
[0027]Q，为便携式土壤气分析设备的抽气速率，单位为m3/s；
[0028]d，为土壤气收集管道的内径，单位为m；
[0029]t，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：包括沿输油管道铺设的土壤气收集管道、与所述土壤气收集管道连通的土壤气检查井和连通土壤气检查井的土壤气分析设备，土壤气收集管道预埋在泥土里并位于输油管道外部周围，所述的土壤气收集管道包括多个依次设置的管道单元，部分管道单元或每个管道单元均具有至少一个筛管部，所述的筛管部的侧壁布设有多个贯穿筛管部侧壁的通气孔；相邻管道单元间通过土壤气检查井连通，所述的土壤气检查井的底部具有两个连通土壤气检查井内腔的通气管，两个通气管分别与土壤气检查井两侧的管道单元连接，且每个通气管上均设置有一个控制阀；每个土壤气检查井顶部均设置有一个连通检查井内腔的出气管，土壤气分析设备根据监测需要连接对应的出气管。2.根据权利要求1所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：所述的土壤气收集管道与输油管道平行设置。3.根据权利要求2所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：土壤气收集管道的埋深略低于输油管道或与之相同。4.根据权利要求1所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：所述的筛管部设置于输油管道易渗漏处。5.根据权利要求4所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：筛管部的设置位置和数量与输油管道的易渗漏处的位置和数量一一对应。6.根据权利要求1所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于：所述的土壤气分析设备为便携式土壤气分析设备。7.根据权利要求1所述的一种地埋输油管道渗漏监测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何云飞，彭勇，曲丹，李鹏，代佳宁，夏凤英，陈兆阳，
申请(专利权)人：宝航环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：