一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法。本发明专利技术利用天然气或氢气等介质泄漏时产生的氮渗透现象有效解决了埋地管道泄漏难以检测的问题。本发明专利技术采用了一种先被动检测再主动式扰动检测的方法，可以实现多种复杂情况下的埋地管道泄漏位置定位，总体准确性较高。该装置整体经济成本低、安全性高，埋地管道泄漏监测定位装置的相关部件可安装在连接法兰处，不会对埋地管道整体结构和布局产生影响，应用和推广方便。应用和推广方便。应用和推广方便。

【技术实现步骤摘要】
一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法


[0001]本专利技术涉及管道泄漏检测
，特别涉及一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法。

技术介绍

[0002]埋地管道是一种高效流体运输方式，具有管理方便、运输成本低、稳定、安全可靠、能耗低、无污染且基本不受气候影响的优势，是输送天然气、氢气等资源的主流选择。随着天然气和氢气等管道输送需求不断增加，埋地管道的安全性愈加突出。然而，埋地管道经常穿越河流、山地、采空区等地形复杂的地区，极易遭受地址灾害等第三方损坏导致管道泄漏，并且由于天然气和氢气等具有易燃易爆的特性，如果不能及时发现管道泄漏并采取相应措施，将会产生严重的安全事故。因此，需要采取有效措施来检测埋地管道系统中的泄漏。然而，由于埋地管道的特殊性，常规的声学传感技术、红外热像技术等难以应用，而管道内部压力和质量平衡技术等仅能检测大规模瞬时泄漏，所以当前阶段还难以实现埋地管道泄漏的准确检测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法，利用埋地管道泄漏时产生的氮渗透现象检测管道输送状态，同时通过主动式氮气扰动，定位埋地管道泄漏位置，提升埋地管道输送天然气、氢气等介质的安全性和可靠性。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种埋地管道泄漏监测定位装置，其包括若干控制单元和检测单元；
[0006]待检测的埋地管道上不同管道段之间通过连接法兰进行连接，埋地管道内部用于输送介质，且管内介质中的氮气分压低于管道外部的氮气分压；
[0007]埋地管道内间隔布置有取样点，每个取样点对应安装一个检测单元；每个检测单元包括取样器、氮气输送管、介质气输送管、检测仪、电控阀和氮气源，所述氮气输送管和介质气输送管分别从外部密封穿过管道壁伸入埋地管道中；所述介质气输送管的入口端连接位于埋地管道内部取样点处的取样器，出口端连接检测仪，通过取样器采集埋地管道中取样点处的管内介质并通过介质气输送管输送至检测仪并由检测仪检测采样得到的管内介质中的氮含量；所述氮气输送管的入口端连接氮气源，出口端设置于检测仪的上游位置，且氮气输送管上设置有控制氮气输入的电控阀；
[0008]所有检测单元中的检测仪和电控阀均连接至控制单元中；控制单元接收所有检测仪上传的氮含量数据，并根据埋地管道中的氮含量突变情况初步定位泄漏位置，再根据初步定位的泄漏位置反馈控制该泄漏位置上游检测单元的电控阀，将氮气主动注入该泄漏位置上游使管内介质中的氮气分压高于管道外部的氮气分压，再基于各检测仪上传的氮含量数据确定氮气主动注入位置下游发生氮含量突变的相邻取样点，最终定位埋地管道泄漏位
置位于对应的相邻取样点之间的管道或连接法兰上。
[0009]作为上述第一方面的优选，所述检测单元安装于埋地管道上的连接法兰位置，所述氮气输送管和介质气输送管分别穿过连接法兰伸入埋地管道中。
[0010]作为上述第一方面的优选，所述埋地管道上连接法兰均对应设置一个检测单元。
[0011]作为上述第一方面的优选，所述检测单元中的取样器位于对应连接法兰沿输送介质流动方向的下游侧。
[0012]作为上述第一方面的优选，所述氮气输送管和介质气输送管穿过连接法兰的位置均通过密封圈或者密封胶进行密封处理。
[0013]作为上述第一方面的优选，所述埋地管道内部输送的介质为天然气、氢气、掺氢天然气、甲烷或乙烷。
[0014]作为上述第一方面的优选，所述检测仪和电控阀通过信号传输线或者无线传输连接至控制单元。
[0015]作为上述第一方面的优选，所述检测仪采用气相色谱仪。
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种利用如第一方面任一所述装置的埋地管道泄漏监测定位方法，其包括：
[0017]S1、根据预设的采样频次，由控制单元控制各检测单元中的取样器同步对埋地管道内的输送介质进行取样，并输送至对应检测仪进行含氮量检测，检测结果传送到控制单元中；
[0018]S2、控制单元对每一个采样时刻由所有检测单元上报的各取样点处的含氮量进行对比，判断是否存在相邻取样点之间的含氮量增加量大于第一阈值的情况，若不存在任何一对相邻取样点之间的含氮量增加量大于第一阈值的情况，则判断埋地管道不存在泄漏，否则判断埋地管道存在泄漏；在判断埋地管道存在泄漏时，沿输送介质流动方向定位埋地管道中首先出现含氮量增加量大于第一阈值的一对相邻取样点，并将定位的这一对相邻取样点中位于上游的取样点作为管道泄漏的疑似起始点；
[0019]S3、通过控制单元打开疑似起始点处对应的检测单元中的电控阀，将氮气源中的氮气等流量持续输入埋地管道的疑似起始点上游，且氮气源的氮气输送量应保证使得疑似起始点下游的管内介质中的氮气分压高于管道外部的氮气分压；持续保持疑似起始点处氮气的通入，待起始点下游的埋地管道内各取样点的氮气分压均保持稳定后，由各检测单元同步采集起始点下游的埋地管道内各取样点的含氮量，并对各取样点处的含氮量进行对比，判断每一对相邻取样点之间的含氮量降低量是否大于第二阈值，将含氮量降低量大于第二阈值的每一对相邻取样点之间的管段和连接法兰视为最终确定存在泄漏的埋地管道段。
[0020]作为上述第二方面的优选，所述第一阈值和第二阈值根据泄漏模拟试验进行确定。
[0021]需要指出的是，上述优选方式中的各技术特征在没有相互冲突的情况下，均可进行组合，不构成限制。
[0022]本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：利用天然气或氢气泄漏时产生的氮渗透现象有效解决了埋地管道泄漏难以检测的问题；提出主动式扰动方法，可以实现多种复杂情况下的埋地管道泄漏位置定位，总体准确性较高；检测仪等核心设备可以多取样
器共有，主动式扰动采用标准氮气，所以装置整体经济成本低、安全性高；埋地管道泄漏监测定位装置的相关部件安装在连接法兰处，不会对埋地管道整体结构和布局产生影响，应用和推广方便。
[0023]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分的了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一种埋地管道泄漏监测定位装置的结构示意图。
[0025]图中：埋地管道1、第一连接法兰2、第一取样器3、第一样品输送管4、第一检测仪5、第一电控阀6、第一氮气源7、第二连接法兰8、第二取样器9、第二样品输送管10、第二检测仪11、第二电控阀12、第二氮气源13、第三连接法兰14、第三取样器15、第三样品输送管16、第三检测仪17、第三电控阀18、第三氮气源19、信号传输线路20、集中控制器21、地面22、第一氮气输送管23、第二氮气输送管24、第三氮气输送管25。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋地管道泄漏监测定位装置，其特征在于，包括若干控制单元和检测单元；待检测的埋地管道(1)上不同管道段之间通过连接法兰进行连接，埋地管道(1)内部用于输送介质，且管内介质中的氮气分压低于管道外部的氮气分压；埋地管道(1)内间隔布置有取样点，每个取样点对应安装一个检测单元；每个检测单元包括取样器、氮气输送管、介质气输送管、检测仪、电控阀和氮气源，所述氮气输送管和介质气输送管分别从外部密封穿过管道壁伸入埋地管道(1)中；所述介质气输送管的入口端连接位于埋地管道(1)内部取样点处的取样器，出口端连接检测仪，通过取样器采集埋地管道(1)中取样点处的管内介质并通过介质气输送管输送至检测仪并由检测仪检测采样得到的管内介质中的氮含量；所述氮气输送管的入口端连接氮气源，出口端设置于检测仪的上游位置，且氮气输送管上设置有控制氮气输入的电控阀；所有检测单元中的检测仪和电控阀均连接至控制单元中；控制单元接收所有检测仪上传的氮含量数据，并根据埋地管道(1)中的氮含量突变情况初步定位泄漏位置，再根据初步定位的泄漏位置反馈控制该泄漏位置上游检测单元的电控阀，将氮气主动注入该泄漏位置上游使管内介质中的氮气分压高于管道外部的氮气分压，再基于各检测仪上传的氮含量数据确定氮气主动注入位置下游发生氮含量突变的相邻取样点，最终定位埋地管道泄漏位置位于对应的相邻取样点之间的管道或连接法兰上。2.如权利要求1所述的埋地管道泄漏监测定位装置，其特征在于，所述检测单元安装于埋地管道(1)上的连接法兰位置，所述氮气输送管和介质气输送管分别穿过连接法兰伸入埋地管道(1)中。3.如权利要求2所述的埋地管道泄漏监测定位装置，其特征在于，所述埋地管道(1)上连接法兰均对应设置一个检测单元。4.如权利要求3所述的埋地管道泄漏监测定位装置，其特征在于，所述检测单元中的取样器位于对应连接法兰沿输送介质流动方向的下游侧。5.如权利要求2所述的埋地管道泄漏监测定位装置，其特征在于，所述氮气输送管和介质气输送管穿过连接法兰的位置均通过密封圈或者密封胶进行密封处理。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张春伟，李山峰，马军强，马利亚，苏韬，王晓宇，王遥，黎迎晖，苏谦，余海帅，刘玉涛，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：