一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，包括极化试片土壤参比管、自腐蚀试片土壤参比管、Mark信号传感器、供电源、数据采集记录器，数据采集记录器上配设有GPS定位模块和通信模块；供电源具有低电压预警功能；数据采集记录器对极化试片土壤参比管监测的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和管道腐蚀速率、自腐蚀试片土壤参比管监测的自腐蚀电位以及供电源输出的低压报警信号进行采集并处理，还对Mark信号传感器输出的电信号进行处理生成定位指令触发GPS定位模块输出位置信号；本发明专利技术实现了油气管道运维管理的高效率、高精度、高融合和高智能化，提升了管道腐蚀检测和阴极保护检测精确度及智能化管理水平。检测和阴极保护检测精确度及智能化管理水平。检测和阴极保护检测精确度及智能化管理水平。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统


[0001]本专利技术涉及油气管道腐蚀监测和阴极保护领域，具体涉及一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统。

技术介绍

[0002]埋地油气管道防腐措施一般采用防腐层和阴极保护联合防护技术，为保证阴极保护的有效性，需要对管道沿线阴极保护状态进行监测。普通测试桩只能人工定期采集数据，人工检测数据误差大、人工成本高，难以对管道腐蚀和阴极保护有效性情况及时做出响应，无法满足智能化管理要求。
[0003]近些年，智能测试桩逐渐代替传统测试桩，实现了管道阴极保护数据的自动采集，并由无线网络远传至云平台或客户端。智能测试桩的应用不但大大减少了人力资源，还有效避免人为测量的误差，提高了数据采集的效率和准确度。然而，智能测试桩现场使用及测试过程中，发现大量问题，主要有：(1)电池电压低导致智能测试桩无法工作；(2)自然腐蚀电位偏移，现有测试桩埋设时，自腐蚀试片和极化试片都置于同一参比管内，存在一定程度互相干扰，或由于自腐蚀未完全去极化等原因而导致自然电位偏移。
[0004]另外，地面标记系统(Mark)是管道检测器的重要配套设备，用于检测并记录检测器(内置信号发射器)通过设标参考点的时间。清管和漏磁检测过程中，为避免设备卡堵事件可能造成的安全隐患，检测器位置均需实时追踪。通常，选管道测试桩作为地面Mark点位置，结合放置在参考点的地面标记器记录的时间数据，可以得出缺陷到最近参考点的相对距离，从而实现缺陷进行准确定位。目前，Mark系统主要靠人工跟踪实现，沿线跟球人员使用预埋Mark盒或手持接收机对清管器和内检测器进行跟踪定位和定时。此种方式现场需要大量跟球人员，造成极大的人力物力耗费。
[0005]因此，针对现有智能测试桩现场使用中的上述问题，急需开发兼具地面Mark和阴极保护监测功能的新型综合智能监测系统，进一步提升管道腐蚀检测和阴极保护检测精确度及智能化管理水平。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，进一步提升管道腐蚀检测和阴极保护检测精确度及智能化管理水平。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，包括极化试片土壤参比管、自腐蚀试片土壤参比管、Mark信号传感器、供电源、数据采集记录器和上位机，所述数据采集记录器上配设有GPS定位模块和通信模块；
[0008]所述极化试片土壤参比管，其用于监测油气管道的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和管道腐蚀速率；
[0009]所述自腐蚀试片土壤参比管，其用于监测所述油气管道的自腐蚀电位；
[0010]所述Mark信号传感器，其用于感知管道检测器或/和清管器在所述油气管道内经过地面标记时产生的磁信号，并将感知的所述磁信号转换为电信号且输出；
[0011]所述供电源，其具有低电压预警功能，并用于给所述数据采集记录器供电，且在供电压低于阈值电压时发出低压报警信号给所述数据采集记录器；
[0012]所述数据采集记录器，其用于对所述极化试片土壤参比管监测的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和管道腐蚀速率、所述自腐蚀试片土壤参比管监测的自腐蚀电位以及所述供电源输出的低压报警信号进行采集并处理，且将处理后的阴极保护参数、杂散电流干扰数据、管道腐蚀速率、自腐蚀电位以及低压报警信号通过所述通信模块上传至所述上位机；还用于对所述Mark信号传感器输出的电信号进行采集并处理生成定位指令，且将所述定位指令传输给所述GPS定位模块，触发所述GPS定位模块输出所处地面标记的位置信号，以及获取所述位置信号并通过所述通信模块上传至所述上位机；
[0013]所述上位机，其上安装有系统软件，并用于通过所述系统软件对上传的所述位置信号、处理后的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和、管道腐蚀速率、自腐蚀电位以及低压报警信号进行显示和管理。
[0014]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0015]进一步，所述极化试片土壤参比管包括第一管体以及容纳在所述第一管体内的极化试片以及第一参比电极；
[0016]所述自腐蚀试片土壤参比管包括第二管体以及容纳在所述第二管体内的自腐蚀试片以及第二参比电极。
[0017]进一步，所述Mark信号传感器具体为圆周排列的磁传感线圈，所述Mark信号传感器通过从所述第二管体内贯穿的连接线与所述数据采集记录器电连接；埋设时，所述Mark信号传感器置于所述第二管体外表面。
[0018]进一步，所述数据采集记录器包括中央处理模块以及分别与所述中央处理模块电连接的阴极保护参数采集模块、杂散电流采集模块、腐蚀速率采集模块、自腐蚀电位采集模块以及Mark控制模块；
[0019]所述阴极保护参数采集模块、所述杂散电流采集模块以及所述腐蚀速率采集模块还均与所述极化试片以及所述第一参比电极电连接，所述自腐蚀电位采集模块还均与所述自腐蚀试片以及所述第二参比电极电连接，所述Mark控制模块还与所述Mark信号传感器电连接；所述GPS定位模块以及所述通信模块分别与所述中央处理模块电连接。
[0020]进一步，所述Mark控制模块包括前置放大电路、滤波电路、AD转换电路以及通信接口电路；所述Mark信号传感器依次通过所述前置放大电路、所述滤波电路、所述AD转换电路以及所述通信接口电路与所述中央处理模块电连接；所述GPS定位模块通过所述通信接口电路与所述中央处理模块电连接。
[0021]进一步，所述Mark控制模块或/和所述GPS定位模块具有即时激活与休眠功能；
[0022]所述上位机，其还用于基于所述系统软件，并通过所述通信模块向所述中央处理模块下发远端激活指令；
[0023]所述中央处理模块，其用于根据所述远端激活指令对休眠的Mark控制模块或/和所述GPS定位模块进行即时激活。
[0024]进一步，所述供电源包括电源接口电路以及电源电压预警电路；
[0025]所述电源接口电路，其用于从太阳能电池板或/和蓄电池上取电，并给所述中央处理模块、所述阴极保护参数采集模块、所述杂散电流采集模块、所述腐蚀速率采集模块、所述自腐蚀电位采集模块以及所述Mark控制模块供电；
[0026]所述电源电压预警电路，其用于对太阳能电池板或/和蓄电池的供电压进行监测，并在太阳能电池板或/和蓄电池的供电压低于阈值电压时输出低压报警信号；
[0027]所述中央处理器，其还用于采集并处理所述电源电压预警电路输出的低压报警信号，并通过所述通信模块将处理后的低压报警信号上传至所述上位机。
[0028]进一步，所述数据采集记录器还包括保护盒以及安装在所述保护盒内的PCB板，所述中央处理模块、所述阴极保护参数采集模块、所述杂散电流采集模块、所述腐蚀速率采集模块、所述自腐蚀电位采集模块、所述Mark控制模块、所述GPS定位模块以及所述通信模块均集成在所述PCB板上形成集成电路板。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，其特征在于：包括极化试片土壤参比管、自腐蚀试片土壤参比管、Mark信号传感器、供电源、数据采集记录器和上位机，所述数据采集记录器上配设有GPS定位模块和通信模块；所述极化试片土壤参比管，其用于监测油气管道的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和管道腐蚀速率；所述自腐蚀试片土壤参比管，其用于监测所述油气管道的自腐蚀电位；所述Mark信号传感器，其用于感知管道检测器或/和清管器在所述油气管道内经过地面标记时产生的磁信号，并将感知的所述磁信号转换为电信号且输出；所述供电源，其具有低电压预警功能，并用于给所述数据采集记录器供电，且在供电压低于阈值电压时发出低压报警信号给所述数据采集记录器；所述数据采集记录器，其用于对所述极化试片土壤参比管监测的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和管道腐蚀速率、所述自腐蚀试片土壤参比管监测的自腐蚀电位以及所述供电源输出的低压报警信号进行采集并处理，且将处理后的阴极保护参数、杂散电流干扰数据、管道腐蚀速率、自腐蚀电位以及低压报警信号通过所述通信模块上传至所述上位机；还用于对所述Mark信号传感器输出的电信号进行采集并处理生成定位指令，且将所述定位指令传输给所述GPS定位模块，触发所述GPS定位模块输出所处地面标记的位置信号，以及获取所述位置信号并通过所述通信模块上传至所述上位机；所述上位机，其上安装有系统软件，并用于通过所述系统软件对上传的所述位置信号、处理后的阴极保护参数、杂散电流干扰数据和、管道腐蚀速率、自腐蚀电位以及低压报警信号进行显示和管理。2.根据权利要求1所述的油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，其特征在于：所述极化试片土壤参比管包括第一管体以及容纳在所述第一管体内的极化试片以及第一参比电极；所述自腐蚀试片土壤参比管包括第二管体以及容纳在所述第二管体内的自腐蚀试片以及第二参比电极。3.根据权利要求2所述的油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，其特征在于：所述Mark信号传感器具体为圆周排列的磁传感线圈，所述Mark信号传感器通过从所述第二管体内贯穿的连接线与所述数据采集记录器电连接；埋设时，所述Mark信号传感器置于所述第二管体外表面。4.根据权利要求2所述的油气管道的地面标记及阴极保护综合智能监测系统，其特征在于：所述数据采集记录器包括中央处理模块以及分别与所述中央处理模块电连接的阴极保护参数采集模块、杂散电流采集模块、腐蚀速率采集模块、自腐蚀电位采集模块以及Mark控制模块；所述阴极保护参数采集模块、所述杂散电流采集模块以及所述腐蚀速率采集模块还均与所述极化试片以及所述第一参比电极电连接，所述自腐蚀电位采集模块还均与所述自腐蚀试片以及所述第二参比电极电连接，所述Mark控制模块还与所述Mark信号传感器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆强，范晓明，曹国民，成文峰，彭云超，王萌萌，孟繁兴，李昕，李广政，朱磊，苏林，成涛林，张亮，汤荣，张龙，赵辉社，席少龙，齐峰，谭冰，薛鹏，
申请(专利权)人：国家管网集团东部原油储运有限公司，
类型：发明
国别省市：