一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法及系统技术方案

本公开提供了一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法及系统，涉及长输油气管道安全技术领域，方法包括获取模拟的埋地气体管道泄漏状态下高压气流与土壤相互作用形成的各种振动信号；根据各种振动信号在土壤中传播时的振幅的衰减规律，将获取的各种振动信号的衰减频率进行拟合，构建基于振动信号在土壤中的传播模型；根据传播模型中振动信号衰减传播的方向上幅值的大小布局振动传感器节点以及传感器节点

【技术实现步骤摘要】
一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法及系统


[0001]本公开涉及长输油气管道安全
，具体涉及一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法及系统
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]随着城市化程度的高质量发展以及天然气的广泛应用，城市埋地燃气管网得到了迅速发展
。
但管道腐蚀
、
老化
、
意外事件等可能造成管道不定期发生泄漏
、
管输介质
(
天然气
、
氢气等
)
均具有易燃易爆特性，因此快速
、
准确的泄漏源定位能够减少管道泄漏导致的经济损失和
(
或
)
环境污染，并保障城市安全
。
然而，当在天然气管道中掺入氢气后，掺氢比的差异会显著改变掺氢天然气的压力波传播速度，这降低了依赖于压力波测量等泄漏监测方法的可靠性
。
[0004]埋地气体管道中发生泄漏时，最终将产生以下响应因素：液体池或火灾等视觉效应
、
沿管内
、
管壁
、
管外传输的气动噪声
、
管道介质的异常气味
、
沿管内介质传播的压力
、
流量传播的数字信号变化
。
根据这些响应信号发展而来的泄漏监测技术可主要分为侵入式和非侵入式技术两类/>。
除负压波法外，侵入式技术对于掺氢
/
纯氢管道的适应性扔有待研究
。
非侵入式技术可以测量泄漏发生前后管道外部的振动状态与温度变化情况
。
气体管道发生泄漏后并形成振动源，在泄漏源附近按照不合理的排列方式布置振动传感器，不清楚振动传感器节点之间的距离是多长，则无法针对埋地管道泄漏的振动状态进行有效的测量，导致管道泄漏的测量的不准确性，影响管道运行稳定性和安全性
。

技术实现思路

[0005]本公开为了解决上述问题，提出了一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法及系统，基于振动信号在土壤中的传播模型，获取振动传感器节点的布置方法
。
[0006]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0007]一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，包括：
[0008]获取模拟的埋地气体管道泄漏状态下高压气流与土壤相互作用形成的各种振动信号；
[0009]根据各种振动信号在土壤中传播时的振幅的衰减规律，将获取的各种振动信号的衰减频率进行拟合，构建基于振动信号在土壤中的传播模型；
[0010]根据传播模型中振动信号衰减传播的方向上幅值的大小布局振动传感器节点节点
。
[0011]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0012]一种测量埋地管道振动状态的传感器布置系统，其特征在于，包括：
[0013]信号获取模块，用于获取模拟的埋地气体管道泄漏状态下高压气流与土壤相互作
用形成的各种振动信号；
[0014]模型构建模块，用于根据各种振动信号在土壤中传播时的振幅的衰减规律，将获取的各种振动信号的衰减频率进行拟合，构建基于振动信号在土壤中的传播模型；
[0015]布局模块，用于根据传播模型中振动信号衰减传播的方向上幅值的大小布局振动传感器节点
。
[0016]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0017]一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法
。
[0018]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0019]一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法
。
[0020]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0021]本公开基于振动信号在土壤中的传播模型，得到一个用于测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，解决了传感器节点的间距如何确定的问题
。
按照该方法，可以对管道上的任意位置的振源产生的振动进行多个节点的
、
独立的测量，有效避免噪声干扰，提高了测量有效性
。
[0022]本公开通过设计一个用于测量埋地管道振动状态的传感器阵列，阵列中传感器节点的间距在一定范围内，可以对管道上的任意位置的振源进行多次不同距离地独立测量，不同位置的振动传感器可以对管道的振动状态进行连续测量，避免噪声干扰，提高了测量有效性；提出的方法使得振动传感器可以在管道铺设多年后补充埋置，无需对管道进行停输操作；
[0023]本公开提出的测量埋地管道振动状态的传感器布置方法可用于不同类型的振动传感器
、
不同输送介质
、
不同管径和不同输送温度的长输油气管道
。
附图说明
[0024]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定
。
[0025]图1为本实施例中泄漏发生后管道沿线振动加速度幅值变化示意图；
[0026]图2为本实施例中振动传感器布置示例图；
[0027]其中，图2中的
(a)
为单列振动传感器布置示例；图2中的
(b)
为两列振动传感器布置示例图
。
具体实施方式
[0028]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明
。
[0029]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明
。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义
。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本公开的示例性实施方式
。
如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和
/
或“包括”时，其指明存在特征
、
步骤
、
操作
、
器件
、
组件和
/
或它们的组合
。
[0031]实施例1[0032]本公开的一种实施例中提供了一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，包括：
[0033]步骤一：获取模拟的埋地气体管道泄漏状态下高压气流与土壤相互作用形成的各种振动信号；
[0034]对所述振动信号进行时域
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，包括：获取模拟的埋地气体管道泄漏状态下高压气流与土壤相互作用形成的各种振动信号；根据各种振动信号在土壤中传播时的振幅的衰减规律，将获取的各种振动信号的衰减频率进行拟合，构建基于振动信号在土壤中的传播模型；根据传播模型中振动信号衰减传播的方向上幅值的大小布局振动传感器节点以及传感器节点
。2.
如权利要求1所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，振动传感器用于测量土壤的振动状态，振动信号为加速度
、
速度
、
位移多种物理量
。3.
如权利要求1所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，所述振动传感器节点沿管道轴向进行铺设，振动传感器节点在管道轴线方向上的间距是相等的
。4.
如权利要求1所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，传感器节点的间距应当小于测量泄漏振动状态的最大距离，振动传感器节点与管道的最小距离在一定范围内，即最小距离小于测量泄漏振动状态的最大距离
。5.
如权利要求1所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，当在土壤中安装单轴振动传感器时，传感器节点的测量截面与管道横截面是正交的
。6.
如权利要求2所述的一种测量埋地管道振动状态的传感器布置方法，其特征在于，加速度在土壤中传播时振幅的衰减规...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋新生，李玉星，刘翠伟，肖康，韩辉，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：