【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天然气管道气体泄漏监测，具体地说，涉及一种模拟气体管道泄漏的装置。
技术介绍
1、天然气作为一种清洁环保的优质能源，逐渐在我国能源结构中占据了重要地位，消费量也持续大幅度上涨，天然气管网规模不断扩大，气田集输管线、天然气长输管道与城市天然气管道共同形成了“主干互联、局域成网”的格局，总里程超过100万公里。随着运行时间的不断延长，管线腐蚀、磨损、地形沉降、第三方破坏等因素导致的天然气泄漏将不断加剧，天然气泄漏若为及时发现并妥善处理，极易造成火灾或爆炸事故，对企业安全生产、人们生命财产造成极大威胁。因此，及时准确发现泄漏并明确泄漏点对于天然气安全生产及储运至关重要。
2、目前可以应用于油气管道的泄漏监测方法有许多种，其分类方法也多种多样，根据所检测的参数不同，主要分为质量/体积平衡法、应用统计法、负压波法、瞬态模型法、分布式光纤法和声波法等。其中，声波法与传统的质量平衡法、负压波法、瞬态模型法等相比具有诸多优点：灵敏度高、定位精度高、误报率低、检测时间短、适应性强。但基于声波法的泄漏监测系统在研发过程中需要进行大量的物模实验，在安装调试的过程中也需要进行模拟测试，以保证其有效应用。因此，可靠的气体管道泄漏模拟装置是进行泄漏监测系统研发的关键之一。
3、现有技术(cn107816638a、cn109751516a、cn106018561a)虽各有优势，但适用性普遍不足，且只能实现稳态实验，与气体管道非稳态泄漏的实际不符。
4、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种模拟气体管道泄漏的
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种模拟气体管道泄漏的装置，所述装置包含：
2、气体供应模块，其用于提供预设压力、流速的气相介质；
3、管线泄漏与监测模块，其与所述气体供应模块连接，包含用于长管段气体泄漏模拟的环路实验段、用于研究泄漏信号衰减规律与焊缝数量关系的多焊缝试验段、用于研究泄漏信号衰减规律与弯头数量及形态关系的多弯头试验段；
4、数据采集分析模块，其与所述管线泄漏与监测模块连接，用于在实验过程中，对实验参数进行实时监测与采集。
5、根据本专利技术的一个实施例，所述气体供应模块包含：空气压缩机、冷干机、过滤器、增压泵、缓冲罐、单向阀、稳压阀，其中，所述空气压缩机用于提供压缩空气，出口端连接所述冷干机后串联所述过滤器，所述过滤器的出口端分别连接所述增压泵和所述缓冲罐，所述增压泵和所述缓冲罐的后端均装有所述单向阀，两个所述单向阀尾端均接入所述稳压阀，所述稳压阀出口端连入所述管线泄漏与监测模块。
6、根据本专利技术的一个实施例，所述管线泄漏与监测模块包含：管路槽，其为上部敞开的长方体，内部空间根据所述环路实验段、所述多焊缝试验段以及所述多弯头试验段的所占体积分成三部分，可进行填土/水模拟埋地/水底管线，并可以调节埋地/水的深度。
7、根据本专利技术的一个实施例，所述环路实验段设置有环路直管段以及环路弯管段，并在预设固定点将所述环路直管段以及所述环路弯管段与地面连接形成固定。
8、根据本专利技术的一个实施例，在所述预设固定点，管道外部设有用于减缓振动的固定垫圈，所述固定垫圈外部套有固定环，所述固定环下端与可伸缩固定杆和固定板连接。
9、根据本专利技术的一个实施例，所述环路实验段中除了最外侧直管段上的4个所述预设固定点的所述固定板通过固定螺栓与地面连接形成固定外，其他固定板可通过固定板滑轨进行平行移动，在移动到预设位置后通过预设螺栓孔固定，所述固定板滑轨的设置方向与直管段的平面投影方向垂直，共计8条，其中两侧4条短滑轨，内侧4条长滑轨，在每条滑轨两侧预设了用于固定所述固定螺栓的所述预设螺栓孔，其中，所述可伸缩固定杆与所述预设螺栓孔用于调节所述环路实验段平面与地面的角度，可调节的角度范围包含[0°，90°]。
10、根据本专利技术的一个实施例，所述环路直管段设置有可拆卸泄漏段，用于模拟多种管线泄漏模式，其中，所述管线泄漏模式包含但不限于爆裂泄漏模式、保压自动泄漏模式和泄压手动泄漏模式。
11、根据本专利技术的一个实施例，在所述保压自动泄漏模式和所述泄压手动泄漏模式下，所述可拆卸泄漏段由泄漏支管、泄漏阀和泄漏孔组成，其中，所述泄漏孔的形态包含但不限于圆孔、条状孔、菱形孔和曲折裂缝，在所述保压自动泄漏模式下，所述泄漏阀为背压式泄漏阀门，在所述泄压手动泄漏模式下，所述泄漏阀为泄漏球阀。
12、根据本专利技术的一个实施例，所述爆裂泄漏模式下，所述可拆卸泄漏段设置有爆裂泄漏段，在所述爆裂泄漏段周向不同位置，设置有相互错开互不干扰的多个所述泄漏孔，每个所述泄漏孔安装有与之对应的爆破片。
13、根据本专利技术的一个实施例，所述多焊缝试验段包含多个子管道，所述子管道之间由两端的公母头进行连接，并进行金属密封，所述子管道由多个短管焊接而成，焊缝数量可调节。
14、根据本专利技术的一个实施例，所述多弯头试验段由弯头和直管段组成，所述弯头的曲率为直管段直径的预设倍数，所述弯头的角度范围包含[30°，180°]。
15、根据本专利技术的一个实施例，所述数据采集分析模块包含：
16、压力传感器，其设置在所述气体供应模块与所述管线泄漏与监测模块，用于监测管道压力；
17、质量流量计，其设置在所述气体供应模块与所述管线泄漏与监测模块，用于监测管道流量；
18、数据分析单元，其基于所述管道压力以及所述管道流量，对管道泄漏情况进行分析；
19、控制柜，其用于控制所述压力传感器与所述质量流量计的采集过程，并将所述管道压力与所述管道流量传输至所述数据分析单元。
20、根据本专利技术的一个实施例，所述装置包含：气体泄放模块，其与所述管线泄漏与监测模块连接，用于将实验后的气体安全排放，并具有辅助实验管道压力调节的作用。
21、本专利技术提供了一种模拟气体管道泄漏的装置，与现有技术相比的有益效果为：(1)所有的预设固定点单独固定，消除了管线共振对信号的干扰；(2)设置至少4种不同形态的泄漏孔，以模拟不同失效情况下的气体管线泄漏；(3)设置至少3种泄漏模式，可模拟不同工况/泄漏比例条件下的气体管线泄漏；(4)设置了多焊缝试验段和多弯头试验段，可以对复杂地形导致的多弯头、多焊缝的气体管道泄漏过程中的信号衰减规律进行精准研究。
22、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述装置包含：
2.如权利要求1所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述气体供应模块包含：空气压缩机、冷干机、过滤器、增压泵、缓冲罐、单向阀、稳压阀，其中，所述空气压缩机用于提供压缩空气，出口端连接所述冷干机后串联所述过滤器，所述过滤器的出口端分别连接所述增压泵和所述缓冲罐，所述增压泵和所述缓冲罐的后端均装有所述单向阀，两个所述单向阀尾端均接入所述稳压阀，所述稳压阀出口端连入所述管线泄漏与监测模块。
3.如权利要求1-2中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述管线泄漏与监测模块包含：管路槽，其为上部敞开的长方体，内部空间根据所述环路实验段、所述多焊缝试验段以及所述多弯头试验段的所占体积分成三部分，可进行填土/水模拟埋地/水底管线，并可以调节埋地/水的深度。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述环路实验段设置有环路直管段以及环路弯管段，并在预设固定点将所述环路直管段以及所述环路弯管段与地面连接形成固定。
5.如权利要求4所
6.如权利要求5所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述环路实验段中除最外侧所述环路直管段上的4个所述预设固定点的所述固定板通过固定螺栓与地面连接形成固定外，其他固定板可通过固定板滑轨进行平行移动，在移动到预设位置后通过预设螺栓孔固定，所述固定板滑轨的设置方向与所述环路直管段的平面投影方向垂直，共计8条，其中两侧4条短滑轨，内侧4条长滑轨，在每条滑轨两侧预设了用于固定所述固定螺栓的所述预设螺栓孔，其中，所述可伸缩固定杆与所述预设螺栓孔用于调节所述环路实验段平面与地面的角度，可调节的角度范围包含[0°，90°]。
7.如权利要求4-6中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述环路直管段设置有可拆卸泄漏段，用于模拟多种管线泄漏模式，其中，所述管线泄漏模式包含但不限于爆裂泄漏模式、保压自动泄漏模式和泄压手动泄漏模式。
8.如权利要求7所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，在所述保压自动泄漏模式和所述泄压手动泄漏模式下，所述可拆卸泄漏段由泄漏支管、泄漏阀和泄漏孔组成，其中，所述泄漏孔的形态包含但不限于圆孔、条状孔、菱形孔和曲折裂缝，在所述保压自动泄漏模式下，所述泄漏阀为背压式泄漏阀门，在所述泄压手动泄漏模式下，所述泄漏阀为泄漏球阀。
9.如权利要求8所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述爆裂泄漏模式下，所述可拆卸泄漏段设置有爆裂泄漏段，在所述爆裂泄漏段周向不同位置，设置有相互错开互不干扰的多个所述泄漏孔，每个所述泄漏孔安装有与之对应的爆破片。
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述多焊缝试验段包含多个子管道，所述子管道之间由两端的公母头进行连接，并进行金属密封，所述子管道由多个短管焊接而成，焊缝数量可调节。
11.如权利要求1-10中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述多弯头试验段由弯头和直管段组成，所述弯头的曲率为直管段直径的预设倍数，所述弯头的角度范围包含[30°，180°]。
12.如权利要求1-11中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述数据采集分析模块包含：
13.如权利要求1-12中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述装置包含：气体泄放模块，其与所述管线泄漏与监测模块连接，用于将实验后的气体安全排放，并具有辅助实验管道压力调节的作用。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述装置包含：
2.如权利要求1所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述气体供应模块包含：空气压缩机、冷干机、过滤器、增压泵、缓冲罐、单向阀、稳压阀，其中，所述空气压缩机用于提供压缩空气，出口端连接所述冷干机后串联所述过滤器，所述过滤器的出口端分别连接所述增压泵和所述缓冲罐，所述增压泵和所述缓冲罐的后端均装有所述单向阀，两个所述单向阀尾端均接入所述稳压阀，所述稳压阀出口端连入所述管线泄漏与监测模块。
3.如权利要求1-2中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述管线泄漏与监测模块包含：管路槽，其为上部敞开的长方体，内部空间根据所述环路实验段、所述多焊缝试验段以及所述多弯头试验段的所占体积分成三部分，可进行填土/水模拟埋地/水底管线，并可以调节埋地/水的深度。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述环路实验段设置有环路直管段以及环路弯管段，并在预设固定点将所述环路直管段以及所述环路弯管段与地面连接形成固定。
5.如权利要求4所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，在所述预设固定点，管道外部设有用于减缓振动的固定垫圈，所述固定垫圈外部套有固定环，所述固定环下端与可伸缩固定杆和固定板连接。
6.如权利要求5所述的一种模拟气体管道泄漏的装置，其特征在于，所述环路实验段中除最外侧所述环路直管段上的4个所述预设固定点的所述固定板通过固定螺栓与地面连接形成固定外，其他固定板可通过固定板滑轨进行平行移动，在移动到预设位置后通过预设螺栓孔固定，所述固定板滑轨的设置方向与所述环路直管段的平面投影方向垂直，共计8条，其中两侧4条短滑轨，内侧4条长滑轨，在每条滑轨两侧预设了用于固定所述固定螺栓的所述预设螺栓孔，其中，所述可伸缩固定杆与所述预设螺栓孔用于调节所述环...
【专利技术属性】
技术研发人员：高凯歌，王慧欣，刘铭刚，陈勇，王雪，靳彦欣，夏晞冉，孙少光，蒋秀，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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