一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。沿管道還安裝有三個(gè)均壓管，每個(gè)均壓管上均安裝有壓力傳感器，沿液體流向分別為第一、第二和第三壓力傳感器，通過三個(gè)壓力傳感器采集數(shù)據(jù)對(duì)管道內(nèi)部聲速和泄露位置進(jìn)行檢測(cè)；第一、第三壓力傳感器沿液體流向入口的管道上設(shè)有第一、第二流量計(jì)；通過兩個(gè)流量計(jì)采集數(shù)據(jù)初步判斷是否發(fā)生泄露，再通過三個(gè)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)判斷最終是否泄露，計(jì)算獲得管道內(nèi)的壓波速和管道泄漏處的位置。本發(fā)明可標(biāo)定當(dāng)?shù)芈曀伲瑱z測(cè)管道泄漏，能夠檢測(cè)到泄漏量較小的情況，測(cè)出了不同工況下的當(dāng)?shù)芈曀?，降低了因調(diào)泵調(diào)閥引起的誤報(bào)警率，提高了管道泄漏的定位精度，對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境具有十分重要意義。
【專利說明】
一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及了一種檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，具體涉及了一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置 和檢測(cè)方法，可標(biāo)定管道內(nèi)當(dāng)?shù)芈曀?，減少泄漏誤報(bào)警，提高泄漏定位精度。
【背景技術(shù)】
[0002] 管道運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸并列為五大交通運(yùn)輸方式， 在輸送液體、氣體、漿體等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，管道運(yùn)輸 以及大型重裝設(shè)備在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的角色越來越重要。但隨著管線的增多及設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的 增長(zhǎng)，管壁由于施工缺陷、沖刷腐蝕及人為破壞等原因，管線泄漏事故頻頻發(fā)生。
[0003] 2009年12月30日凌晨，中國(guó)石油蘭鄭長(zhǎng)成品油管道渭南支線發(fā)現(xiàn)大量柴油泄漏進(jìn) 入赤水河，在渭河形成污染帶進(jìn)入黃河，造成黃河污染。2016年5月17號(hào)夜間，總部位于利古 里亞大區(qū)布薩拉的礦物油加工皮耶蒙特工業(yè)公司的地下輸油管道發(fā)生破裂，造成550噸原 油泄漏，其中有50噸流入附近海域。
[0004] 目前，大多數(shù)檢測(cè)管道泄漏的裝置對(duì)于微泄漏事件的發(fā)生都很難檢測(cè)的到，而且 對(duì)于聲速都普遍地采用已有的常數(shù)值，而實(shí)際中聲速會(huì)隨著溫度，管道中氣體的百分比等 因素的變化而變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了檢測(cè)到微泄漏事件的發(fā)生，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，提高泄漏定位的精度。本發(fā) 明提出了一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，從而滿足了檢測(cè)微泄漏的要求，在滿足 檢測(cè)微泄漏要求的前提下，標(biāo)定了當(dāng)?shù)芈曀?，降低了由調(diào)栗調(diào)閥引起的誤報(bào)警率，提高了管 道泄漏的定位精度。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -、一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置：
[0008] 包括離心栗、連接在離心栗出口的管道和安裝在離心栗出口處管道上的第一電動(dòng) 調(diào)節(jié)閥，沿管道還安裝有三個(gè)均壓管，每個(gè)均壓管上均安裝有一個(gè)用于檢測(cè)管道內(nèi)液壓的 壓力傳感器，三個(gè)壓力傳感器沿液體流向分別為第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三 壓力傳感器，通過第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)對(duì) 管道泄露位置進(jìn)行檢測(cè)；第一壓力傳感器沿液體流向入口的管道上設(shè)有第一流量計(jì)，第三 壓力傳感器沿液體流向出口的管道上設(shè)有第二流量計(jì)，通過第一流量計(jì)和第二流量計(jì)采 集的流量數(shù)據(jù)對(duì)泄漏檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，降低調(diào)栗調(diào)閥引起的誤報(bào)警率。
[0009] 本發(fā)明采用均壓管安裝壓力傳感器，均壓管可以起到平緩壓力的作用，從而可以 提高對(duì)于微泄漏檢測(cè)的靈敏度。
[0010] 所述的均壓管上開有排氣口，排氣口與管道相通，排氣口用于將均壓管和管道內(nèi) 的空氣排出，便于在實(shí)驗(yàn)測(cè)試之前將均壓管內(nèi)的空氣排出。
[0011]所述的均壓管上開有傳感器安裝口，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓 力傳感器與傳感器安裝口采用螺紋連接固定。
[0012] 所述的第一壓力傳感器和第一流量計(jì)均安裝在管道輸入端端部，所述的第三壓力 傳感器和第二流量計(jì)安裝在管道輸出端端部，第二壓力傳感器安裝在第一壓力傳感器和第 三壓力傳感器之間。
[0013] 二、一種新型管道泄漏檢測(cè)方法，采用所述檢測(cè)裝置，具體包括如下步驟：
[0014] 1)通過第一流量計(jì)和第二流量計(jì)所采集的流量數(shù)據(jù)初步判斷管道是否發(fā)生了泄 露；
[0015] 2)初步判斷管道發(fā)生泄露后，通過第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力 傳感器實(shí)時(shí)采集管道上各處的壓力數(shù)據(jù)再判斷管道最終是否泄露；
[0016] 3)確定泄露后通過壓力傳感器實(shí)時(shí)采集的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算獲得管道內(nèi)的壓波速和 管道泄漏處的位置。
[0017] 當(dāng)閥門開度減少或停栗時(shí)，第一壓力傳感器和第三壓力傳感器采集到的壓力都會(huì) 減少，而當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，第一壓力傳感器和第三壓力傳感器采集到的壓力也都會(huì)減少，此時(shí) 便無法通過采集到的壓力值的變化來判斷管道是否發(fā)生了泄漏。因此在前述步驟中，通過 所述的第一流量計(jì)和第二流量計(jì)采集的流量數(shù)據(jù)對(duì)泄漏檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。
[0018] 當(dāng)?shù)谝浑妱?dòng)調(diào)節(jié)閥閥門開度減少、停栗或泄漏時(shí)，第一流量計(jì)和第二流量計(jì)所采 集到的流量其值的變化是不一樣的。當(dāng)?shù)谝浑妱?dòng)調(diào)節(jié)閥閥門開度減少或停栗時(shí)，第一流量 計(jì)和第二流量計(jì)所采集的流量都是減少的，當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，第一流量計(jì)所采集到的流量是 增加的，而第二流量計(jì)所采集到的流量是減少的，從而可以判斷管道是否發(fā)生了泄漏。由此 第一流量計(jì)和第二流量計(jì)一方面可以起到檢測(cè)泄漏的作用，另一方面可以降低由于調(diào)栗調(diào) 閥引起的誤報(bào)警率。
[0019]所述步驟1)具體是:若所述第一流量計(jì)采集到的流量數(shù)據(jù)升高且所述第二流量計(jì) 采集到的流量數(shù)據(jù)降低，則認(rèn)為初步判斷管道發(fā)生了泄露，否則沒有發(fā)生泄露。
[0020] 所述步驟2)具體是在步驟1)初步判斷管道發(fā)生泄露基礎(chǔ)上，若所述第一壓力傳 感器和所述第三壓力傳感器采集到的壓力數(shù)據(jù)均降低，則判斷管道最終發(fā)生了泄漏，否則 沒有發(fā)生泄露。
[0021] 通過所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器實(shí)時(shí)采集管道上各 處的壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)第二壓力傳感器和第三壓力傳感器之間的距離X，采用以下公式計(jì)算獲 得管道內(nèi)的壓波速v(相當(dāng)于當(dāng)?shù)芈曀?，指的是聲音在液體中傳播的速度），以提高定位精 度：
[0022]
[0023]其中，tl和t2分別表示管道泄漏處產(chǎn)生的壓力波到達(dá)第二壓力傳感器和第三壓力 傳感器的時(shí)間，v為管道內(nèi)的壓波速；
[0024] 接著采用以下公式計(jì)算獲得管道泄漏處的位置：
[0025] xl=vX(t2-t3)
[0026] 其中，xl為泄漏孔到第一傳感器的距離，即管道泄漏處的位置，t3為管道泄漏處產(chǎn) 生的壓力波到達(dá)第一壓力傳感器的時(shí)間。
[0027]本發(fā)明具有的有益效果是：
[0028]本發(fā)明提高了對(duì)于微泄漏檢測(cè)的靈敏度，降低了因調(diào)栗調(diào)閥引起的誤報(bào)警率，避 免了資源的浪費(fèi)，而且還提出了標(biāo)定當(dāng)?shù)芈曀伲瑥亩岣吡斯艿佬孤z測(cè)的定位精度。均勻 管上開有排氣口從而提高了測(cè)定管道內(nèi)壓力值的準(zhǔn)確度。
[0029]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉及安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 本發(fā)明可滿足石油、化工等領(lǐng)域的需求。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。
[0032] 圖2是本發(fā)明均壓管的三維結(jié)構(gòu)圖。
[0033]
[0034]圖中：1.離心栗，2.第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，3 .第一流量計(jì)，4.第一壓力傳感器，5 .泄漏 孔，6.第二壓力傳感器，7.第三壓力傳感器，8.第二流量計(jì)，9.管道，10.電動(dòng)針閥，11.第二 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，12.均壓管，12.1排氣口，12.2傳感器安裝口。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036] 本發(fā)明的具體仿真實(shí)施例及其實(shí)施工作過程是：
[0037] 具體實(shí)施中，在管道9上開設(shè)泄漏孔5,泄漏孔5處安裝有電動(dòng)針閥10和第二電動(dòng)調(diào) 節(jié)閥11，電動(dòng)針閥10用來控制泄漏量的大小，第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2用來控制泄漏孔的即開即 關(guān)，第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥11和電動(dòng)針閥10通過螺紋連接固定。
[0038] 漏孔5前l(fā)m處裝有第一壓力傳感器4,在泄漏孔5后lm處裝有第二壓力傳感器6,在 泄漏孔后l〇〇m處裝有第三壓力傳感器7。通過觀測(cè)第一流量計(jì)、第一壓力傳感器、第三壓力 傳感器和第二流量計(jì)的數(shù)值變化，可以判斷管道是否發(fā)生泄漏，從而降低因調(diào)栗調(diào)閥引起 的誤報(bào)警率。通過測(cè)量泄漏孔發(fā)出的信號(hào)分別到達(dá)第二壓力傳感器和第三壓力傳感器的時(shí) 間tl和t2,以及第二壓力傳感器和第三壓力傳感器的距離X，可標(biāo)定當(dāng)?shù)芈曀?，從而提高?位的精度。由表1可以看出，采用新的管道泄漏檢測(cè)裝置后，其定位的精度有了一定的提高， 尤其是泄漏量較小的泄漏，其定位精度有了顯著的提高。通過均壓管平緩管道內(nèi)的壓力波 動(dòng)，從而提高對(duì)于微泄漏檢測(cè)的靈敏度。
[0039]表1:采用新的泄漏檢測(cè)裝置后的定位結(jié)果對(duì)比
[0040]
[0041] 由此可見本發(fā)明旨在標(biāo)定當(dāng)?shù)芈曀?，降低因調(diào)栗調(diào)閥引起的誤報(bào)警率，提高對(duì)于 微泄漏檢測(cè)的靈敏度。本發(fā)明對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境具有十分重大的意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置，包括離心栗（1)、連接在離心栗（1)出口的管道(9)和安 裝在離心栗（1)出口處管道(9)上的第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（2)，其特征在于:沿管道(9)還安裝有 三個(gè)均壓管（12)，每個(gè)均壓管（12)上均安裝有一個(gè)用于檢測(cè)管道(9)內(nèi)液壓的壓力傳感器， 三個(gè)壓力傳感器沿液體流向分別為第一壓力傳感器(4)、第二壓力傳感器(6)和第三壓力傳 感器(7)，通過第一壓力傳感器(4)、第二壓力傳感器(6)和第三壓力傳感器(7)采集的壓力 數(shù)據(jù)對(duì)管道(9)泄露位置進(jìn)行檢測(cè);第一壓力傳感器(4)沿液體流向入口的管道(9)上設(shè)有 第一流量計(jì)(3)，第三壓力傳感器(6)沿液體流向出口的管道(9)上設(shè)有第二流量計(jì)(8)，通 過第一流量計(jì)(3)和第二流量計(jì)(8)采集的流量數(shù)據(jù)對(duì)泄漏檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的均壓管（12) 上開有排氣口（12.1)，排氣口（12.1)與管道(9)相通，排氣口（12.1)用于將均壓管（12)和管 道(9)內(nèi)的空氣排出。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的均壓管（12) 上開有傳感器安裝口（12.2)，第一壓力傳感器(4)、第二壓力傳感器(6)和第三壓力傳感器 (7)與傳感器安裝口（12.2)采用螺紋連接固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的第一壓力傳 感器(4)和第一流量計(jì)(3)均安裝在管道(9)輸入端端部，所述的第三壓力傳感器(7)和第二 流量計(jì)(8)安裝在管道(9)輸出端端部。5. -種新型管道泄漏檢測(cè)方法，其特征在于采用權(quán)利要求1~4任一所述的檢測(cè)裝置， 具體包括如下步驟： 1) 通過第一流量計(jì)(3)和第二流量計(jì)(8)所采集的流量數(shù)據(jù)初步判斷管道(9)是否發(fā)生 了泄露； 2) 初步判斷管道發(fā)生泄露后，通過第一壓力傳感器(4)、第二壓力傳感器(6)和第三壓 力傳感器(7)實(shí)時(shí)采集管道上各處的壓力數(shù)據(jù)再判斷管道(9)最終是否泄露； 3) 確定泄露后通過壓力傳感器(7)實(shí)時(shí)采集的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算獲得管道(9)內(nèi)的壓波速 和管道泄漏處的位置。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟1)具體 是:若所述第一流量計(jì)(3)采集到的流量數(shù)據(jù)升高且所述第二流量計(jì)(8)采集到的流量數(shù)據(jù) 降低，則認(rèn)為初步判斷管道(9)發(fā)生了泄露，否則沒有發(fā)生泄露。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)方法，其特征在于:所述步驟2)具體是 在步驟1)初步判斷管道發(fā)生泄露基礎(chǔ)上，若所述第一壓力傳感器(4)和所述第三壓力傳感 器(7)采集到的壓力數(shù)據(jù)均降低，則判斷管道最終發(fā)生了泄漏，否則沒有發(fā)生泄露。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型管道泄漏檢測(cè)方法，其特征在于:通過所述第一壓力 傳感器(4)、第二壓力傳感器(6)和第三壓力傳感器(7)實(shí)時(shí)采集管道上各處的壓力數(shù)據(jù)，根 據(jù)第二壓力傳感器(6)和第三壓力傳感器(7)之間的距離X，采用以下公式計(jì)算獲得管道內(nèi) 的壓波速V，以提尚定位精度：其中，tl和t2分別表示管道泄漏處產(chǎn)生的壓力波到達(dá)第二壓力傳感器(6)和第三壓力 傳感器(7)的時(shí)間，v為管道內(nèi)的壓波速； 接著采用以下公式計(jì)算獲得管道泄漏處的位置： xl = v X (t2-t3) 其中，xl為泄漏孔到第一傳感器(4)的距離，t3為管道泄漏處產(chǎn)生的壓力波到達(dá)第一壓 力傳感器(4)的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】F17D5/02GK105864642SQ201610394009
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】林培鋒, 廖江, 崔寶玲, 林哲
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)