[发明专利]确定输送管道中的流体泄漏量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业中的管道输送领域，更具体而言，涉及确定输送管道中的泄漏信息的方法和装置。

背景技术

在现代工业中，常常需要通过管道来长距离地输送各种流体原料，例如石油、燃气、水等。目前，世界范围内用于输送石油和燃气的管道的总长度已经达到3.5＊10⁶公里，其中，中国的长距离管道超过80,000公里，用于输送中国70％的石油和99％的天然气。

然而，在这些长距离管道中，许多管道由于长期工作而发生老化。例如，在中国，已经有大约60％的管道服务时间超过了20年，甚至许多管道已经工作了超过30年，进入了事故多发的危险期，极易发生泄漏事故。

除了因为管道腐蚀和老化引起的泄漏事故之外，地形和地貌的改变、气候的改变、外部振动等因素都会引起管道的泄漏。此外，更为常见的、由于偷窃原料而人为进行的钻孔也是管道泄漏的主要原因。

无需多言，管道泄漏会造成巨大的原料流失、经济损失，此外还会带来极大的环境污染和危险，因此具有极大的危害性。为了尽可能减小这样的危害，工程技术人员希望在泄漏发生后的尽量短的时间内获知与泄漏有关的信息，例如，泄漏地点、泄漏发生时间等，以便尽快采取补救措施。

为了获知这样的泄漏信息，现有技术中采用了多种方案。在一种方案中，检测管道中流体的流量，根据一段管道两端的进出流量差或固定端的流量变化来确定泄漏信息。然而，该方案敏感度较低，因而准确度不够高，难以满足工程要求。在一种方案中，在管道外部布置光纤系统，通过检测光纤信号的变化来确定泄漏信息。替代地，还可以布置液体传感线路，通过检测液体电导率的变化来获知泄漏信息。这两种方案具有较高的准确度，但是工程成本太高，难以大规模应用。

发明内容

综合考虑成本和准确性等各种因素，较为实用的方案之一是利用负压波来确定管道的泄漏信息。

具体地，在流体输送过程中，被输送的流体会对管道壁施加一定压力。通过在管道沿线布置若干压力传感器，可以感测到流体压力的压力信号。一般地，压力传感器可以布置在一段管道的两端。如果在该段管道的中间某位置处发生了泄漏，那么流体会通过在泄漏口处的泄漏而释放一些压力，造成对管道的压力下降。该压力下降以波的形式沿着管道传播，被设置在端部的压力传感器所捕获。因此，压力传感器会获得由于泄漏引起的压力信号的下降，又称为负压波。通过这样的负压波，可以获知一部分与管道泄漏相关的信息。然而，现有技术中对于负压波的分析不够充分，所获得的泄漏信息不够全面，只能获得泄漏发生的大致时间、地点等信息，不能获得更进一步的例如泄漏速度、泄漏量之类的信息，因此有待进一步的改善和提高。

鉴于现有技术中存在的问题，提出本发明，旨在提供一种确定输送管道中的流体泄漏量的方法和装置，从而克服现有技术中的至少一项不足。

根据本发明一个方面，提供了一种确定输送管道中的流体泄漏量的方法，包括：获取管道上设置的至少两个压力传感器所感测的负压波信号；基于所述负压波信号确定泄漏位置处的压力信号；根据泄漏模型，基于所述泄漏位置处的压力信号确定一定泄漏时间内的泄漏速度；以及基于所述泄漏速度确定管道中流体的泄漏量。

根据本发明另一方面，提供了一种确定输送管道中的流体泄漏量的装置，包括：信号获取单元，配置为获取管道上设置的至少两个压力传感器所感测的负压波信号；压力确定单元，配置为基于所述负压波信号确定泄漏位置处的压力信号；速度确定单元，配置为根据泄漏模型，基于所述泄漏位置处的压力信号确定一定泄漏时间内的泄漏速度；以及泄漏量确定单元，配置为基于所述泄漏速度确定管道中流体的泄漏量。

利用本发明的方法和装置，可以有效地获得输送管道的更具体的泄漏信息，从而有助于了解管道的泄漏情况，减小损失。

附图说明

图1示出根据本发明一个实施例确定泄漏量的方法的流程图；

图2A示例性示出来自一个压力传感器的负压波信号；

图2B示例性示出经过过滤的负压波信号；

图3示出根据本发明一个实施例的步骤12的子步骤；

图4示例性示出一种典型情况下的压力传感器和泄漏位置视图；

图5示例性示出根据一个实施例获得的压力信号；

图6A示例性示出根据一个实施例获得的压力信号；

图6B示出与图6A的压力信号对应的斜率信号；

图6C示意性示出标记的特征时间点和划分的时间段；

图7示出根据本发明一个实施例的步骤14的子步骤；