[发明专利]一种冻土区油气管道竖向位移自动监测方法和系统

权利要求书

1.一种冻土区油气管道竖向位移自动监测方法，其特征是在管沟外侧设置监测基准点，并确保基准点长期稳定，高程不会发生变化；在管体设置多个监测点；在基准点和管体监测点各固定渗压计；所有渗压计通过液体连通管连接到液罐，使所有渗压计采用共同的液体压力系统；通过固定于基准点渗压计测量基准点渗压计所在位置的液体压力，通过监测点渗压计测量监测点渗压计所在高程的液体压力，计算基准点与监测点之间的高程差；基准点渗压计的高程长期稳定，当管道发生沉降或向上隆起时，固定于管道的渗压计高程同时发生变化，从而与基准点的高程差发生变化，新的高程差通过测量液体压力计算获得，从而可以计算管道高程变化；通过渗压计定期测量基准点与各监测点的液体压力，即可获得各监测点的管道的高程变化，即竖向位移；

所有渗压计均与数据采集装置连接，均实现数据实时采集，并通过数据远传装置将数据通过移动信号GPRS或卫星实时传输至室内数据远程传输装置，经数据处理服务器处理后，向用户实施发布监测预警信息，从而实现管道竖向位移的自动实时监测预警。

2.根据权利要求1所述的一种冻土区油气管道竖向位移自动监测方法，其特征是安装于基准桩(8)的渗压计II(9)和安装于管体监测点的渗压计I(6)通过液体连通管(11)连接于液罐(15)，所有渗压计均处于同一液压系统；通过基准桩(8)渗压计II(9)可测量基准桩(8)渗压计所在高程的液体压力Pw_JZ，计算该点的水头hw_JZ＝Pw_JZ/ρ，式中ρ为防冻液液体密度；通过监测点渗压计测量监测点渗压计所在高程的液体压力Pw_JCi，计算该点的水头hw_JCi＝Pw_JCi/ρ，则基准点与监测点之间的水头差Δhw_i表示为Δhw_i＝hw_JZ-hw_JCi＝(Pw_JZ-Pw_JCi)/ρ，水头差Δhw_i即为两点的高程差Δh_i；基准桩(8)长期位移不变，其固定的渗压计II(9)的高程长期稳定为恒定值，当管道发生沉降或向上隆起时，固定于管道上的渗压计I(6)高程同时发生变化，与基准点的高程差Δh_i发生变化，新的高程差通过测量到的液体压力计算获得，从而计算出管道高程变化，即竖向位移。

3.一种使用权利要求1所述方法的冻土区油气管道竖向位移自动监测系统，其特征是输油气管道(4)埋设于冻土地区季节性活动层(3)中，埋设深度为地面(2)2m以下；在管道(4)上设置多个监测点或监测截面，在各监测点或监测截面上安装管卡(5)，在管卡(5)固定一支渗压计I(6)，渗压计I(6)通过液体连通管(7)与液罐(15)连接，并由渗压计数据线(11)连接数据采集器(13)；同时在管道(4)附近稳定区域设置基准点，基准点设置基准桩(8)，并确保基准桩(8)长期稳定，在基准桩(8)的固定装置(10)上固定安装渗压计II(9)；所有渗压计均通过液体连通管(7)与液罐(15)连接，液罐(15)内灌注凝点不高于-45℃的防冻液；所有渗压计数据线(11)连接到数据采集器(13)；所有渗压计均与数据采集装置(13)连接，并通过数据远传装置(12)将数据通过手机信号GPRS(17)或卫星(18)实时传输至位于室内(21)的数据远程传输装置(19)，数据远程传输装置(19)输出接数据处理服务器(20)，向用户实施发布监测预警信息。

4.根据权利要求1所述的一种冻土区油气管道竖向位移自动监测系统，其特征是数据采集器(13)、数据远程传输模块(12)、蓄电池(14)和液罐(15)放置在密封地埋箱(16)内，并与其他所有现场装置一起埋置于地下。