[发明专利]天然气干气管道智能检测球

说明书

技术领域

本发明涉及天然气管道检测领域，更确切地说，是涉及一种适用于天然气干气管道内检测的智能检测球。 

背景技术

尽管天然气在进入天然气管道之前都经过了脱水、脱硫等处理，但是实际的运行过程中，管道不可避免地会进入水汽、CO₂以及H₂S等腐蚀性介质。如果天然气管道干气管道中存在积水并同时含有腐蚀性有害物质组分，就会在管道内积水处产生内腐蚀。内腐蚀是造成管道系统严重老化的原因之一，它将导致管道泄漏，降低结构强度，并严重威胁整个输气系统的安全性、完整性和经济性。鉴于管道输送的密闭性，无论是国内还是国外，目前对管道内腐蚀的检测评价手段还不成熟，管道内腐蚀具有较大的隐蔽性，有时候内腐蚀导致的问题是灾难性的。2000年，EI Paso公司在新墨西哥卡尔斯巴附近的一条φ760 运营管线发生内腐蚀失效事故，引发大火并造成 12 人死亡，直接财产损失达100 万美元，赔偿损失高达1550 万美元,此次事故的引发原因正是由于管线底部长期积液导致内部腐蚀穿孔所引起的。

就目前而言，对管道内腐蚀检测使用的主要方法是: 内检测、试压和直接评价。但由于检测工具不易进入管道内部，天然气管道的内腐蚀通常难以检测。管线的机械和几何约束使在线检测的应用受到阻碍，只有大约50%的管道可以在线清管检测。虽然漏磁检测能对管道内腐蚀情况进行详细地测量，也能对内管道腐蚀严重位置给与准确定位，可是每次检测时都要预先停止对天然气管道的输送，停止生产，不能满足天然气不间断传输和连续化生产的要求，不仅成本设备昂贵，费用开销大，而且存在国内技术不成熟，检测时间长，操作非常复杂等缺点。试压法要求管道在停输状态下使用，而超声波和射线拍照则要求在检测之前挖掘和清理管道表面，都使得全线检测不切实际。因此，对无法进行内检测和不能中断输送的管道，可以选择使用内腐蚀直接评价方法( DG－ICDA) 进行完整性评价。直接评价具有成本低、易实施等特点,该方法近年得到了广泛的应用。

虽然内部腐蚀直接评价方法（ICDA）证明了在管道工业中的应用价值，但是内部腐蚀直接评价方法（ICDA）不能提供关于具有腐蚀性水分存在的准确信息，也无法量化腐蚀的危害，更不能对管道内存在的积水点进行定位。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种天然气干气管道智能检测球，利用干气气体在管道内的传输流动带动小球贴着管道内壁滚动，小球外壁附着的矩阵式积液传感器用来检测腐蚀性液体，声波检发器可以检测气体泄漏点的存在，同时联合无线传输模块实现定位功能。在无需开挖管道的前提下，本发明的智能检测小球能满足干气管道气体不间断传输和连续化生产的要求，能快速地检测并定位出干气管道内存在的积液点以及天然气泄漏点。

为实现上述功能，本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：智能检测小球由空心球体、矩阵式积液传感器、无线数据传输模块、声波检发装置、数据处理装置以及电池组构成。空心球体直径大小小于5cm，其中有半个球体上分布了细小孔洞，有孔洞部分球体内壁贴有防水纸，以防止水渗入球体腔内；球体外表面紧密分布着矩阵式积液传感器，用来检测腐蚀液体；绝缘防水防爆隔板将空心球体内腔分为两个部分，其中一部分在隔板上安装有无线通信天线、蜂鸣器、高灵敏度麦克风和串行通信接口，另外一部分安装有电路板和供电电池。

本发明是采用天然气气体在管道内的传输流动带动小球贴着管道内壁滚动，当小球外壁附着的矩阵式积液传感器，探测到管道内积水点的存在时，将其转化为电信号传送给数据处理装置。另外，或者声波检发装置采用声波检漏原理，当检测到管道内天然气泄漏形成的特殊声波信号时，数据处理装置将其数据处理后，通过无线通信模块将管道内积水信息、天然气泄漏信息、当前时间信息、小球节点位置信息传输到下个小球节点。小球通过无线通信模块接收和发射数据，在长输管道内自动连线组网，每个小球自成一个网络节点。各个小球节点之间采用时差声波测距法进行节点的定位，从而间接地对检测点进行定位。

本发明的天然气干气管道智能检测小球有益效果是：