[发明专利]一种高压气体输送管道泄漏监测系统和方法

说明书

本发明公开了一种高压气体输送管道泄漏监测系统和方法。高压气体输送管道泄漏监测系统包括：设置在高压气体输送管道第一区段的第一数据采集处理装置、第一流量传感器、第一振动信号传感器、第一压力传感器、第一温度传感器，和设置在高压气体输送管道第二区段的第二数据采集处理装置、第二振动信号传感器、第二压力传感器、第二温度传感器；第一区段位于第二区段的上游；第一流量传感器、第一振动信号传感器、第一压力传感器、第一温度传感器分别与第一数据采集处理装置连接，第一数据采集处理装置用于对第一流量传感器、第一振动信号传感器、第一压力传感器、第一温度传感器采集的数据进行处理，得到第一待分析数据。

技术领域

本发明涉及高压气体输送技术领域，具体涉及一种高压气体输送管道泄漏监测系统和方法。

背景技术

在石油开采过程中，为提高产量，会对地下油层采取技术手段进行驱油作业，其中利用高压输送管道对油层连续输注CO₂是逐步趋于成熟的一种技术。

一般情况下，CO₂被高压(10-20Mpa)泵打入输送管道输送至注入点，这段距离输送管道会连续处于高压的运行状态(例如19Mpa运行)，管道内的CO₂一般情况下处于液态，这样的高压运行管道一旦发生泄漏事故不能及时发现，会严重影响原油的采出率，尤其重点要的是，在泄漏点周围是很危险的，一是高压液态CO₂在瞬间失压、升温情况下，会产生强大的气柱，这种气柱的冲击一旦碰到生物体，会瞬间将其击穿，严重威胁生命；二是泄漏出来的CO₂会迅速在泄漏点周边扩散，核心区域的CO₂浓度会导致人或动物窒息。

鉴于上述情况，对高压CO₂输送管道进行实时的动态监测，及时对发生在输送管道上的泄漏事件进行报警、定位就显得极其重要了。

传统的输送管道泄漏方法是压力波法和输量平衡法(音波法、次声波法等)，其构成是一次信号采集仪表，二次采集数传系统和软件分析系统组成。通过软件对输送液体的压力动态及流量动态实时对比分析完成输送管道在泄漏事件时的报警、定位。

但CO₂的物理特性及高压输送工艺(一般10-20Mpa输送甚至更高)与常规的液体输送管道(一般0-6Mpa输送)有很大的区别，CO₂的密度受压力和温度的影响很大，就会导致整个管道内的CO₂在不同的位置、不同的压力、不同的温度下处于不同的密度状态，甚至出现气液混合状态，这就导致管道内介质泄漏引发的管内动态失衡产生的波型在向泄漏点两端传递时的速度不恒定，造成定位误差极大；其次一般的高压信号传感器，由于考虑到耐压性，从而降低了灵敏度，导致小泄漏反映迟钝；上述情况对于传统的泄漏监测方法，无论是从信号的采集精度和软件的算法上(信号传递速度不稳)都很难有效的实现监控了；再有就是CO₂的输送都是从泵站直接到注入点，不是传统管道输送的发、收方式，而是直接注入地下油层，所以在注入点一般是不配备计量设备，只是在泵站的出口处安装一台计量设备完成一天的注入量统计，且注入点工艺流程也不具备安装计量设备的条件，所以传统的输送管道首、末点输量平衡法也无法使用了。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种高压气体输送管道泄漏监测系统和方法，用以解决高压气体输送管道的泄漏报警定位的问题。