一种基于测氧方法的管道漏点定位装置及其检测定位方法

技术领域

本发明属于管道漏点检测定位技术领域，具体涉及一种基于测氧方法的管道漏点定位装置及其检测定位方法。

背景技术

目前电力行业针对长距离管道检漏定位的方法较少，尤其是对于埋地、高空区域不可达的管道，管道漏点检测更为困难，因此行业目前急需设计一种安全、可靠的漏点定位装置及漏点检测方法来定位管道漏点位置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于测氧方法的管道漏点定位装置及其检测定位方法，用于解决现有技术中无法对埋地或高空区域不可达的长距离管道进行检测泄漏点位置的技术问题,可为后续管道缺陷处理工作明确方向、减少工作量。

本发明的技术方案：

一种基于测氧方法的管道漏点定位装置，包括：管道上游装置A、管道下游装置B、数据采集处理装置C；所述数据采集处理装置C包括：数据转换器、数据采集处理计算机和若干根传输电缆；所述数据转换器与数据采集处理计算机通过传输电缆连接，管道上游装置A与数据采集处理装置C的数据转换器通过传输电缆连接，所述管道下游装置B与数据采集处理装置C的数据转换器通过传输电缆连接。

所述管道上游装置A包括：氮气气源、稳压罐、压力表A、流量调节阀A、流量变送器A、截止开关A、参考漏点安装预留孔、连接法兰A及若干根承压软管；所述氮气气源与稳压罐的一端通过承压软管连接，稳压罐的另一端依次串联连接压力表A、流量调节阀A、流量变送器A和截止开关A；所述截止开关A还通过承压软管与连接法兰A相连接，所述截止开关A与连接法兰A之间的承压软管上设置有参考漏点安装预留孔。

所述氮气气源与稳压罐相连接的承压软管上还设置有稳压罐压力控制阀，所述连接法兰A还与被检管道的初始端连接。

所述管道下游装置B包括：连接法兰B、氧浓度传感器、氧表、温度变送器、流量变送器B、截止开关B、流量调节阀B、压力表B、压力缓冲罐、缓冲罐压力安全阀、吹扫排气阀、三通阀和真空泵；

所述真空泵与压力缓冲罐的一端通过之间通过承压软管连接，所述真空泵与压力缓冲罐承压软管上还分别设置有三通阀和缓冲罐压力安全阀；所述三通阀上还连接有吹扫排气阀；

所述压力缓冲罐的另一端通过承压软管依次串联连接有压力表B、流量调节阀B、截止开关B、流量变送器B、温度变送器、氧表、氧浓度传感器和连接法兰B，所述连接法兰B还与被检管道的末端连接。

所述氧浓度传感器还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器连接；所述温度变送器还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器连接；所述流量变送器B还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器连接。

所述流量控制装置A用于提供不同流量的氮气，所述氮气气源通过稳压罐压力控制阀向稳压罐内及时补充氮气并保证稳压罐内压力稳定，所述稳压罐通过流量调节阀A向被检管道内提供稳定压力来源的气源。

所述参考漏点安装预留孔上安装参考漏孔，用于检测本管道漏点定位装置安装后实施漏电定位的准确性。

所述承压软管均为硬质承压软管，承压软管上配置有仪表引压管接头。

一种如上所述的基于测氧方法的管道漏点定位装置的检测定位方法，包括如下步骤：

步骤一，通过连接法兰A和连接法兰B将流量控制装置A、管道下游装置B与被检管道连接；将数据转换器、数据采集处理计算机分别通入电源，真空泵接入电源；

步骤二，内管初检：打开气源1，打开流量调节阀A和截止开关A，截止开关B，向管道内充入一定压缩氮气后，关闭截止开关A，稳定四小时后观察被检管道内压力下降情况，测量被检管道泄漏率；选择合适的参考漏孔安装在参考漏点安装预留孔位置；

步骤三，系统氮气置换：打开流量调节阀A、截止开关A、截止开关B、流量调节阀B，全开缓冲罐压力安全阀，关闭吹扫排气阀，开启真空泵23开始抽真空，将被检管道内抽至真空后，开启氮气气源，使管道内充满氮气，往复抽几次，氧表显示O

步骤四，流量稳定调整：管道漏点定位装置完成N

步骤五，检测：待气体流速稳定且氧浓度曲线平稳后，调节流量调节阀A将气体流量调节至V

如果存在漏点，一段时间后，数据采集处理计算机会显示氧气浓度曲线发生明显突变，此时记录时刻T

273是固定参数值，即0℃对应的开尔文温度。

本发明的有益效果：

本发明根据行业多年管道检漏经验，通过多次试验台架模拟试验，开发了一种基于氧气检漏方法的长距离管道漏点定位装置，以管道进出口两端的法兰口位置为检测接口，实施管线漏点定位，确定管道上的漏点个数和位置。除此之外本发明还具有如下优点：

(1)该发明基于漏点漏率与管道内速度的相关性原理，提供一种能定位长距离管道漏点位置的检测功能，能够检测出是否有漏及漏点个数；

(2)该发明提供一种能定位长距离管道漏点位置的定位功能，能够精准定位漏点位置；

(3)该装置仅安装在被检管道两端，即可检测出整个管段的漏点个数和精确位置，中间管道无需任何操作，可对长距离管道实施漏点定位，对管道原有结构破坏改变较小；

(4)该装置能够在管道内建立一个流动且负压的环境，使漏点处空气内流，从而根据氧信号进行定位，故特别适用于埋地、高空等不可达的单壁管道漏点定位中；

(5)该漏点定位装置，使用氮气和空气作为介质进行工作，安全可靠，可在易燃易爆、高温等高风险场所实施检漏。

附图说明

图1为本发明设计的一种基于测氧方法的管道漏点定位装置结构示意图；

其中：1.氮气气源、2.稳压罐压力控制阀、3.稳压罐、4.压力表A、5.流量调节阀A、6.流量变送器A、7.截止开关A、8.参考漏点安装预留孔、9.连接法兰A、10.被检管道、11.连接法兰B、12.氧监测传感器、13.氧表、14.温度变送器、15.流量变送器B、16.截止开关B、17.流量调节阀B、18.压力表B、19.压力缓冲罐、20.缓冲罐压力安全阀、21.吹扫排气阀、22.三通阀、23.真空泵、24.数据转换器、25.数据采集处理计算机

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的介绍：

本发明装置包括：管道上游安装装置A、下游安装装置B、数据采集分析装置C。当漏点大小及管道内外压力不变的情况下，即漏点漏率不变，管内流量变化会导致下游监测氧浓度发生相应变化，故根据流量改变时刻到下游氧浓度发生变化时刻之间时间和管内流量，可以计算出漏点与下游氧浓度传感器安装位置的距离，从而完成漏点定位，同时可以根据浓度信号变化的次数来确定漏点个数。

本发明设计的一种基于测氧方法的管道漏点定位装置，包括：管道上游装置A、管道下游装置B、数据采集处理装置C；所述数据采集处理装置C包括：数据转换器24、数据采集处理计算机25和若干根传输电缆；所述数据转换器24与数据采集处理计算机25通过传输电缆连接，管道上游装置A与数据采集处理装置C的数据转换器24通过传输电缆连接，所述管道下游装置B与数据采集处理装置C的数据转换器24通过传输电缆连接。

所述管道上游装置A包括：氮气气源1、稳压罐3、压力表A4、流量调节阀A5、流量变送器A6、截止开关A7、参考漏点安装预留孔8、连接法兰A9及若干根承压软管；所述氮气气源1与稳压罐3的一端通过承压软管连接，稳压罐3的另一端依次串联连接压力表A4、流量调节阀A5、流量变送器A6和截止开关A7；所述截止开关A7还通过承压软管与连接法兰A9相连接，所述截止开关A7与连接法兰A9之间的承压软管上设置有参考漏点安装预留孔8。

所述氮气气源1与稳压罐3相连接的承压软管上还设置有稳压罐压力控制阀2，所述连接法兰A9还与被检管道10的初始端连接。

所述管道下游装置B包括：连接法兰B11、氧浓度传感器12、氧表13、温度变送器14、流量变送器B15、截止开关B16、流量调节阀B17、压力表B18、压力缓冲罐19、缓冲罐压力安全阀20、吹扫排气阀21、三通阀22和真空泵23；

所述真空泵23与压力缓冲罐19的一端通过之间通过承压软管连接，所述真空泵23与压力缓冲罐19承压软管上还分别设置有三通阀22和缓冲罐压力安全阀20；所述三通阀22上还连接有吹扫排气阀21；

所述压力缓冲罐19的另一端通过承压软管依次串联连接有压力表B18、流量调节阀B17、截止开关B16、流量变送器B15、温度变送器14、氧表13、氧浓度传感器12和连接法兰B11，所述连接法兰B11还与被检管道10的末端连接。

所述氧浓度传感器12还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器24连接；所述温度变送器14还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器24连接；所述流量变送器B15还通过传输电缆与数据采集处理装置C的数据转换器24连接。

所述流量控制装置A用于提供不同流量的氮气，所述氮气气源1通过稳压罐压力控制阀2向稳压罐3内及时补充氮气并保证稳压罐3内压力稳定，所述稳压罐3通过流量调节阀A5向被检管道10内提供稳定压力来源的气源。

所述参考漏点安装预留孔8上安装参考漏孔，用于检测本管道漏点定位装置安装后实施漏电定位的准确性。

所述承压软管均为硬质承压软管，承压软管上配置有仪表引压管接头。

所述下游安装装置B用于收集被检管道10内的介质，并测量被检管道10末端的流量的氧含量，使整个管道漏点定位装置提供微负压环境

其中，所述氧浓度传感器12测量被检管道10末端氧气浓度并将氧气浓度传输到数据采集处理装置C中；

温度变送器14用于采集被检管道10内温度信号，以便对定位结果进行修正；

压力缓冲罐19用于建立一个压力比稳压罐3小的稳定负压空间；真空泵23用于对被检管道10抽真空后置换成氮气，并保证试验过程中系统压力稳定维持在负压状态。

将流量变送器A6、氧浓度传感器12、温度变送器14、流量变送器B15数据信号传送至数据转换器24上，再传输至数据采集处理计算机25进行处理分析，上述数据采集处理计算机25用来统计和显示流量、温度、氧浓度、时间等数据信息。

所述数据采集处理装置C用于监测氧浓度随时间的动态变化，并通过采集自板块A和板块B的数据，进行分析计算。

其中，转换器(24)用于检测内管中氧气气的浓度变化，传输电缆用于将上游安装装置A、下游安装装置B的传感器数据进行汇总；采集电脑用于对所有数据进行分析和实时监测，根据流量、时间及温度信息计算出泄漏点的精确位置，具体方法如下：

一种如上所述的基于测氧方法的管道漏点定位装置的检测定位方法，包括如下步骤：

步骤一，通过连接法兰A9和连接法兰B11将流量控制装置A、管道下游装置B与被检管道10连接；将数据转换器23、数据采集处理计算机24分别通入电源，真空泵23接入电源；

步骤二，内管初检：打开气源1，打开流量调节阀A5和截止开关A7，截止开关B16，向管道内充入一定压缩氮气后(压力大于0.1MPa)，关闭截止开关A7，稳定四小时后观察被检管道10内压力下降情况，测量被检管道10泄漏率；选择合适的参考漏孔安装在参考漏点安装预留孔8位置；

步骤三，系统氮气置换：打开流量调节阀A5、截止开关A7、截止开关B16、流量调节阀B17，全开缓冲罐压力安全阀20，关闭吹扫排气阀21，开启真空泵23开始抽真空，将被检管道10内抽至真空后，开启氮气气源，使管道内充满氮气，往复抽几次，氧表13显示O

步骤四，流量稳定调整：管道漏点定位装置完成N

步骤五，检测：通过调节流量调节阀A5将管道内气体流量调节至V

如果存在漏点，一段时间后，数据采集处理计算机26会显示氧气浓度曲线发生明显突变，此时记录时刻T

其中，273为固定参数值，即0℃对应的开尔文温度；流量改变时刻到发生突变的时刻所用的时间t为T

试验验证

该装置在试验室开展了“管道模拟漏点定位试验”，试验结果表明，使用该装置可以检测到漏点位置。

效果评估

本发明能安全、精确、灵活的检测上距离管道泄漏点位置，该装置使用氮气和空气作为检查介质且结构相对简单，具有安全性高、准确性好、实施相对简便的特点。该装置使用时，被检管道无需加热和通电等操作，完全可在易燃易爆场所环境中使用，另外，该装置仅需安装在管道进出口两端，不仅针对普通管道查漏，在高空管道、油气运输等领域的长距离管道检漏工作中也可使用，具有重大工程应用价值。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。