大落差输油管道内工况的判别方法和截止阀的控制方法

技术领域

本发明涉及输油系统的安全维护领域，具体来讲，涉及一种大落差输油管道内工况的判别方法和截止阀的控制方法。

背景技术

输油管道发生泄漏事故时，造成油品流出，产生环境污染，威胁生命财产安全等危害，因此在输油管道中会按照一定间距设置多个截断阀室，当泄漏事故发生时，通过关闭截断阀，减少管道泄漏量。其原理是，当管道发生泄漏时，会在管道内产生减压波，减压波分别向管道下游和上游传递，当管道中截断阀处压降速率达到一定值时执行关断操作。

但是，在管道计划停泵、阀门误关断等条件下，管道内会产生水击，水击产生的减压波向下游传递，也会产生类似于泄漏的管内压降。现有方法的不足在于，仅仅是根据单个阀室监测得到的压降速率来判断是否对截断阀关断，因此在水击条件下也可能会发生压降速率达到截断阀设定值，导致阀门执行错误的关断操作，不利于水击的消除，威胁管道运行安全，对于大落差输油管道，水击会产生更大的危害。

目前，尚未有一种针对水击工况下防止大落差输油管道阀室误关断的识别方法。在现有技术中，专利CN201920105058.0公开了一种输油管道阀室，其对输油管道阀室进行了改进，减少了输油管道阀室面积，实现了防盗功能，杜绝了阀井渗水问题，但没有提及水击工况下阀室误关断识别方法；CN201810579712.1公开了一种复杂输油管道系统在泄漏事故时的停输方法，该方法对输油管道发生泄漏时，如何制定停输方法进行了说明，包括建立泄漏管道停输模型，确定管道停输方法，给出停输过程阀门动作方案，实现管道安全停输操作，也没有提及水击工况下阀室误关断识别方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于解决防止阀门发生误关断。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种大落差输油管道内工况的判别方法。

所述判别方法可包括以下步骤：采集输油管道沿线各阀室的实时数据；计算出各阀室实时压降速率值，并分析各阀室压降速率变化情况；综合各阀室压降速率变化情况判别管内工况。

本发明另一方面提供了一种大落差输油管道内截止阀的控制方法。

所述控制方法可包括以下步骤：采集输油管道沿线各阀室的实时数据；计算出各阀室实时压降速率值，并分析各阀室压降速率变化情况；综合各阀室压降速率变化情况判别管内工况，并根据判别出的工况来执行截断阀的操作。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述实时数据可包括实时压力。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，可以根据式1计算出所述各阀室实时压降速率值，式1为：

其中，m

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述压降速率变化图是以所述压降速率和对应时刻分别作为横纵坐标。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述判别管内工况的步骤可包括：若所述各阀室的压降速率呈均为先增加后减小的趋势，则将管内工况判别为泄漏工况；若所述各阀室的压降速率均为高低波动值，则将管内工况判别为水击工况。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述判别管内工况的步骤可包括：若所述各阀室的压降速率无变化，则将管内工况判别为正常工况。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述分析各阀室压降速率变化情况可包括：通过绘制各阀室压降速率变化图来进行分析。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述大落差输油管道的落差高度可以在300m以上。

根据本发明的大落差输油管道内工况的判别方法的一个示例性实施例或者根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，可以通过所述SCADA系统来采集所述各阀室的实时数据。

根据本发明的大落差输油管道内截止阀的控制方法的一个示例性实施例，所述判别管内工况和执行截断阀操作的步骤包括：若所述各阀室的压降速率呈均为先增加后减小的趋势，则将管内工况判别为泄漏工况；截断阀执行关断操作；若所述各阀室的压降速率均为高低波动值，则将管内工况判别为水击工况；截断阀不执行关断操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：

能够监测大落差输油管道全线压力、流量数据而不是仅为单点监测的压力、流量数据，能够进行数据综合分析，判别出水击工况，为截断阀动作决策提供了准确、可靠的依据，防止截断阀发生误关断操作。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例详细地描述本发明的大落差输油管道内工况的判别方法和大落差输油管道内截止阀的控制方法。

本发明一方面提供了一种大落差输油管道内截止阀的控制方法。

区别于传统的根据单个阀室监测数据来判断是否关断阀门，本发明结合SCADA系统采集多个阀室监测数据来综合判断管道内工况，进而决定是否对阀门进行关闭。

对于泄漏工况，管道发生泄漏时会向管道上游和下游分别产生减压波，造成管内压力持续下降，管道阀室处压力也处于降低状态；而对于水击工况，管道发生水击会向管道上游传递增压波，下游传递减压波，当增压波或减压波遇到障碍物反向传播后，又会分别转化为减压波或增压波，因此管道阀室处压力会处于高低起伏状态。

由于当发生水击工况时，压力不会一直处于下降趋势，进而压降速率变化也会与泄漏工况时有所差异，因此可以采集管道沿线多个阀室监测数据，绘制压降速率曲线，根据压降速率曲线变化趋势识别水击工况，防止阀门发生误关断操作。

具体地，在本发明的一个示例性实施例中，所述大落差输油管道内截止阀的控制方法可包括以下步骤：

S1：采集输油管道沿线所有阀室实时压力数据；

S2：通过压降速率计算公式，计算各阀室实时压降速率值，并绘制各阀室压降速率变化图；

S3：综合各阀室压降速率图判别管内工况，根据判别的工况情况来决定是否对截断阀进行操作。

在本实施例中，可以通过所述SCADA系统来采集各阀室的实时数据。SCADA系统能实时监控管线全线各站场及阀室的压力等数据，并统一传回总控室供站场员工进行分析，在油气管网应用广泛。

在本实施例中，所述大落差输油管道是指落差在300m以上的输油管道，例如落差为250、400、500m等。

在本实施例中，所述大落差输油管道是指落差在300m以上的输油管道，管道最大落差为1500m，落差在300m以上的输油管道长度范围值为60～100m，例如80m、90m。

在本实施例中，可通过采集到的各阀室实时压力P与压力对应的时间T，计算阀室处每一时刻下压降速率m，其计算式为：

在i＝1时将会出现P

式中，T

在本实施例中，在绘制各阀室的压降速率变化图时，可将每一时刻压降速率作为纵坐标，对应的时刻作为横坐标。

在本实施例中，所述判别管内工况可包括如下步骤：

若各阀室压降速率均为先增加后减小的趋势，则可将管内工况判别为泄漏工况；

若各阀室压降速率均为高低波动值，则可将管内工况判别为水击工况。

在本实施例中，当判别结果为水击工况时，截断阀不执行关断操作；当判别结果为泄漏工况时，截断阀执行关断操作。

管内的异常工况有上述两种情况。对于正常工况(即管道正常运行状态)，管道阀室处压力为定值，不会有压力变化产生，因此也不会有压降速率存在。

本发明另一方面提供了一种大落差输油管道内工况的判别方法。

所述判别方法可包括以下步骤：

S1：采集输油管道沿线各阀室实时压力、流量数据；

S2：通过压降速率计算公式，计算各阀室实时压降速率值，并绘制各阀室压降速率变化图；

S3：综合各阀室压降速率图判别管内工况。

其中，步骤S1、S2与上述大落差输油管道内截止阀的控制方法中的步骤S1和S2相同。

步骤S3与上述大落差输油管道内截止阀的控制方法步骤S3中的判别环节相同。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。