一种传感式输油管道泄漏监测桩的制作方法

1.本发明涉及一种传感式输油管道泄漏监测桩，尤其是涉及一种能够自动监测预警埋地输油管道发生泄漏的监测桩。


背景技术：

2.输油管网的日益剧增，同时也伴随着愈演愈烈的燃气安全输送的问题。输油输送网络错综复杂，尤其是输送管道大部分铺设在野外人烟寥寥之地，地质情况复杂，随着管龄增加，埋地输油管道腐蚀穿透，第三方破坏，大落差变压疲劳破坏等失效问题日益突出，一旦发生地下输油管道泄漏，错综密集的管网分布网络与失效工况将大大增加事故管段监测定位和应急抢修工作难度。多数埋地输油管道泄漏主要由当地地质环境，管道输送运行变化等问题导致，其特点在于难检测，难管控，正因如此长时间的油品泄漏致使流量浓度聚积扩散，一旦与火源接触将导致管道发生火灾与爆炸事故，特别是在山区人员稀少地区，管道火灾爆炸失效会造成严重的森林火灾以及环境污染等问题，此外可燃油品蔓延至村庄工厂人员聚集场所的高后果区将会造成更严重的事故伤亡损失。而目前针对输油管道泄露，一般还采用人力巡检来监测地下埋地管道泄露状况，但人力巡检又受限于天气，环境，巡线员主观因素等问题致使输油管道泄漏监测工作效率低下，且人力成本耗费代价过高，管道发生泄漏，由于油品埋于地下，泄漏后其扩散规律无法进行实时监测，很难确定漏油流动扩散范围与位置，为此该发明将针对输油管道高后果地区提供一种可代替人力巡检，又可解决埋地输油管道泄漏定位问题，并对油品泄露规律扩散范围进行监测预警与分析的输油管道泄漏监测桩。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决人力巡检输油管道泄漏工作效率低下，预测准确度低监测成本高，且油品泄漏扩散难定位等问题，本发明提供一种传感式输油管道泄漏监测桩。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种传感式输油管道泄漏监测桩，主要由土壤电阻率传感器、土壤烷烃浓度传感器、土壤温度传感器、支撑套筒、悬接型导线固定筒、拉伸弹簧、弹簧固定螺母、集成导线、连接型导线固定筒、固定套环、旋转固定插销、刻度板、支撑套架、支撑脚、支撑脚固定螺钉螺母、主连接轴、空气烷烃浓度传感器、信号发射器、太阳能电池组成；土壤电阻率传感器置于监测桩最底端，传感器上端与土壤烷烃浓度传感器下部螺纹连接；土壤烷烃浓度传感器上部与土壤温度传感器下部螺纹连接；土壤温度传感器上端与支撑套筒下端螺纹连接；由于三个传感器相互独立，数据线并联聚集组成集成导线，集成导线通过导线固定套筒与监测桩上方的信号发射器连接；支撑套筒下端与土壤温度传感器连接，上端与主连接轴的下端插接；主连接轴自下至上依次贯穿固定套环，支撑套架和空气烷烃浓度传感器，并通过螺纹固定，主连接轴顶端与太阳能电池底座螺纹连接，太阳能电池内部接有信号发射器，各传感器形成的集成导线依次与信号发射器和太阳能电池相串联形成闭合回路；
5.作为优选的，所述的土壤电阻率传感器由传感器保护外壳、传感器本体与探针，数据线组成，其监测器保护壳上部设有外螺纹，内部设有导线固定筒插槽，由于发生油品泄漏时油品浸入土壤，随着烷烃浓度增大土质的电阻率会发生明显的改变，土质的电阻率变化趋势反映输油管道泄漏状态的变化；
6.作为优选的，所述的土壤烷烃浓度传感器上下两端均设有螺纹，中心设有集成导线通孔，土壤烷烃浓度传感器用于监测土壤中烷烃含量的变化状况；
7.作为优选的，所述的土壤温度传感器由温度传感器本体与土壤温度探针组成，中间设有导线通孔，土壤温度传感器内壁设有内螺纹，土壤温度传感器用于监测土壤温度从而协助总控中心人员监测温度是否会与漏油浓度耦合造成泄漏油品燃烧爆炸；
8.作为优选的，所述的导线固定套筒置于支撑套筒内腔，分为连接型导线固定筒和悬接型导线固定筒两种，连接型导线固定筒两侧设有传感器数据线通孔，贯穿三个传感器，下端与土壤电阻率传感器内部的固定筒插槽插接，顶端边角设有钉孔，拉伸弹簧通过弹簧固定螺母固定在固定套筒上，并通过拉伸弹簧与悬接型导线固定筒相连；
9.作为优选的，所述的拉伸弹簧在监测桩进行埋深定位工作时，随着支撑套筒的延长而拉伸，缩短而压缩，起到缓冲定高的作用；
10.作为优选的，所述的支撑套筒下端设有外螺纹，外螺纹上端设有导线通孔，套筒中间具有首尾贯通的空腔，套筒表面设有测量监测桩埋深的刻度板，套筒上方设有两个相互对称的导向滑槽；
11.作为优选的，所述的主连接轴内部具有首尾贯通的空腔，主连接轴上部分空腔直径小于下部分空腔直径，主连接轴上部分外直径大于下部分外直径，连接轴顶端设有与太阳能电池底端连接的外螺纹，上段表面设有与空气烷烃浓度传感器连接的两段外螺纹，两段外螺纹中间设有空气烷烃浓度传感器数据线通孔，随之而下的主连接轴中部设有与支撑套架固定的外螺纹，下端熔接有两个凸起且对称的导向块，所述的导向块可与支撑套筒上方的导向滑槽相插接，并与固定套环和旋转固定插销配合用于调节监测桩埋地深度；
12.作为优选的，所述的固定套环安装在主连接轴与支撑套筒交叉间隙处，固定套环一侧设有通孔，与旋转固定插销配合使用，可对调节好的监测桩埋深进行固定；
13.作为优选的，所述的支撑套架上方为设有内螺纹的套环，套环下方与三个支撑脚卡槽熔接，支撑脚卡槽下端设有贯穿通孔，用于安装支撑脚固定螺钉螺母，支撑脚通过支撑脚固定螺钉螺母与支撑套架相连接，可转动弯曲；
14.作为优选的，所述的支撑脚非工作状态下可将支撑脚折叠进支撑套架的支撑脚卡槽，便于携带与安装；
15.作为优选的，所述的空气烷烃浓度传感器上下贯通呈环状结构，中心内壁设有与主连接轴顶端连接的两段内螺纹,空气烷烃浓度传感器用于监测泄漏油品挥发扩散到空气中的烷烃浓度；
16.作为优选的，所述的太阳能电池其整体外形设计为圆台状结构，顶端面设有信号发射器通孔，中心为倒圆台结构，内部中空，上下贯通，用于安装信号发射器，太阳能电池内部底端设有与主连接轴拧接的内螺纹，太阳能电池能充分接收阳光进行供电，此外在阴雨天气其特殊的圆台状结构可遮挡雨水，保护下方传感器不受雨水侵蚀；
17.作为优选的，所述的信号发射器上部为发射天线，下方为发射器本体，发射器底端
具有与太阳能电池内部螺纹连接的外螺纹，信号发射器可实现无线联网，可将各传感器收集信息传送给负责公司的总控中心，信号发射器的集成导线通过主连接轴空腔与其他传感器数据线路串联汇集为集成导线并与太阳能电池连接形成完整闭合通路。发明的有益效果
18.本发明可以监测地下输油管道的泄漏状况，发生埋地输油管道泄漏时可以监测土壤中烷烃泄漏浓度，土壤电阻率，以及土壤温度；当泄漏油品已经泄漏扩散到土壤中时可精确定位泄漏地点并检测出泄漏油品浓度变化并将收集的数据及时传送至石油公司的总控中心，公司针对其输油泄漏状况制定相应的管控措施，大大减少人力资源的投入，缩短泄漏检测时间，提高输油泄漏抢修工作效率。
19.该发明的主连接轴与支撑套筒通过导向滑块连接，可自由调节监测桩埋地深度，此外，监测桩的支撑套架设有支撑脚卡槽，支撑脚可转动弯曲，增加监测桩的稳定性，本发明大部分部件具有坚固耐用的机械保护结构，可长时间部署在工作区域，不仅可以适应多种复杂工况，同时使用寿命长，减少人力财力的投入。
附图说明
20.图1为一种传感式输油管道泄漏监测桩结构示意图；
21.图2为一种传感式输油管道泄漏监测桩竖剖面视图；
22.图3为一种传感式输油管道泄漏监测桩的太阳能电池结构示意图；
23.图4为一种传感式输油管道泄漏监测桩的支撑套筒结构示意图；
24.图5为一种传感式输油管道泄漏监测桩的主连接轴结构示意图；
25.图6为一种传感式输油管道泄漏监测桩的支撑套架结构示意图；
26.图7为一种传感式输油管道泄漏监测桩的俯视图；
27.图8为一种传感式输油管道泄漏监测桩的固定套环与旋转固定插销示意图；
28.图9为一种传感式输油管道泄漏监测桩的悬接型导线固定筒和连接型导线固定筒；
29.图10为一种传感式输油管道泄漏监测桩的主连接轴剖面图；通过拉伸弹簧与弹簧固定螺母连接示意图；
30.图中：1、土壤电阻率传感器；2、土壤烷烃浓度传感器；3、土壤温度传感器；4、支撑套筒；5、悬接型导线固定筒；6、拉伸弹簧；7、弹簧固定螺母；8、集成导线；9、连接型导线固定筒；10、固定套环；11、旋转固定插销；12、刻度板；13、支撑套架；14、支撑脚；15、支撑脚固定螺钉螺母；16、主连接轴；17、空气烷烃浓度传感器；18、信号发射器；19、太阳能电池。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明做进一步说明：
32.如图所示，本发明一种传感式输油管道泄漏监测桩，由：1、土壤电阻率传感器；2、土壤烷烃浓度传感器；3、土壤温度传感器；4、支撑套筒；5、悬接型导线固定筒；6、拉伸弹簧；7、弹簧固定螺母；8、集成导线；9、连接型导线固定筒；10、固定套环；11、旋转固定插销；12、刻度板；13、支撑套架；14、支撑脚；15、支撑脚固定螺钉螺母；16、主连接轴；17、空气烷烃浓度传感器；18、信号发射器；19、太阳能电池构成；
33.利用本发明对埋地输油管道泄漏进行监测预警，包含以下步骤：
34.(1)将一种传感式输油管道泄漏监测桩的各部件运输至输油管线埋地处，各部件进行组装连接；
35.(2)确定监测桩设定地点，挖取一个约1.5米深的埋坑，将该发明放置在监测桩埋坑内；
36.(3)调整监测桩的支撑套架13，打开支撑脚14使支撑脚与支撑套架13的支撑卡槽呈现60度角，三个支撑脚14呈现为三角锥状，将每个支撑脚14插进埋坑周边土壤里，固定监测桩，使其与地面垂直；
37.(4)逆时针转动旋转固定插销11，解除主连接轴16与支撑套筒4固定连接状态，拉伸主连接轴16与支撑套筒4之间连接的导向滑块，并依照支撑套筒4上刻度板12调节监测桩埋地深度，当监测桩底端的土壤电阻率传感器1探针完全插入埋坑底部土壤时，顺时针转动旋转固定插销11固定主连接轴16与支撑套筒4不发生滑动，并记录下埋深；
38.(5)填埋监测桩埋坑，使监测桩不发生偏移；
39.(6)打开信号发射器18与太阳能电池19电源，与石油公司的总控中心进行无线联网，并检查线路是否通路，调试各传感器信号接收情况；
40.(7)当刚发生地下管道泄漏时，土壤烷烃浓度传感器2检测到泄漏油品烷烃浓度大于2ml/m3时会将监测桩所有传感器监测信息持续通过信号发射线18传递给总控中心系统，继而公司对事故发生地点进行及时的抢修维护工作；
41.非工作状态时，由于该发明大多数部件为螺纹连接，故可将其进行拆解回收保存，具有良好的储存运输效果；
42.本发明可对埋地输油管道泄漏点以及泄漏油品扩散趋向进行精准定位，大大减少人力巡检管线的投入，且能适应复杂严峻的地形环境；该发明监测效果好，适用范围广，应用性更强，方便储存运输，对埋地输油管道泄漏监测有着优异的应用效果。