油气泄漏监测系统的制作方法

1.本技术涉及油气泄漏监测技术领域，特别涉及一种油气泄漏监测系统。


背景技术：

2.在油气的生产和储存过程中，施工缺陷、设备内腐蚀或设备质量不达标等都会造成油气泄漏。油气泄漏主要发生在储油罐区、工艺区、泵棚、阀组区、混油处理区和含油污水处理区的法兰连接处等部位。泄漏的油气会腐蚀上述部位所涉及的设备，这将会进一步促进油气泄漏。而一旦油气泄漏事故发生，在带来巨大的安全隐患的同时也会对生态环境造成不可控的污染。因此需要对容易发生油气泄漏的部位进行实时监测，进而可以根据油气泄漏情况进行及时地处理。
3.目前，通常在容易发生油气泄漏的泄漏源所在的区域设置可燃气体探测器。可燃气体探测器一般固定设置在该泄漏源所在的区域内，用于检测该区域内空气中可燃气体的浓度。当检测到区域内空气中可燃气体的浓度大于预设浓度时，则说明该泄漏源发生了油气泄漏。
4.但是，可燃气体探测器只能检测到泄漏源所在的区域内空气中油气的浓度，而对于土壤中的泄漏源无法进行检测，局限性较高。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种油气泄漏监测系统，可以解决相关技术中无法检测土壤中的泄漏源的油气泄漏的问题。所述技术方案如下：
6.提供了一种油气泄漏监测系统，包括：地下水监测井、可燃气体探测器和报警控制器，所述可燃气体探测器与所述报警控制器之间通信连接；
7.所述地下水监测井包括井管、井架和防爆井盖，所述井管的侧壁具有细孔区，所述井管的底部设置有底封，所述井架围绕所述井管的井口设置，所述防爆井盖设置在所述井架上，所述防爆井盖配合所述井架形成封闭空间，所述井管的井口位于所述封闭空间内；
8.所述可燃气体探测器用于检测所述井管中的可燃气体浓度；
9.所述报警控制器用于在所述井管中的可燃气体浓度达到第一阈值时发出报警信号。
10.可选地，所述防爆井盖由树脂材料制备得到。
11.可选地，所述可燃气体探测器设置在所述井管的井口处。
12.可选地，所述可燃气体探测器包括柴油探测器、汽油探测器或油膜检测仪中的一种或多种。
13.可选地，所述井管具有底封，所述井管的外侧由底向上依次设置有滤料段、石英砂段、粘土段和水泥段，所述井管包括由底向上依次连接的沉淀管、过滤管和井壁管，所述细孔区位于所述滤料段和所述石英砂段。
14.可选地，所述细孔区的开孔率范围为60％至80％。
15.可选地，所述细孔区的长度范围为4至18米。
16.可选地，所述可燃气体探测器与所述报警控制器之间通过线缆连接；
17.所述可燃气体探测器用于将检测到的可燃气体浓度转换成电信号，并通过所述线缆将所述电信号传输至所述报警控制器，所述电信号的强度与所述可燃气体浓度正相关；
18.所述报警控制器用于在通过所述线缆接收到的电信号的强度达到第二阈值时发出所述报警信号。
19.可选地，所述地下水监测井位于目标泄漏源的下游。
20.可选地，所述油气泄漏监测系统还包括：站控平台，所述站控平台与所述报警控制器通信连接；
21.所述报警控制器还用于在所述井管中的可燃气体浓度达到所述第一阈值时，向所述站控平台发送报警信号。
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.通过在土壤中设置地下水监测井来收集泄漏的油气，通过在地下水监测井的井管的井口设置可燃气体探测器来检测该地下水监测井的井管内的可燃气体浓度，可燃气体探测器将检测到的可燃气体浓度发送至报警控制器，报警控制器在可燃气体浓度大于第一阈值时发出报警信号，实现了对目标泄漏源的油气泄漏情况的实时监测。报警控制器在可燃气体浓度大于第一阈值时还可以向站控平台发送报警信号，以提示维修人员目标泄漏源发生了泄漏，可以提高后续处理效率。另外，油气泄漏监测系统中的地下水监测井可以设置在土壤中且该地下水监测井的防爆井盖配合该地下水监测井的井架可以形成封闭空间，与相关技术相比，该油气泄漏监测系统可以检测土壤中的泄漏源的油气泄漏情况，并且该油气泄漏监测系统受外界影响小，使得在丰富油气泄漏的监测方式的同时提高了检测的可靠性。
附图说明
24.图1是本技术实施例提供的一种油气泄漏监测系统的结构示意图；
25.图2是本技术实施例提供的一种井管的结构示意图；
26.图3是本技术实施例提供的另一种井管的结构示意图；
27.图4是本技术实施例提供的另一种油气泄漏监测系统的结构示意图；
28.图5是本技术实施例提供的又一种油气泄漏监测系统的结构示意图；
29.图6是本技术实施例提供的再一种油气泄漏监测系统的结构示意图。
具体实施方式
30.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
31.图1是本技术实施例提供的一种油气泄漏监测系统的结构示意图。如图1所示，该油气泄漏监测系统包括：地下水监测井10、可燃气体探测器20和报警控制器30。其中，可燃气体探测器20与报警控制器30之间通信连接。可选地，可燃气体探测器20和报警控制器30之间通过线缆40连接。
32.本技术实施例中的线缆为专用线缆，实际使用过程中应当保证该线缆的品质与该
线缆的安装质量。
33.可选地，地下水监测井10位于目标泄漏源的下游。其中，目标泄漏源为位于土壤下的泄漏源。地下水监测井10的设置应当综合考虑目标泄漏源周围的安装的设备的情况、单元建(构)筑物分布的情况、污染防治的情况、地下水环境敏感程度的情况、含水层的情况以及潜在污染源的情况，同时还应当考虑地势和土壤(例如地势较低、土壤中有填方或土壤下有地下河道)的情况，以确保地下水监测井10设置在目标泄漏源发生泄漏后的油气泄漏区域，以便地下水监测井10能够采集到目标泄漏源泄漏的油气。
34.本技术实施例中，地下水监测井位于目标泄漏源的下游，可以对目标泄漏源所泄漏的油气进行有效的收集。
35.地下水监测井10的井深基于目标泄漏源所处的含水层的性质确定，具体确定方式如下(以地下水监测井10最底端所处的位置进行说明)：
36.第一种情况，当目标泄漏源所处的含水层为潜水层以及含水层的厚度小于或等于30米时，地下水监测井10的最底端所处的位置应当为已知最低地下水位之下的12米，且不应低于潜水层下的隔水层顶板的下端。
37.第二种情况，当目标泄漏源所处的含水层为承压水层以及该承压水层的厚度小于或等于10米时，地下水监测井10的最底端所处的位置低于该承压水层的最底端。
38.第三种情况，当目标泄漏源所处的含水层为承压水层以及该承压水层的厚度大于10米时，地下水监测井10的最底端所处的位置为该承压水层顶板之下的10米。
39.第四种情况，在已知最大地下水位埋深条件下地下水监测井10井内的水深应大于12米。
40.参见图1，地下水监测井10包括井管101、井架102和防爆井盖103，井管101的侧壁具有细孔区，井管101的底部设置有底封104，井架102围绕井管101的井口设置，防爆井盖103设置在井架102上，防爆井盖103配合井架102形成封闭空间，井管101的井口位于该封闭空间内。
41.本技术实施例中，地下水监测井的防爆井盖配合该防爆井盖的井架形成封闭空间，可以防止油气挥发至外界，使得油气泄漏的检测环境受外界影响较小，进而提高了油品泄漏的检测可靠性。
42.可选地，地下水监测井10的终止井径大于或等于108毫米，地下水监测井10的开口井径应根据井段变径、井管类型以及土壤的填硕厚度等要求确定，应当大于或等于250毫米。
43.可选地，井管101具有底封104。井管101的外侧由底向上依次设置有滤料段105、石英砂段106、粘土段107和水泥段108。其中，滤料段105用于过滤油水混合物中的悬浮颗粒杂质。石英砂段106用于截留过滤拦截油水混合物中的泥沙等杂质。粘土段107用于防止井里塌陷和防止井内水分流失。水泥段108用于防止地表水或者临近地层的水进入，且起到固井作用。
44.可选地，井管101应当采用无污染、抗腐蚀和无毒的材料，并根据地下水监测井10的井深来选择井管的材质。可选地，井管101的材质为硬聚氯乙烯(pvc-u)、树脂或不锈钢。
45.可选地，底封104的材质为pvc-u、不锈钢或水泥。
46.可选地，滤料段105中装填有天然石英砂。
47.可选地，石英砂段106中装填有尺寸为0.1毫米-0.2毫米的石英细砂。
48.可选地，粘土段107中装填有黏土球和/或膨润土。
49.可选地，井管101包括由底向上依次连接的沉淀管1011、过滤管1012和井壁管1013，井管101的侧壁上的细孔区至少位于滤料段105和石英砂段106。
50.可选地，过滤管1012的类型可以为缠丝过滤管或包网过滤管。其中，过滤管1012的类型可以根据目标泄漏源所处的含水层的地下水类型以及该含水层周围的岩性确定，并且应当符合现行国家标准《供水管井技术规范》gb 50296的相关要求。
51.地下水监测井10凿穿的含水层全部安装过滤管1012，且过滤管1012的底部应至少低于地下水水位12米，井壁管1013的长度应大于2米。其中，地下水位指潜水位，可以通过测量得到。
52.地下水监测井10的井深、地下水监测井10的终止井径和开口井径、过滤管1012的类型以及过滤管1012的类型的长度的设计还应当满足《地下水监测工程技术规范》(gb/t 51040-2014)和《地下水环境监测井建井技术指南》中的设计原则。为了确保泄漏油气可以第一时间进入地下水监测井10中，地下水监测井10的最底端应当低于枯水期水位，进而可以全年使用该油气泄漏监测系统进行有效的监测油气泄漏情况。
53.可选地，请继续参见图1，井管101下端与底封104接触，井管101的侧面与滤料段105、石英砂段106、粘土段107以及水泥段108接触。井壁管1013与滤料段105、石英砂段106、粘土段107以及水泥段108均有接触。过滤管1012低于滤料段105，且与滤料段105接触，用于通过油水混合物以及防止周围的土或岩石的颗粒流入。沉淀管1011与底封104以及滤料段105接触，用于存放油水混合物中由于自身重力而沉淀下来的杂质。井壁管1013中与滤料段105和石英砂段106接触的侧壁、沉淀管1011的侧壁以及过滤管1012的侧壁均设置有细孔。
54.本技术实施例中，通过在土壤中的目标泄漏源附近安装地下水监测井来监测该目标泄漏源是否发生了油气泄漏。由于井管的侧壁设置有细孔区，经过滤料段和石英砂段的油水混合物可以通过细孔区进入该井管内，油水混合物由于自身重力的原因会形成油层、水层以及杂质层的分层，杂质层即沉淀在沉淀管中的杂质。由于油层本身具有挥发性，使得油层会挥发至井壁管中。因此可以通过检测井壁管中可燃气体浓度来判断该目标泄漏源是否发生了油气泄漏。
55.可选地，细孔区的开孔率范围为60％至80％。
56.可选地，细孔区的长度范围为4至18米。
57.可选地，细孔区的细孔形状包括圆形、三角形、矩形、菱形、六边形、八边形或不规则图形中的至少一种。
58.示例地，图2是本技术实施例提供的一种井管的细孔区的侧面展开图。如图2所示，细孔区的长度为8米，井管的侧壁上的细孔呈三角形，且每行与每列均等间隔排布，使得在能够通过地下水和油气的基础上保证井管的稳定结构。
59.又示例地，图3是本技术实施例提供的另一种井管的细孔区的侧面展开图。如图3所示，细孔区的长度为12米，井管的侧壁上的细孔呈六边形，且每行与每列均等间隔排布。
60.可选地，井管101的长度与地下水监测井10的井深相同，或者井管101的长度大于地下水监测井10的井深。
61.可选地，可燃气体探测器20设置在井管101的井口处。防爆井盖103可以与井管101
接触，或者，防爆井盖103也可以不与井管101接触。当防爆井盖103与井管101的井口接触，防爆井盖103配合井管101形成封闭空间。当防爆井盖103不与井管101的井口接触，防爆井盖103配合井架102形成封闭空间。
62.可选地，参见图1，可燃气体探测器20可吊装在防爆井盖103上；或者，参见图4，可燃气体探测器20可以放置在井架102所在平台上；又或者，参见图5，可燃气体探测器20可以固定设置在井管的井壁上。可燃气体探测器可以设置在防爆井盖103配合井架102形成的封闭空间内的任意位置，本技术实施例对可燃气体探测器的设置位置不作限定。
63.本技术实施例中，防爆井盖除了与井架配合形成封闭空间可以防止井管中的油气被外界的空气稀释之外，还可以减小可燃气体浓度较高时所带来的安全隐患。
64.可选地，地下水监测井10的井架102与水泥段108之间埋有供线缆通过的通道，即线缆通道。线缆40可以穿过该线缆通道连接位于地下水监测井10中的可燃气体探测器20以及位于地下水监测井10外的报警控制器30。
65.可选地，防爆井盖103由树脂材料制备得到。
66.可燃气体探测器20用于检测井管101中的可燃气体浓度。其中，报警控制器30可以是报警显示器，用于实时显示井管101中的可燃气体浓度值。
67.可选地，可燃气体探测器20用于将检测到的可燃气体浓度转换成电信号，并通过线缆40将电信号传输至报警控制器30。电信号的强度与可燃气体浓度正相关。也即是，可燃气体探测器20检测到的可燃气体浓度越高，流经线缆40的电信号强度越大。
68.示例地，可燃气体探测器20将检测到的可燃气体浓度转换成电流信号，并通过线缆40将该电流信号传输至报警控制器30。可燃气体浓度越高，流经线缆40的电流信号强度越大，即电流值越大。
69.报警控制器30用于在井管101中的可燃气体浓度达到第一阈值时发出报警信号。其中，第一阈值可以是预先设定的，第一阈值为可燃气体浓度阈值。当检测到井管101中的可燃气体浓度的值小于第一阈值时，报警控制器30不发出报警信号；当检测到井管101中的可燃气体浓度的值大于或等于第一阈值时，报警控制器30发出报警信号。
70.可选地，报警控制器30用于在通过线缆40接收到的电信号的强度达到第二阈值时发出报警信号。其中，第二阈值可以是预先设定的，第二阈值为电信号强度阈值。当检测到井管101中的可燃气体浓度转换成的电信号的强度值小于第二阈值时，报警控制器30不发出报警信号；当检测到井管101中的可燃气体浓度转换成的电信号强度的值大于或等于第二阈值时，报警控制器30发出报警信号。
71.示例地，报警控制器通过线缆接收到的电信号为电流信号。当接收到的电流值大于设定的电流阈值时，该报警控制器发出报警信号。
72.可选地，报警控制器30安装在有值班人员值守的值班室中，值班人员可以实时查看报警控制器30所显示的井管101中的可燃气体浓度值。
73.可选地，可燃气体探测器20为储泵自吸式可燃气体探测器。该可燃气体探测器20可以采用内置的泵快速收集井管101中的气体并探测该气体中的可燃气体浓度。
74.可选地，可燃气体探测器20包括柴油探测器、汽油探测器或油膜检测仪中的一种或多种。柴油探测器可以探测井管101内空气中柴油气体的浓度。汽油探测器可以检测井管101内空气中汽油气体的浓度。油膜检测仪可以检测井管101内空气中柴油气体或汽油气体
等的浓度。
75.本技术实施例中，可以根据油气的类型来设置不同类型的可燃气体探测器以检测对应类型的油气的可燃气体浓度；或者，可以设置可检测多种类型油气的可燃气体探测器以检测多种类型的油气的可燃气体浓度；又或者，可以设置多种可燃气体探测器分别来检测不同类型的油气的可燃气体浓度。
76.可选地，图6是本技术实施例提供的另一种油气泄漏监测系统的结构示意图。如图6所示，该油气泄漏监测系统包括：地下水监测井10、可燃气体探测器20和报警控制器30以及站控平台50，站控平台50与报警控制器30通信连接。其中，地下水监测井10的井管101的井口与防爆井盖103不接触，可燃气体探测器20吊装在防爆井盖103上，可燃气体探测器20和报警控制器30之间通过线缆40连接。
77.可选地，站控平台50与报警控制器30之间通过线缆60连接。
78.可选地，报警控制器30用于在井管101中的可燃气体浓度达到第一阈值时，向站控平台50发送报警信号。也即是，当检测到的井管101中的可燃气体浓度大于等于第一阈值时，报警控制器发出报警信号，并将该报警信号通过线缆60发送至站控平台50。
79.可选地，报警控制器30用于在通过线缆40接收到的电信号的强度达到第一阈值时，通过线缆60向站控平台50发送报警信号。也即是，当检测到井管101中的可燃气体浓度转换成的电信号的强度大于或等于第二阈值时，报警控制器30发出报警信号，并将该报警信号通过线缆60发送至站控平台50。
80.可选地，站控平台50安装在控制中心。站控平台50在接收到报警信号后，可以显示相关的报警信息。例如与报警控制器30通信连接的地下水监测井10的位置。该控制中心的维修人员可以根据相关的报警信息来判断油气泄漏的目标泄漏源。
81.本技术实施例中，站控平台可以接收报警控制器发送来的报警信号，并显示报警信息，维修人员可以根据报警信息可以确定目标泄漏源，进而可以及时对油气泄漏情况进行处理，将环境污染和火灾爆炸风险等降至最低。
82.本技术实施例提供的油气泄漏监测系统的工作原理如下：当地下设备发生油气泄漏时，泄漏的油气会渗入到土壤中，并通过地下水系以及暗河等扩大污染范围；由于地下水监测井位于目标泄漏源的下游，因此泄漏的油气可以第一时间进入该地下水监测井中，即通过地下水监测井中的滤料段、石英砂段后，经过井管的细孔区进入该地下水监测井中的井管内；油水混合物中的油层挥发至井壁管中可以形成可燃性气体，可燃气体探测器检测井壁管中可燃气体浓度，并将可燃气体浓度信号转换为电信号，再将该电信号经由线缆传输至与该线缆连接的报警控制器；当报警控制器接收到的电信号的强度大于第二阈值时发出报警信号，并将该报警信号经由线缆传输至与该线缆连接的站控平台，此时维修人员可以根据站控平台显示的报警信息来确定目标泄漏源，进而可以及时对油气泄漏情况进行处理。
83.综上所述，本技术提供的油气泄漏监测系统，通过在土壤中设置地下水监测井来收集泄漏的油气，通过在地下水监测井的井管的井口设置可燃气体探测器来检测该地下水监测井的井管内的可燃气体浓度，可燃气体探测器将检测到的可燃气体浓度经由线缆发送至报警控制器，报警控制器在可燃气体浓度大于第一阈值时发出报警信号，实现了对目标泄漏源的油气泄漏情况的实时监测。报警控制器在可燃气体浓度大于第一阈值时还可以向
站控平台发送报警信号，以提示维修人员目标泄漏源发生了泄漏，可以提高后续处理效率。另外，油气泄漏监测系统中的地下水监测井可以设置在土壤中且该地下水监测井的防爆井盖配合该地下水监测井的井架可以形成封闭空间，与相关技术相比，该油气泄漏监测系统可以检测土壤中的泄漏源的油气泄漏情况，并且该油气泄漏监测系统受外界影响小，使得在丰富油气泄漏的监测方式的同时提高了检测的可靠性。
84.示例地，以下是本技术实施例提供的一种油气泄漏监测系统的安装方法：
85.1、按照设定的地下水监测井的井深、地下水监测井的终止井径和开口井径使用钻具进行钻孔；
86.2、在地下水监测井的井底设置底封；
87.3、安装与地下水监测井的井径相同的钢管以及井管，其中，井管包括由底向上依次连接的沉淀管、过滤管和井壁管，且沉淀管、过滤管和井壁管的下部分具有细孔区；
88.4、进行依次装填：首先将滤料装填在滤料段，然后将0.1毫米-0.2毫米的石英细砂装填在石英砂段，再将黏土球或膨润土装填在粘土段，其中，滤料段高于过滤管，石英砂段与细孔区相平齐；
89.5、将水泥灌入水泥段使得水泥段的上表面与地面相平齐，且在水泥段的上表面预留电缆管道；
90.6、将井架围绕设置在井管的井口；
91.7、将可燃气体探测器放置在井架的平台上，采用线缆一端连接该可燃气体探测器，另一端穿过预留电缆管道连接地下水监测井外的报警控制器；
92.8、将防爆井盖设置在井架上，且防爆井盖配合井架形成封闭空间；
93.9、采用线缆一端连接报警控制器，另一端连接站控平台。
94.在本技术中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
95.本技术实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
96.以上所述仅为本技术的可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的构思和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。