一种管道和管道泄漏监测系统

1.本发明涉及管道安全技术领域，具体为一种管道和管道泄漏监测系统。


背景技术：

2.管道是指用管段、联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，其常见于给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。
3.对于管道而言，其受内部流体压力波动、内部流体腐蚀、焊缝质量等影响，常常会发生泄漏导致事故，尤其是输送高压、高温、有毒、易燃易爆流体的管道，泄漏后风险很高，如输送原料天然气的管道，其输送介质为酸性气(含有硫化氢、二氧化碳、水)，具有很强的腐蚀性，容易导致管道穿孔泄漏，其介质中的硫化氢属于有毒气体、天然气属于易燃易爆气体，泄漏后容易出现爆炸、毒害事故，又如输送石油的管道，其泄漏会污染土壤，同时存在燃烧爆炸风险。因此，对于管道泄漏的监控十分重要，这便于及时发现、处理泄漏避免发生次生灾害。目前的管道一旦穿孔管道内流体直接泄漏进入外部环境中，直接危害外部环境，监测手段则主要靠监测仪器沿管道移动进行探测，监测周期长，效率低，难以及时发现泄漏。


技术实现要素：

4.为解决现有技术条件的不足，本发明提供了一种管道和管道泄漏监测系统，此管道包括套设的内套管和外套管，两个套管之间间隔一定距离形成供流体流动的空腔，流体泄漏后不会进入该空腔中，不会直接进入外部环境，能够减低风险，同时，泄漏介质被积存在此空腔中，便于监测设备检测，本发明的方案如下：
5.一种管道，由管段、阀门交替连接而成，每段管段均包括内套管，其特征在于，每段管段还包括套设于内套管外的外套管，且内套管、外套管之间形成环形空腔，环形空腔的两端封闭，环形空腔中设有支撑件，用于将内层管、外套管连为一体，支撑件既对外套管内的内套管起到支撑作用，同时又不能对环形空腔形成密闭性封堵，因此，环形空腔中存在一条沿内套管延伸的通道，作为泄漏流体的流动通道，此外，还包括测量环形空腔内压力的压力测量仪表。
6.作为本发明的一种具体实施方式，还包括测量环形空腔内温度的温度测量仪表。
7.作为本发明的一种具体实施方式，环形空腔的两端采用封隔器封闭。
8.作为本发明的一种具体实施方式，所述支撑件为扶正器或承托环。
9.作为本发明的一种具体实施方式，还包括用于测量环形空腔中气体组分的测量设备。
10.一种管道泄漏监测系统，用于监测上述管道的泄漏情况，其包括数据采集模块、数据传送模块、数据处理模块，其中，数据采集模块用于采集所述环形空腔内的温度测量数据和压力测量数据；数据传送模块用于将采集模块采集的数据传送至数据处理模块；数据处理模块根据规则库设定的规则对数据进行处理并判定是否出现泄漏。
11.t
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为第i管段环形空腔中温度测量值；p
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为第i管段环形空腔中压力测量值。
12.所述规则库的规则包括：当环形空腔中的压力超过第一压力阈值，判定出现泄漏。
13.作为本发明的一种具体实施方式，所述规则库的规则还包括：所述气体组分变化幅度达到第二阈值时，判定出现泄漏。
14.与现有技术相比，具有以下优点：
15.(1)管道泄漏流体进入环形空腔中，而不直接进入环境中，能够降低对环境的影响，也可降低燃烧、爆炸风险。
16.(2)泄漏流体进入环形空腔中，环形空腔为密闭空腔，通过对空腔内压力的监测即可获知泄漏情况，便于实时监测泄漏。
附图说明
17.图1为本发明实施例管道的结构示意图；
18.图2是本发明实施例支撑件的结构示意图；
19.图中，1、管段；2、阀门；3、环形空腔；4、支撑件；5、温度传感器；6、压力传感器；101、内套管；102、外套管。
具体实施方式
20.下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
21.在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。
22.实施例
23.请参考图1和图2，本管道用于输送天然气，即内套管101中流动流体为天然气。本管道由多段管段1、阀门2交替连接而成。每段管段1均包括同轴套设的内套管101和外套管102，外套管102位于内套管101外并与内套管101间隔一定距离，从而在内套管101外壁、外套管102内壁之间形成环形空腔3，环形空腔2的两端封闭从而形成一个密闭腔体。环形空腔3中设有支撑件4，用于将内层管101、外套管102连为一体，支撑件4有多个且沿内套管101轴向间隔一定距离布置，支撑件4上设有贯穿本体的凹槽，因而，支撑件主要是对外套管102内的内套管101起到支撑作用，其不会对环形空腔3形成密闭性封堵，因而，环形空腔2中存在一条沿内套管延伸的通道，作为泄漏流体的流动通道，本管道还配套有温度传感器5、压力传感器6，用于测定环形空腔3中的压力和温度。
24.此外，每段管段还配套有气体组分分析设备，用于测量环形空腔3某种气体的含量。
25.实施例2
26.本实施例提供一种管道泄漏监测系统，本管道中流通介质为天然气，气体组分分析设备为可燃气报警器，用于测定可燃气体的百分含量，本系统用于对实施例1中的管道进行泄漏监测，本监测系统包括数据采集模块、数据传送模块、数据处理模块，其中，数据采集
模块用于采集各个环形空腔3内的温度测量数据t
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、压力测量数据p
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和可燃气含量数据；数据传送模块用于将采集模块采集的数据传送至数据处理模块；数据处理模块根据规则库设定的规则对数据进行处理并判定是否出现泄漏。t
i1
为第i管段环形空腔中温度测量值；p
i1
为第i管段环形空腔中压力测量值。
27.本实施中规则库的规则包括：
28.(1)当环形空腔中气体在标准温度下的压力值超过第一压力阈值，判定出现泄漏。
29.(2)当环形空腔中可燃气体含量达到第二阈值时，判定出现泄露。
30.气体在标准温度下的压力由环形空腔3内的温度测量数据t
i1
和压力测量数据p
i1
计算得到，具体计算公式如下：
31.其中，tm为标准温度。
32.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种管道，由管段、阀门交替串联而成，每段管段均包括内套管，其特征在于，每段管段还包括套设于所述内套管外的外套管，且所述内套管、外套管之间形成环形空腔，环形空腔的两端封闭，环形空腔中设有支撑件，用于将内层管、外套管连为一体，环形空腔中存在一条沿内套管延伸的通道；测量所述环形空腔内压力的压力测量仪表。2.根据权利要求1所述的一种管道和管道泄漏监测系统，其特征在于，所述环形空腔的两端采用封隔器封闭。3.根据权利要求1所述的一种管道和管道泄漏监测系统，其特征在于，所述支撑件为扶正器或承托环。4.根据权利要求1所述的一种管道，其特征在于，还包括用于测量所述环形空腔内温度的温度测量仪表。5.根据权利要求4所述的一种管道和管道泄漏监测系统，其特征在于，还包括用于测量所述环形空腔中气体组分的测量设备。6.一种管道泄漏监测系统，用于监测权利要求5所述管道的泄漏情况，其特征在于，包括数据采集模块、数据传送模块、数据处理模块，其中，所述数据采集模块用于采集所述环形空腔内的温度测量数据和压力测量数据；数据传送模块用于将采集模块采集的数据传送至数据处理模块；数据处理模块根据规则库设定的规则对数据进行处理并判定是否出现泄漏。所述规则库的规则包括：当所述环形空腔中的压力超过第一压力阈值，判定出现泄漏。7.根据权利要求6所述的一种管道泄漏监测系统，其特征在于，所述规则库的规则包括：所述环形空腔中气体组分变化幅度达到第二阈值时，判定出现泄漏。

技术总结
本发明公开了一种管道和管道泄漏监测系统，属于管道安全技术领域，本管道由管段、阀门交替连接而成，每段管段均包括内套管和套设于内套管外的外套管，且内套管、外套管之间形成环形空腔，环形空腔的两端封闭，环形空腔中设有支撑件，用于将内层管、外套管连为一体，此外，本管道还配套有测量环形空腔内压力的压力测量仪表。本发明管道泄漏流体进入环形空腔中，而不直接进入环境中，能够降低对环境的影响，也可降低燃烧、爆炸风险。泄漏流体进入，密闭的环形空腔中，通过对空腔内压力的监测即可获知泄漏情况，便于实时监测泄漏。便于实时监测泄漏。便于实时监测泄漏。


技术研发人员：孙昊茹 黄坤 伍洲
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2022/11/22