CN107524924B - 一种检测管道泄漏的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测管道泄漏领域，特别一种检测油品管道泄漏的方法及其装置。所述方法包括如下步骤：步骤一：向流体从中流过的待测管道的入口处定量注入第一标志物，并在所述第一标志物流经所述待测管道的所述入口处下游的第一监控点时，在所述第一监控点获得所述第一标志物的浓度；步骤二：当在所述第一监控点获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值5％以上，特别是3％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一监控点之间发生泄漏，其中所述第一标准物与所述第一标志物相同，且所述第一标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第一标志物的浓度。

Description

一种检测管道泄漏的方法及其装置

技术领域

本发明涉及检测管道泄漏领域，特别一种检测油品管道泄漏的方法及其装置。

背景技术

目前国内外管线泄漏实时监测系统都是通过检测泄漏造成的异常状态来检测泄漏的。其中流量平衡法和压力差法是基于物质守恒和能量守恒来判断泄漏的发生，无法定位；应力波法是利用流体泄漏时引发的沿管壁传播的应力波来检测泄漏和定位，对外带包层或埋地的管道应力波信号衰减很快，长距离难以检测到，限制了这种方法的应用；管内检测器法是将探测球从一端放入管道，顺流而下，利用超声波技术、漏磁技术等采集管壁信息，从另一端取出，进行数据分析和处理。该方法造价高，对管道条件要求严，不能长时间连续监测；负压波法是近年来国际上颇受重视的管道泄漏检测方法，它利用管道突然泄漏时，会引发在流体中传播的瞬态负压波，通过捕捉负压波传播到上下游的时间差来定位。由于这些检测方法受运行瞬态的影响，所以系统灵敏度不高。而且当管道漏点或偷油点的阀门开得很小，即使油品管道有测压装置，也会因为管道压力变化小而难被发现。

因此，亟需开发出一种能够定位泄漏位置且容易检测的检测管道泄漏的方法及装置，以克服上述缺点。

发明内容

本发明之一提供了一种检测管道泄漏的方法，其包括如下步骤：步骤一：向流体从中流过的待测管道的入口处定量注入第一标志物，并在所述第一标志物流经所述待测管道的所述入口处下游的第一监控点时，在所述第一监控点获得所述第一标志物的浓度；步骤二：当在所述第一监控点获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值(即(所述第一标准物的标准值—所述第一标志物的浓度)/所述第一标准物的标准值)在5％以上，特别是3％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一监控点之间发生泄漏，其中所述第一标准物与所述第一标志物相同，且所述第一标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第一标志物的浓度。

其中，本发明的标志物的浓度为其在待测管道中的流体中的浓度。

在一个具体实施方式中，在所述步骤二之后还包括步骤三和四，其中，步骤三：向第一监控点定量注入第二标志物，并在所述第二标志物流经所述第一监控点下游的第二监控点时，在所述第二监控点获得所述第二标志物的浓度；步骤四：在所述第一监控点之前不发生泄漏的情况下，当在所述第二监控点获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值(即(所述第二标准物的标准值—所述第二标志物的浓度)/所述第二标准物的标准值)在5％以上，特别是3％以上时，则在所述待测管道的所述第一监控点和所述第二监控点之间发生泄漏，其中所述第二标准物与所述第二标志物相同，所述第二标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第二标志物的浓度；所述第二标志物与所述第一标志物相同或不相同。

在一个具体实施方式中，以所述步骤三和所述步骤四相同的方式测定所述待测管道在所述第二监控点下游中的一段是否发生泄漏。

在一个具体实施方式中，在测定所述标准值时，注入所述标准物后，在计算的所述标准物到达检测点的时间后，从监控点进行时间间隔取样来测定所述流体中所述标准物的至少两个浓度，并计算所述标准物的至少两个浓度的平均值作为所述标准值。

在一个具体实施方式中，在所述流体中未加入被监控的标志物时的该标志物的背景浓度小于或等于50ppm，优选小于或等于20ppm。即当某种标志物的背景浓度过高时，需要改用其他标志物。例如当油品中含有的镧的浓度在50ppm以上，甚至在20ppm以上时，而其他标志物(例如环烷酸钴、环烷酸铜和油酸亚锡等)的浓度为0或较低时(例如在20ppm以下，或10ppm以下)则可以改用环烷酸钴、环烷酸铜和油酸亚锡等合适的标志物。

在一个具体实施方式中，标志物包括有机盐；优选所述标志物包括油溶性的有机盐；更优选所述标志物包括环烷酸稀土、环烷酸钴、环烷酸铜、油酸亚锡、烷基水杨酸稀土和亚油酸钴中的至少一种。其中环烷酸稀土包括环烷酸镧、环烷酸铈、环烷酸镨、环烷酸钕、环烷酸钷、环烷酸钐、环烷酸铕、环烷酸钆、环烷酸铽、环烷酸镝、环烷酸钬、环烷酸铒、环烷酸铥、环烷酸镱、环烷酸镥、环烷酸钪和环烷酸钇。烷基水杨酸稀土包括水杨酸镧、水杨酸铈、水杨酸镨、水杨酸钕、水杨酸钷、水杨酸钐、水杨酸铕、水杨酸钆、水杨酸铽、水杨酸镝、水杨酸钬、水杨酸铒、水杨酸铥、水杨酸镱、水杨酸镥、水杨酸钪和水杨酸钇。

在一个具体实施方式中，当所述标志物的浓度低于所述标准物的标准值5％以上，特别是3％以上时，报警。

在一个具体实施方式中，所述待测管道选自原油管道或成品油管道。

在一个具体实施方式中，所述流体选自原油或成品油。

在一个具体实施方式中，所述标准值通过在所述待测管道不发生泄漏时测定获得。例如，在所述管道通过常规的多种其他手段确定没有发生泄漏后，注入所述标准物后，在计算的所述标准物到达检测点的时间后，从监控点进行时间间隔取样来测定所述流体中所述标准物的至少两个浓度，并计算所述标准物的至少两个浓度的平均值作为所述标准值。

在一个具体实施方式中，所述标准值通过测量或计算机建模获得。

本发明之二提供了一种检测管道泄漏的装置，其包括流体从中流过的待测管道，在所述待测管道的入口处设置有第一待测注入器，在所述待测管道上设置有第一待测监控站，且所述第一待测监控站设置在所述待测管道的轴向方向的所述第一待测注入器的下游，所述装置构造成所述第一待测注入器向所述待测管道内注入第一标志物，所述第一待测监控站获得所述待测管道内的所述第一标志物的浓度，当在所述第一待测监控站获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值(即(所述第一标准物的标准值—所述第一标志物的浓度)/所述第一标准物的标准值)5％以上，特别是3％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一待测监控站之间发生泄漏，其中所述第一标准物与所述第一标志物相同，且所述第一标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第一标志物的浓度。另外，第一待测监控站中包括第一取样装置，用于抽取待检测管道中的流体。

在一个具体实施方式中，在所述待测管道的所述第一待测监控站的位置设置有第二待测注入器，在所述待测管道上设置有第二待测监控站，且所述第二待测监控站设置在所述待测管道的轴向方向的所述第二待测注入器的下游；所述装置构造成所述第二待测注入器向所述待测管道内注入第二标志物，所述第二待测监控站获得所述待测管道内的所述第二标志物的浓度，当在所述第二待测监控站获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值(即(所述第二标准物的标准值—所述第二标志物的浓度)/所述第二标准物的标准值)5％以上，特别是3％以上时，则在所述待测管道的所述第二待测注入器和所述第二待测监控站之间发生泄漏，其中所述第二标准物与所述第二标志物相同，且所述第二标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第二标志物的浓度，所述第二标志物与所述第一标志物相同或不相同。需要说明的是，第一待测监控站中包括的第一取样装置可以和第二待测注入器为同一装置，即一个装置能够根据需要完成取样和注入待测标志物。

在一个具体实施方式中，以所述第二待测注入器和所述第二待测监控站相同的方式设置一套监测机构用于监测所述待测管道在其轴向上的第二待测监控站下游的一段所述待测管道是否发生泄漏。

在一个具体实施方式中，所述装置构造成当所述标准物的标准值减去所述标志物的浓度之差除以所述标准物的标准值(即(所述标准物的标准值—所述标志物的浓度)/所述标准物的标准值)5％以上，特别是3％以上时，报警。

在一个具体实施方式中，所述装置构造成所述标志物的浓度可视化输出；优选构造成标志物的浓度的数字化和/或图形化的可视化输出。

本发明的有益效果：

本发明通过对管道，特别是油品管道中注入的标志物的浓度的变化情况来监控泄漏，不但能够监测到管道的泄漏情况，而且能够监测到管道的泄漏方位，并可以通过定点排查，从而确定管道的泄漏位置，从而不必在发生严重的漏油事故后再发生警报，能够实时地监测到泄漏事故的发生，防止油品损失，维护油品管道的正常运输，该方法具有较大的经济效益。

附图说明

图1显示的是待测油品运输管线泄漏监测系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于下述实施例。

实施例1

如图1所示，所述待测油品管道系统包括：油品从中流过的待测油品管道1；设置在待测油品管道1的入口处的第一注入器3，并且第一注入器3用于将标志物注射入待测油品管道1中；设置在待测油品管道1的上的第一监控站7，在第一监控站7上设置有第一取样装置5，并且第一监控站7处于第一注入器3的下游，第一监控站7可用于分析待测油品管道1中的从第一注入器3中注入的标志物的浓度，或者在从第一注入器3注入标志物之前，也可以先通过第一监控站7获得待测管道中的流体中的待注入标志物的背景浓度；设置在待测油品管道1的例如在第一注入器3下游的位置上的第二注入器6，其用于将例如不同于从第一注入器3注射的标志物注入待测油品管道1中；设置在待测油品管道1的上的第二监控站9，在第二监控站9上设置有第二取样装置8，并且第二监控站9处于第二注入器6的下游，第二监控站9可用于分析待测油品管道1中的从第二注入器6中注入的标志物的浓度，或者在从第二注入器6注入标志物之前，也可以先通过第二监控站9获得待测管道中的流体中的待注入的标志物的背景浓度。

实施例2

如图1所示，利用第一监控站7分析待测油品管道1中的镧的浓度为0ppm。

首次测定保证待测油品管道1不发生泄漏，根据待测油品管道1的流量在第一注入器3处定点注射50g的环烷酸镧，在不发生泄漏时环烷酸镧以正常流速达到第一监控站7的时间为50h，用第一取样装置5取样，取样间隔为10分钟，共取样10个，经第一监控站7分析，测定环烷酸镧在第一监控站7处的浓度，然后计算所取样品测得的浓度的平均值，其中镧的平均浓度为100ppm，将其设为环烷酸镧的标准值。

根据待测油品管道1的流量在第二注入器6处定点注射50g亚油酸钴，在不发生泄漏时亚油酸钴以正常流速达到第二监控站9的时间为40h，用取样装置8取样，取样间隔为10min，共取10个样，经第二监控站9分析，得样品浓度平均值为120ppm，将其设为亚油酸钴的标准值。

一个月后，在相同的测定条件确定其中的镧和钴的平均浓度。

在第一注入器3处定点注射50g环烷酸镧，50h后，用第一取样装置5取样，取样间隔为10min，共取10个样，用第一监控站7分析样品的浓度，得到样品的浓度平均值为98ppm。98ppm与100ppm大致相同，说明油品管道1的第一注入器3与第一监控站7之间没有油品泄漏。

在第二注入器6处定点注射50g亚油酸钴，40h后，用第二取样装置8取样，取样间隔为10min，共取10个样，用第二监控站9分析样品浓度，得样品浓度平均值为80ppm。80ppm远小于120ppm，说明油品管道1的第二注入器6与第二监控站9之间有油品泄漏。

Claims (18)

1.一种检测管道泄漏的方法，其包括如下步骤：

步骤一：向流体从中流过的待测管道的入口处定量注入第一标志物，并在所述第一标志物流经所述待测管道的所述入口处下游的第一监控点时，在所述第一监控点获得所述第一标志物的浓度；

步骤二：当在所述第一监控点获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值在3％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一监控点之间发生泄漏，其中所述第一标准物与所述第一标志物相同，且所述第一标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第一标志物的浓度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，当在所述第一监控点获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值在5％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一监控点之间发生泄漏。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二之后还包括步骤三和四，其中，

步骤三：向第一监控点定量注入第二标志物，并在所述第二标志物流经所述第一监控点下游的第二监控点时，在所述第二监控点获得所述第二标志物的浓度；

步骤四：在所述第一监控点之前不发生泄漏的情况下，当在所述第二监控点获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值在3％以上时，则在所述待测管道的所述第一监控点和所述第二监控点之间发生泄漏，其中所述第二标准物与所述第二标志物相同，且所述第二标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第二标志物的浓度；所述第二标志物与所述第一标志物相同或不相同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤四中，在所述第一监控点之前不发生泄漏的情况下，当在所述第二监控点获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值在5％以上时，则在所述待测管道的所述第一监控点和所述第二监控点之间发生泄漏。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以所述步骤三和所述步骤四相同的方式测定所述待测管道在所述第二监控点下游中的一段是否发生泄漏。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测定所述标准值时，注入所述标准物后，在计算的所述标准物到达检测点的时间后，从监控点进行时间间隔取样来测定所述流体中所述标准物的至少两个浓度，并计算所述标准物的至少两个浓度的平均值作为所述标准值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述流体中未加入被监控的标志物时的该标志物的背景浓度小于或等于50ppm。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述流体中未加入被监控的标志物时的该标志物的背景浓度小于或等于20ppm。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述标志物包括有机盐。

10.根据权利要求9所述的的方法，其特征在于，所述标志物包括油溶性的有机盐。

11.根据权利要求9所述的的方法，其特征在于，所述标志物包括环烷酸稀土、环烷酸钴、环烷酸铜、油酸亚锡、烷基水杨酸稀土和亚油酸钴中的至少一种。

12.一种检测管道泄漏的装置，其包括流体从中流过的待测管道，在所述待测管道的入口处设置有第一待测注入器，在所述待测管道上设置有第一待测监控站，且所述第一待测监控站设置在所述待测管道的轴向方向的所述第一待测注入器的下游，

所述装置构造成所述第一待测注入器向所述待测管道内注入第一标志物，所述第一待测监控站获得所述待测管道内的所述第一标志物的浓度，当在所述第一待测监控站获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值在3％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一待测监控站之间发生泄漏，其中所述第一标准物与所述第一标志物相同，且所述第一标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第一标志物的浓度。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置构造成所述第一待测注入器向所述待测管道内注入第一标志物，所述第一待测监控站获得所述待测管道内的所述第一标志物的浓度，当在所述第一待测监控站获得的所述第一标准物的标准值减去所述第一标志物的浓度之差除以所述第一标准物的标准值在5％以上时，则在所述待测管道的所述入口处和所述第一待测监控站之间发生泄漏。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在所述待测管道的所述第一待测监控站的位置设置有第二待测注入器，在所述待测管道上设置有第二待测监控站，且所述第二待测监控站设置在所述待测管道的轴向方向的所述第二待测注入器的下游；

所述装置构造成所述第二待测注入器向所述待测管道内注入第二标志物，所述第二待测监控站获得所述待测管道内的所述第二标志物的浓度，当在所述第二待测监控站获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值在3％以上时，则在所述待测管道的所述第二待测注入器和所述第二待测监控站之间发生泄漏，其中所述第二标准物与所述第二标志物相同，所述第二标准物的标准值为在相同的测定条件下且不发生泄漏时的所述第二标志物的浓度，所述第二标志物与所述第一标志物相同或不相同。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置构造成所述第二待测注入器向所述待测管道内注入第二标志物，所述第二待测监控站获得所述待测管道内的所述第二标志物的浓度，当在所述第二待测监控站获得的所述第二标准物的标准值减去所述第二标志物的浓度之差除以所述第二标准物的标准值在5％以上时，则在所述待测管道的所述第二待测注入器和所述第二待测监控站之间发生泄漏。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，以所述第二待测注入器和所述第二待测监控站相同的方式设置一套监测机构用于监测所述待测管道在其轴向上的第二待测监控站下游的一段所述待测管道是否发生泄漏。

17.根据权利要求12-16中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置构造成所述标志物的浓度可视化输出。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置构造成所述标志物的浓度的数字化和/或图形化的可视化输出。