CN107940245A - 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统 - Google Patents

基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107940245A
CN107940245A CN201711114217.5A CN201711114217A CN107940245A CN 107940245 A CN107940245 A CN 107940245A CN 201711114217 A CN201711114217 A CN 201711114217A CN 107940245 A CN107940245 A CN 107940245A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
sound wave
sound
liquid
under test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711114217.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘翠伟
李玉星
胡其会
方丽萍
王武昌
敬华飞
王雅真
梁杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201711114217.5A priority Critical patent/CN107940245A/zh
Priority to US16/475,192 priority patent/US11162643B2/en
Priority to PCT/CN2017/115386 priority patent/WO2019090881A1/zh
Publication of CN107940245A publication Critical patent/CN107940245A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统，包括：建立待测管道基于单点双传感器的泄漏定位公式；在待测管道一端同一点安装两个传感器，底部传感器采集的信号为管内液体传播的声波，顶部传感器采集的信号为管内气体传播的声波；将两个声波进行处理得到时间差；将气体介质中的声速、液体介质中的声速与时间差代入基于单点双传感器的泄漏定位公式，即可对泄漏进行定位。本发明通过基于单点双传感器的泄漏定位方法，避免了传感器在管道两端安装，避免了单传感器对泄漏声波信号的漏检，减少了传感器安装数量，成本低，安全性高，对气液分层流管道适用性强。

Description

基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统
技术领域
本发明属于气液混输管道声波法泄漏监测技术领域，尤其涉及一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统。
背景技术
目前用于油气管道泄漏定位的方法有很多，其中声波法具有诸多优势，是目前研究的热点，传统声波法需要将传感器安装在管道两端，然后通过求解声速和声波到达管道两端的时间差实现泄漏的准确定位。国内外研究大都是基于声速以及两个传感器时间差的定位方法进行的,如果将传感器安装在一端，就没法计算时间差，或者时间差非常小，不能完成定位。因此，针对传感器单点安装研究较少。
根据调研，现阶段国内外涉及声波法的油气管道泄漏定位方法的专利主要有：
现有技术公开了一种流体管道泄漏检测定位方法，该方法在被测管道上至少设置有两个传感装置，两个传感装置之间间隔一定距离，且两个传感装置能够同时对两个方向上的管道声振动进行感应，进而通过求解两个传感装置两个方向上共四个信号之间的时间差对泄漏进行定位。
现有技术公开了一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法，该方法采用经过小波分析处理后得到低频段声波幅值来进行泄漏检测和定位，建立了泄漏声波在油气管道介质内的传播模型，提出了一种不考虑声速及时间差的泄漏定位方法。
上述技术公开的对油气管道泄漏定位的实现更多的是依靠传感器在管道两端布置针对气液单相管线进行监测，具体表现为：传感器安装在气液单相管道两端，泄漏声波信号传播到管道两端并被采集处理进而进行定位；
上述方法均是在待测管道两端同时安装传感器，也没有考虑到对于气液分层流管道泄漏位置的定位，目前针对气液混输管道还没有见到相关专利，因为管道内部同时存在气液两相时，声速是不确定的，没法进行定位。
另外，在待测管道两端同时安装传感器，增加了采样点设置密度，增大了安装成本，这都降低了声波法推广的可行性和适用性。
为解决以上问题，提出了基于单点双传感器的泄漏定位方法，进而对气液分层流管道泄漏进行定位，降低投资，增加声波法现场应用的可行性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法，旨在解决现阶段传感器必须安装在管道两端且目前声波法更多用于单相管道的问题，增加声波法的可行性和适用性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法，包括以下步骤：
步骤一：分别采集待测管道一端同一点的液体传播的声波和气体传播的声波；
步骤二：求取上述两种声波的传输时间差；
步骤三：分别根据采集到的待测管道内部气体传播的声波在所述气体介质中的声速、待测管道内部液体传播的声波在所述液体介质中的声速以及两种声波的传输时间差，对待测管道泄漏位置进行定位。
进一步地，所述步骤三中，对待测管道泄漏位置进行定位的方法具体为：
其中，c1为声波在气体介质中传播的声速，c2为声波在液体介质中传播的声速。
本发明公开了一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位系统，包括：
安装在待测管道一端同一点的分别用于采集待测管道内部液体传播的声波和气体传播的声波的传感器；
用于求取采集到的两种声波的传输时间差的装置；
用于根据采集到的待测管道内部气体传播的声波在所述气体介质中的声速、待测管道内部液体传播的声波在所述液体介质中的声速以及两种声波的传输时间差，对待测管道泄漏位置进行定位的装置。
进一步地，所述的用于采集待测管道内部液体传播的声波的传感器安装在底部，用于采集待测管道内部气体传播的声波的传感器安装在顶部。
进一步地，所述的对待测管道泄漏位置进行定位的装置，根据公式：对待测管道泄漏位置进行定位；
其中，c1为声波在气体介质中传播的声速，c2为声波在液体介质中传播的声速。
本发明有益效果
本发明提供的基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法，通过建立的待测管段基于单点双传感器的泄漏定位公式，能够对气液分层流管道的泄漏进行定位，提高了声波法的可行性和适用性。本发明方法简单，操作方便，较好的解决了现阶段传感器必须两端布置以及声波法更多用于气液单相管道的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法的步骤图；
图2是本发明实施例提供的基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法原理流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法包括以下步骤：
S101：建立待测管道基于单点双传感器的泄漏定位公式。
S102：在待测管道一端同一点安装两个传感器。
S103：将两个声波进行处理得到时间差。
S104：将气体介质中的声速、液体介质中的声速与时间差代入基于单点双传感器的泄漏定位公式，即可对泄漏进行定位。
本发明公开的基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位系统包括：
安装在待测管道一端同一点的分别用于采集待测管道内部液体传播的声波和气体传播的声波的传感器；
用于求取采集到的两种声波的传输时间差的装置；
用于根据采集到的待测管道内部气体传播的声波在所述气体介质中的声速、待测管道内部液体传播的声波在所述液体介质中的声速以及两种声波的传输时间差，对待测管道泄漏位置进行定位的装置。
如图2所示，本发明的具体实施流程为：泄漏点发生在管道某点处，两个传感器安装在管道同一点，一个安装于管道顶部，一个安装于管道底部，底部传感器采集的信号为管内液体传播的声波，顶部传感器采集的信号为管内气体传播的声波，声波在气体介质中传播的声速为c1，声波在管壁中传播的声速为c2，且两个声波之间的时间差为Δt，则可根据泄漏定位公式：可求解得到泄漏点位置。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分别采集待测管道一端同一点的液体传播的声波和气体传播的声波；
步骤二：求取上述两种声波的传输时间差；
步骤三：分别根据采集到的待测管道内部气体传播的声波在所述气体介质中的声速、待测管道内部液体传播的声波在所述液体介质中的声速以及两种声波的传输时间差，对待测管道泄漏位置进行定位。
2.如权利要求1所述的一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤三中，对待测管道泄漏位置进行定位的方法具体为：
<mrow> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>c</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>c</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>;</mo> </mrow>
其中，c1为声波在气体介质中传播的声速，c2为声波在液体介质中传播的声速。
3.一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位系统，其特征在于，包括：
安装在待测管道一端同一点的分别用于采集待测管道内部液体传播的声波和气体传播的声波的传感器；
用于求取采集到的两种声波的传输时间差的装置；
用于根据采集到的待测管道内部气体传播的声波在所述气体介质中的声速、待测管道内部液体传播的声波在所述液体介质中的声速以及两种声波的传输时间差，对待测管道泄漏位置进行定位的装置。
4.如权利要求3所述的一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位系统，其特征在于，包括：所述的用于采集待测管道内部液体传播的声波的传感器安装在底部，用于采集待测管道内部气体传播的声波的传感器安装在顶部。
5.如权利要求3所述的一种基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位系统，其特征在于，所述的对待测管道泄漏位置进行定位的装置，根据公式：对待测管道泄漏位置进行定位；
其中，c1为声波在气体介质中传播的声速，c2为声波在液体介质中传播的声速。
CN201711114217.5A 2017-11-13 2017-11-13 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统 Pending CN107940245A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711114217.5A CN107940245A (zh) 2017-11-13 2017-11-13 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统
US16/475,192 US11162643B2 (en) 2017-11-13 2017-12-11 Single-point dual sensor-based leakage positioning method and system for gas-liquid stratified flow pipeline
PCT/CN2017/115386 WO2019090881A1 (zh) 2017-11-13 2017-12-11 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711114217.5A CN107940245A (zh) 2017-11-13 2017-11-13 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107940245A true CN107940245A (zh) 2018-04-20

Family

ID=61933905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711114217.5A Pending CN107940245A (zh) 2017-11-13 2017-11-13 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11162643B2 (zh)
CN (1) CN107940245A (zh)
WO (1) WO2019090881A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111351897A (zh) * 2020-03-15 2020-06-30 江苏尚美环保科技有限公司 一种烟气硫化物在线监测装置
CN113048404B (zh) * 2021-03-12 2022-08-16 常州大学 一种城市气体管道微小泄漏诊断方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294326A (ja) * 1985-06-24 1986-12-25 Tokyo Gas Co Ltd 配管における漏洩箇所の検出方法
US5038614A (en) * 1989-08-10 1991-08-13 Atlantic Richfield Company Acoustic vibration detection of fluid leakage from conduits
US20020149487A1 (en) * 2001-03-02 2002-10-17 Harvey Haines In-ground pipeline monitoring
CN101206010A (zh) * 2007-12-14 2008-06-25 济南大学 基于声波协同检测的管道震击破坏定位系统及其定位方法
CN103672415A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
CN104132248A (zh) * 2014-07-31 2014-11-05 重庆大学 流体管道泄漏检测定位方法
KR101525329B1 (ko) * 2013-12-30 2015-06-03 한국원자력연구원 모드분리기법을 이용한 매설배관의 누설위치 추정방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255540A (ja) * 1985-09-04 1987-03-11 Hitachi Ltd 漏洩検出装置
US10634536B2 (en) * 2013-12-23 2020-04-28 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and system for multi-phase flow measurement
CN104595729B (zh) 2015-01-15 2015-08-12 中国石油大学(华东) 一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法
GB2545164B (en) * 2015-11-24 2019-09-25 Schlumberger Holdings A stratified flow multiphase flowmeter
JP7277059B2 (ja) * 2017-10-11 2023-05-18 ビーピー エクスプロレーション オペレーティング カンパニー リミテッド 音響周波数領域特徴を使用した事象の検出
CA3120493A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Bp Exploration Operating Company Limited Das data processing to identify fluid inflow locations and fluid type

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294326A (ja) * 1985-06-24 1986-12-25 Tokyo Gas Co Ltd 配管における漏洩箇所の検出方法
US5038614A (en) * 1989-08-10 1991-08-13 Atlantic Richfield Company Acoustic vibration detection of fluid leakage from conduits
US20020149487A1 (en) * 2001-03-02 2002-10-17 Harvey Haines In-ground pipeline monitoring
CN101206010A (zh) * 2007-12-14 2008-06-25 济南大学 基于声波协同检测的管道震击破坏定位系统及其定位方法
CN103672415A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
KR101525329B1 (ko) * 2013-12-30 2015-06-03 한국원자력연구원 모드분리기법을 이용한 매설배관의 누설위치 추정방법
CN104132248A (zh) * 2014-07-31 2014-11-05 重庆大学 流体管道泄漏检测定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019090881A1 (zh) 2019-05-16
US20190338889A1 (en) 2019-11-07
US11162643B2 (en) 2021-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104747912B (zh) 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法
CN105953080B (zh) 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法
CN106289121B (zh) 一种变径管等效管长的计算方法
CN103672415B (zh) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
CN106813108A (zh) 一种基于速度差的泄漏定位方法
CN107940245A (zh) 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统
CN102296644A (zh) 基坑内支撑爆破拆除振动安全监测体系和监测方法
CN111983562B (zh) 一种地下非金属管线探测定位方法
CN102032447A (zh) 一种用于对城市煤气管道进行实时监控的系统及其使用方法
CN110953485B (zh) 一种燃气管线泄漏点定位方法和系统
KR101577733B1 (ko) 음향 전달 행렬을 이용한 배관계의 막힘 진단 시스템
CN104007287A (zh) 一种基于超声波的管道流体流速检测方法
CN106678553B (zh) 一种泄漏动态压力波在管内气体中传播速度的计算方法
CN206990812U (zh) 一种u型地下供水管道堵塞故障的检测系统
CN104132251B (zh) 压力流体管道声振动信号多向采集方法及装置
CN210834067U (zh) 一种流体管路振动特性测试装置
CN107990152B (zh) 一种基于同点双传感器的气体管道泄漏定位方法
CN106195648B (zh) 一种变径管等效管长的实验测试方法
CN102182937A (zh) 管道泄漏振动信号采集增强装置
CN206546192U (zh) 一种基于超声波的流体检测装置
CN205618902U (zh) 一种具有节能监测功能的预制直埋保温管
EP4071454A1 (en) Method for locating a leak in a water supply network
CN204962303U (zh) 一种便携式地下供热一次管网膨胀节损坏检测探针
CN107035974A (zh) 一种地下管道漏水检测装置及其检测方法
CN204154321U (zh) 一种应用于流体超声测量的结构装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180420

RJ01 Rejection of invention patent application after publication