CN111174108A - 输油管道防偷油系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的输油管道防偷油系统及其控制方法，系统包括声呐探测设备、数据回传装置、报警装置和后台预警中控系统；所述声呐探测设备有多个，所有声呐探测设备通过不锈钢线缆和信号线缆同时依次链接；数据回传装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与声呐探测设备的处理器连接；报警装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与数据回传装置连接；后台预警中控系统用于从数据回传装置远程获取声呐探测设备的所述检测数据，并通过分析检测数据以得出控制指令。通过声呐探测的方式，准确检测油管内壁状态，并联网报警，从根本上断绝钻孔偷油现象，精准定位故障，提升故障排查效率，极大地降低管道运维成本。

Description

输油管道防偷油系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及输油管道检测技术领域，具体涉及输油管道防偷油系统及其控制方法。
背景技术
输油管道(也称管线、管路)是由油管及其附件所组成，并按照工艺流程的需要，配备相应的油泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用于完成油料接卸及输转任务。输油管道系统，即用于运送石油及石油产品的管道系统，主要由输油管线、输油站及其他辅助相关设备组成，是石油储运行业的主要设备之一，也是原油和石油产品最主要的输送设备，与同属于陆上运输方式的铁路和公路输油相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点。
在输油管道的生产运营中，时长发生被钻管偷油的现象，这种偷油方式一般是通过在输油管道附近挖地道，然后钻破输油管道(钻孔)，通过外接的自有的输油管，将油品引到几公里外的非法作业区，实现偷油，具有作业隐蔽和偷油持久的特点，难以被发现，给正常的生产工作造成巨大的经济损失，触目惊心。目前检测输油管道是否出现破损或者被钻孔偷油的方式主要有超声波传感器、振动传感器等，其中振动传感器检测原理是通过检测输油管道被钻孔是的振动现象，通过振动信号判断该出出现被偷油的情况，判断依据是针对是否大于阈值，若输油管道发生非偷到行为的异常振动，如遇到石头敲击、管道维修等情况，也将产生被偷盗的检测结果，与实际不一致，因此其存在误测的问题。此外现有的输油管道检测技术仅有检测功能，未有后天分析技术支持，比例根据回传的检测数据进行分析，得出相应的处理结论等。本发明人针对此现象，专门设计的一套输油管防偷油系统，能准确有效的检测出现有或即将发生的钻管偷油现象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供输油管道防偷油系统及其控制方法，其通过声呐探测的方式，检测油管内壁状态，通过声呐定位原理，做出是否偷油的准确判断，并联网报警，从根本上断绝钻孔偷油现象，而且能够为输油管道的正常运行提供管道的健康状态数据，让管道运营可视化，精准定位故障，提升故障排查效率，极大地降低管道运维成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
输油管道防偷油系统，其包括声呐探测设备、数据回传装置、报警装置和后台预警中控系统；
所述声呐探测设备有多个，所有声呐探测设备通过不锈钢线缆和信号线缆同时依次链接，所述声呐探测设备包括处理器、声呐探测器和固定装置，所述声呐探测器用于探测液体回声和管壁回声，处理器可基于声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据，处理器还可根据后台预警中控系统的控制指令控制其固定装置动作，以将声呐探测设备固定或分离于输油管道内壁；
所述数据回传装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与声呐探测设备的处理器连接，数据回传装置用于声呐探测设备与后台预警中控系统之间、报警装置和后台预警中控系统之间的远程无线通信；
所述报警装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与数据回传装置连接，报警装置用于根据后台预警中控系统的控制指令进行报警动作；
所述后台预警中控系统用于从数据回传装置远程获取声呐探测设备的所述检测数据，并分析检测数据以得出控制指令，该控制指令包括向报警装置下达的现场报警控制指令和向公安发出的报警指令。
进一步的，所述声呐探测设备包括链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器，多个所述链接声呐探测潜艇器与一个尾部声呐探测潜艇器依次链接，所述链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器均包括流线型主体，主体均内置有电磁阀控管壁固定装置，电磁阀控管壁固定装置与所述处理器连接，链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器均外置双翼和尾部鱼鳍，其中链接声呐探测潜艇器的头部和尾部形成链接部，尾部声呐探测潜艇器的头部形成链接部而尾部形成可拆卸的收缩动力伞。
进一步的，所述链接声呐探测潜艇器内置一紧急回收伞。
进一步的，所述数据回传装置内置NB-IoT物联网模块，NB-IoT物联网模块通过信号线缆与声呐探测设备的处理器以及报警装置连接。
进一步的，所述报警装置采用声光报警装置，其内置警报程序和警告录音。
进一步的，所述后台预警中控系统包括依次连接的无线通信模块、业务管理系统、数据层、本地数据库和后台服务器，所述无线通信模块与数据回传装置进行无线通信；
所述业务管理系统包括内容管理模块、预警机制模块、公安联网模块、统计报表模块和系统日志模块；所述内容管理模块用于析检测数据；所述预警机制模块用于根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置向报警装置发送该预警控制指令；所述公安联网模块用于根据预警控制指令向公安发出的报警信息；所述统计报表模块用于统计检测数据；所述系统日志模块用于记录业务管理系统的业务处理过程信息。
所述业务管理系统依次与数据层、本地数据库和后台服务器连接，所述数据层用于业务管理系统的数据缓存，所述本地数据库用于存储业务管理系统的本地数据，所述后台服务器用于存储业务管理系统的所有数据。
上述输油管道防偷油系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、声呐探测设备发出声呐探测波，然后接收液体回声和管壁回声，声呐探测设备的处理器基于声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据通过数据回传装置回传至后台预警中控系统；
步骤二、后台预警中控系统分析检测数据，若分析为出现钻孔偷油或者管壁破裂，则得出相应的控制指令；
步骤三、后台预警中控系统将控制指令通过数据回传装置远程发生至报警装置，报警装置执行现场报警动作，同时根据控制指令项公安发送报警信息。
进一步的，所述步骤二具体包括：业务管理系统的内容管理模块分析检测数据，预警机制模块根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置向报警装置发送该预警控制指令，公安联网模块根据预警控制指令向公安发出的报警信息。
采用上述方案后，本发明具有以下优点：
1、采用声呐探测技术，实时检测管道内壁是否破损he液体流动是否正常，更准确的反应出管道是否被钻孔等情况，采用链条的形式将声呐探测设备固定在管道内，不需要对输油管道进行改造，容易部署，成本低。
2、能够检测输油管道是否发生破裂而漏油，即时止损，对输油管道的正常运行提供数据参考；
3、系统能够通过系统分析，探测到已发生的偷油现象，及时通过数据回传装置向中控系统发出警报，对于正在发生的钻孔偷油现象，系统与警方报警联动，第一时间报警，并发送指令给现场的报警装置，发出即时警报，震慑违法分子，有效及时定位偷盗发生的管段，及时遏制损害的进一步发生。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图。
图2为本发明声呐探测设备的部署示意图。
图3为本发明链接声呐探测器的俯视图。
图4为本发明链接声呐探测器的侧视图。
图5为本发明尾部声呐探测器的俯视图。
图6为本发明尾部声呐探测器的侧视图。
标号说明：
声呐探测设备1，处理器11，声呐探测器12，固定装置13，主体14，双翼15，尾部鱼鳍16，链接部17，动力伞18，链接声呐探测潜艇器1a，尾部声呐探测潜艇器1b，数据回传装置2，报警装置3，后台预警中控系统4，无线通信模块41，业务管理系统42，数据层43，本地数据库44，后台服务器45，输油管道5，偷油管6。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种输油管道防偷油系统，其包括声呐探测设备1、数据回传装置2、报警装置3和后台预警中控系统4；
所述声呐探测设备1有多个，所有声呐探测设备1通过不锈钢线缆和信号线缆同时依次链接，所述声呐探测设备1包括处理器11、声呐探测器12和固定装置13，本实施例的固定装置13采用电磁阀控管壁固定装置，声呐探测器12用于探测液体回声和管壁回声，处理器11可基于其声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据，处理器11还可根据后台预警中控系统4的控制指令控制其固定装置13动作，以将声呐探测设备1固定或分离于输油管道5内壁；
如图3-6所示，本实施例中，上述声呐探测设备1包括链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b，多个所述链接声呐探测潜艇器1a与一个尾部声呐探测潜艇器1b依次链接，所述链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b均包括流线型主体14，主体14内置有电磁阀控管壁固定装置(图中未示出)，电磁阀控管壁固定装置与所述处理器11连接，电磁阀控管壁固定装置的控制过程为通电时产生电磁力使链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b固定在管壁，可采用现有的电磁阀产品实现；链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b均外置双翼15和尾部鱼鳍16，其中链接声呐探测潜艇器1a的头部和尾部形成链接部17，链接部17结果优选为链接扣，尾部声呐探测潜艇器1b的头部形成链接部17而尾部形成可拆卸的收缩动力伞18。
潜艇器的部署：上述的电磁阀控管壁固定装置采用电磁铁固定原理将链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b固定在管壁，如图2所示，在部署链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b时，链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b通过不锈钢缆线和信号缆线等距接入的方式，形成完整的链条，部署第N个链接声呐探测潜艇器时，第N-1个链接声呐探测潜艇器减小固定磁铁吸力，调节艇翼使潜艇向下游滑行到第N-2个链接声呐探测潜艇器1a附近，第N-2个链接声呐探测潜艇器1a用同样方式向第N-3链接声呐探测潜艇器1a滑行。部署的同时，每一个潜艇器的走位都会同步检测管道的情况，到指定位置后，各潜艇器通过固定磁铁(永磁铁)，潜艇器内部的电磁阀控管壁固定装置采用机械控制磁铁与管壁距离来实现的接触式落璧固定。
潜艇器的的回收：正常模式下，可以通过后台预警中控系统4给链接声呐探测潜艇器1a和尾部声呐探测潜艇器1b的控制器11发送控制指令，控制固定永磁磁铁的位置，使之离开管壁，再通过原有的不锈钢缆线，原路回收；进一步的，链接声呐探测潜艇器内置一紧急回收伞(图中未示出)，紧急模式下，可以通过打开链接声呐探测潜艇器1a内置的紧急回收伞，通过回收装置勾住紧急回收伞，然后依次解除固定装置后，回收设备。尾部声呐探测潜艇器1b尾部有可拆卸的收缩动力伞，收缩动力伞具备两部分功能：在部署时，通过打开动力伞，让流体为动力伞提供设备铺设的动力，各个潜艇器到达预设位置后，关闭动力伞，设备进入预设位置；在紧急回收设备时，关闭固定装置，打开动力伞，用回收装备勾住动力伞部，可进行设备回收定位。
上述数据回传装置2设置在输油管道5外部，且通过信号线缆与声呐探测设备1的处理器11连接，数据回传装置2用于声呐探测设备1与后台预警中控系统4之间、报警装置3和后台预警中控系统4之间的远程无线通信；该数据回传装置2不需要铺设有线网络，能够灵活部署且及时远程上传数据。
上述报警装置3设置在输油管道5外部，且通过信号线缆与数据回传装置2连接，报警装置3用于根据后台预警中控系统4的控制指令进行报警动作；进一步的，所述数据回传装置2内置NB-IoT物联网模块，NB-IoT物联网模块通过信号线缆与声呐探测设备1的处理器11以及报警装置3连接；该报警装置3采用声光报警装置3，其内置警报程序和警告录音，通过现场报警装置3发出报警声和灯光警告能够在系统预警指令发出的第一时间震慑违法分子，做到及时止损。
上述后台预警中控系统4用于从数据回传装置2远程获取声呐探测设备1的所述检测数据，并通过分析检测数据以得出控制指令，该控制指令包括向报警装置3下达的现场报警控制指令和向公安发出的报警指令。
具体的，上述后台预警中控系统4包括依次连接的无线通信模块41、业务管理系统42、数据层43、本地数据库44和后台服务器45，所述无线通信模块与数据回传装置2进行无线通信；
所述业务管理系统包括内容管理模块、预警机制模块、公安联网模块、统计报表模块和系统日志模块；所述内容管理模块用于分析检测数据；所述预警机制模块用于根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置2向报警装置发送该预警控制指令；所述公安联网模块用于根据预警控制指令向公安发出的报警信息；所述统计报表模块用于统计检测数据；所述系统日志模块用于记录业务管理系统的业务处理过程信息。
所述业务管理系统42依次与数据层43、本地数据库44和后台服务器45连接，所述数据层43用于业务管理系统42的数据缓存，所述本地数据库44用于存储业务管理系统42的本地数据，所述后台服务器45用于存储业务管理系统42的所有数据。
本实施例还提供了上述输油管道防偷油系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、声呐探测设备1发出声呐探测波，然后接收液体回声和管壁回声，声呐探测设备1的处理器11基于其声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据通过数据回传装置2回传至后台预警中控系统4；本发明所述声呐定位原理即利用水中声波对水下目标进行探测，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音，根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质，因此本发明是通过液体回声和管壁回声的声调的高低等情况来判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂。
步骤二、后台预警中控系统4分析检测数据，若分析为出现钻孔偷油或者管壁破裂，则得出相应的控制指令；所述步骤二具体包括：业务管理系统42的内容管理模块分析检测数据，预警机制模块根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置2向报警装置发送该预警控制指令，公安联网模块根据预警控制指令向公安发出的报警信息。
步骤三、后台预警中控系统将控制指令通过数据回传装置2远程发生至报警装置3，报警装置3执行现场报警动作，同时根据控制指令项公安发送报警信息。
本发明的输油管道防偷油系统及其控制方法具有以下优点：
1、采用声呐探测技术，实时检测管道内壁是否破损和液体流动是否正常，更准确的反应出管道是否被钻孔等情况，采用链条的形式将声呐探测设备固定在管道内，不需要对输油管道进行改造，容易部署，成本低。
2、能够检测输油管道是否发生破裂而漏油，即时止损，对输油管道5的正常运行提供数据参考；
3、系统能够通过系统分析，探测到已发生的偷油现象，及时通过数据回传装置向中控系统发出警报，对于正在发生的钻孔偷油现象，系统与警方报警联动，第一时间报警，并发送指令给现场的报警装置，发出即时警报，震慑违法分子，有效及时定位偷盗发生的管段，及时遏制损害的进一步发生。
以上所述仅为本发明实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.输油管道防偷油系统，其特征在于：包括声呐探测设备、数据回传装置、报警装置和后台预警中控系统；
所述声呐探测设备有多个，所有声呐探测设备通过不锈钢线缆和信号线缆同时依次链接，所述声呐探测设备包括处理器、声呐探测器和固定装置，所述声呐探测器用于探测液体回声和管壁回声，处理器可基于声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据，处理器还可根据后台预警中控系统的控制指令控制其固定装置动作，以将声呐探测设备固定或分离于输油管道内壁；
所述数据回传装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与声呐探测设备的处理器连接，数据回传装置用于声呐探测设备与后台预警中控系统之间、报警装置和后台预警中控系统之间的远程无线通信；
所述报警装置设置在输油管道外部，且通过信号线缆与数据回传装置连接，报警装置用于根据后台预警中控系统的控制指令进行报警动作；
所述后台预警中控系统用于从数据回传装置远程获取声呐探测设备的所述检测数据，并分析检测数据以得出控制指令，该控制指令包括向报警装置下达的现场报警控制指令和向公安发出的报警指令。
2.根据权利要求1所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：所述声呐探测设备包括链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器，多个所述链接声呐探测潜艇器与一个尾部声呐探测潜艇器依次链接，所述链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器均包括流线型主体，主体均内置有电磁阀控管壁固定装置，电磁阀控管壁固定装置与所述处理器连接，链接声呐探测潜艇器和尾部声呐探测潜艇器均外置双翼和尾部鱼鳍，其中链接声呐探测潜艇器的头部和尾部形成链接部，尾部声呐探测潜艇器的头部形成链接部而尾部形成可拆卸的收缩动力伞。
3.根据权利要求2所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：所述链接声呐探测潜艇器内置一紧急回收伞。
4.根据权利要求1所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：所述数据回传装置内置NB-IoT物联网模块，NB-IoT物联网模块通过信号线缆与声呐探测设备的处理器以及报警装置连接。
5.根据权利要求1所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：所述报警装置采用声光报警装置，其内置警报程序和警告录音。
6.根据权利要求1所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：所述后台预警中控系统包括依次连接的无线通信模块、业务管理系统、数据层、本地数据库和后台服务器，所述无线通信模块与数据回传装置进行无线通信；
所述业务管理系统包括内容管理模块、预警机制模块、公安联网模块、统计报表模块和系统日志模块；所述内容管理模块用于分析检测数据；所述预警机制模块用于根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置向报警装置发送该预警控制指令；所述公安联网模块用于根据预警控制指令向公安发出的报警信息；所述统计报表模块用于统计检测数据；所述系统日志模块用于记录业务管理系统的业务处理过程信息。
所述业务管理系统依次与数据层、本地数据库和后台服务器连接，所述数据层用于业务管理系统的数据缓存，所述本地数据库用于存储业务管理系统的本地数据，所述后台服务器用于存储业务管理系统的所有数据。
7.根据权利要求1所述的输油管道防偷油系统，其特征在于：其控制方法包括以下步骤：
步骤一、声呐探测设备发出声呐探测波，然后接收液体回声和管壁回声，声呐探测设备的处理器基于声呐定位原理对液体回声和管壁回声进行分析并判断是否出现钻孔偷油或者管壁破裂，该分析结果形成检测数据通过数据回传装置回传至后台预警中控系统；
步骤二、后台预警中控系统分析检测数据，若分析为出现钻孔偷油或者管壁破裂，则得出相应的控制指令；
步骤三、后台预警中控系统将控制指令通过数据回传装置远程发生至报警装置，报警装置执行现场报警动作，同时根据控制指令项公安发送报警信息。
8.根据权利要求7所述的输油管道防偷油系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：业务管理系统的内容管理模块分析检测数据，预警机制模块根据分析结果得出相应的预警控制指令并通过无线通信模块和数据回传装置向报警装置发送该预警控制指令，公安联网模块根据预警控制指令向公安发出的报警信息。
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