CN112145975B - 一种辅助输气管道积液判断的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气管线辅助检测装置，特别涉及一种辅助输气管道积液判断的检测装置及检测方法，所述检测装置包括竖直设置在输气管道一侧的积液检测导管，所述积液检测导管底端通过连通管与输气管道的底部连通，顶端通过连通管与输气管道连通，使所述输气管道和积液检测导管组合形成密封连通的连通器结构，所述积液检测导管外设置有标识件，所述积液检测导管内设置有浮子，所述标识件与浮子磁性连接，实现积液检测导管内液面高度的可视化显示，装置结构简单，检测结果准确，同时，由于积液检测导管与输气管道之间具有一定的距离，保证检测过程的安全性，实现输气管道的积液程度的简单、准确、安全的检测，为输气管道清管作业提供有力的数据支持。

Description

一种辅助输气管道积液判断的检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及天然气管线辅助检测装置，特别涉及一种辅助输气管道积液判断的检测装置及检测方法。

背景技术

天然气开采过程中，地层中的水会随着天然气被携带至地面以上，虽然地面处理设备中设置有专用的气水分离装置，但是，由于天然气中具有不同相态的水，其中呈气态的水分会随着天然气一起进入天然气的输送管线内，在输送管线内逐渐的汇聚，形成积液，当积液达到一定程度，管道内输送压力会不断上升，直接影响输送管线对天然气的正常运输，影响上游气井的正常生产，所以，需要根据管道的积液情况，定期对管线进行清管作业处理。

现有的天然气输送管线上，主要利用站内管线末端压力，结合fluent等软件对管线中多向流的流型进行模拟计算，进而得到模拟的管线内部的积液情况，根据得到的模拟结果建立清管方案，但是，由于管线内压力值并不稳定，且无规律性，一个采气场站的管线数量较多，每条管线内由于积液情况的不同，压力值也相应存在差异，不能对每一条管线均进行积液计算，另外，不同计算模型的选择也会产生不同分析结果，导致计算得到的积液情况与管线内的实际积液情况存在较大误差，在实际清管作业中不能切实指导相关工作，在日常气田开发管理过程中也难以针对管线积液开展实时跟踪，确保从源头解决积液问题。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有的天然气输送管线上采用模拟方式计算管线内部的积液情况，不能对每一条管线均进行积液计算，且分析结果与实际积液情况存在较大误差，影响清管作业进行的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有的天然气输送管线上采用模拟方式计算管线内部的积液情况，不能对每一条管线均进行积液计算，且分析结果与实际积液情况存在较大误差，影响清管作业进行的技术问题，提供了一种辅助输气管道积液判断的检测装置及检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种辅助输气管道积液判断的检测装置，包括竖直设置在输气管道一侧的积液检测导管，所述积液检测导管底端通过连通管与输气管道的底部连通，顶端通过连通管与输气管道连通，使所述输气管道和所述积液检测导管组合形成密封连通的连通器结构，所述积液检测导管外设置有标识件，所述积液检测导管内设置有浮子，所述标识件与所述浮子磁性连接。

本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，通过由积液检测导管和输气管道组合形成的密封连通的连通器结构，使得积液检测导管与输气管道中的液面高度相同，使通过磁性连接的标识件与浮子相互作用，实现积液检测导管内液面高度的可视化显示，检测结果更直观准确，同时，由于积液检测导管与输气管道之间具有一定的距离，使得检测过程不会给天然气管道造成影响，保证检测过程的安全性，使通过该结构的检测装置，实现对采输场站的各条管线的积液情况的分别检测，使检测结果真实反映各条管线的实际积液情况，保证分析结果的准确，为气井的维护措施提供准确的数据支持。

作为本发明的优选方案，所述浮子为磁性片，所述标识件为导电金属片。通过磁性片和导电金属片的磁性连接，较容易的实现浮子与标识件的同步移动，使标识件在积液检测导管外显示积液检测导管内的液面高度。

作为本发明的优选方案，还包括由第一导电线和第二导电线组合形成的导电线路，所述第一导电线和第二导电线竖直设置，且均处于绷直状态，所述标识件分别与所述第一导电线和第二导电线滑动连接，形成闭环检测回路。通过标识件与所述第一导电线和第二导电线导电接触并滑动连接，使形成由第一导电线、第二导电线和标识件组合而成的闭环检测回路，随着标识件的升高和降低，闭环检测回路的电阻值由于接入导电线的长度变化而变化，使得可通过对闭环检测回路加载电压，产生电流信号，检测电压或电流的变化情况，进而得到标识件位置的变化情况，实现通过该闭环检测回路对液面高度的检测，同时，对于输气管道而言，由于输气管道内由于气液两相流的影响，积液程度是非固定且无规律的，较短时间内，积液的变化情况也可能非常的微弱，而通过电信号的方式实现对积液的高精度监测，可较精确直观的反映出积液的变化情况，实现对输气管道积液程度的准确直观检测，为输气管道清管作业和采输气管道工艺优化提供了有力的数据支持。

作为本发明的优选方案，所述闭环检测回路上设置有电源。通过设置电源实时对闭环检测回路进行电压加载，实现通过闭环检测回路对输气管道积液程度的实时检测，实现对输气管道积液程度的持续监控。

作为本发明的优选方案，所述闭环检测回路连接有检测机构，所述检测机构用于检测所述闭环检测回路中的电流值和/或电压值。通过设置检测机构实时检测闭环检测回路上的参数值，进一步方便通过闭环检测回路对输气管道积液程度的实时监控。

作为本发明的优选方案，还包括有用以对所述检测机构测得的数据进行处理的数据处理装置，所述数据处理装置与所述检测机构通信连接。通过数据处理装置实现对检测机构采集参数值的实时统计分析，实现参数值的远程实时记录，使液位检测过程更方便快捷。

作为本发明的优选方案，所述积液检测导管外侧表面设置有绝缘保护层。提高积液监测导管的防护效果，保证积液检测过程的安全性。

作为本发明的优选方案，所述积液检测导管外设置有防护罩。所述防护罩将所述第一导电线、第二导电线和标识件限制在所述防护罩内，避免外界环境影响标识件的移动，进一步保证检测结果的准确。

作为本发明的优选方案，所述防护罩与所述液检测导管之间设置有容纳腔，所述容纳腔内灌装有非导电液体，所述标识件设置在所述容纳腔内。通过将标识件设置在灌装有非导电液体的容纳腔内，使得液体的浮力减少标识件受到自身的重力的影响，提高磁性片与标识件之间的关联作用，减少重力带来的相对误差，能够确保积液检测导管内的磁性片带动标识件发生位置改变，并实现标识片的准确定位。

本发明还公开了一种辅助输气管道积液判断的检测方法，采用如上所述的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，并包括如下步骤：步骤1：建立连通器结构：将积液检测导管通过连通管与输气管道连通，形成连通器结构；步骤2：建立闭环检测回路：将所述标识件与所述第一导电线和第二导电线导电连接，形成闭环检测回路；步骤3：建立基础参数表格：调整标识件的位置，通过检测机构检测闭环检测回路中的电流值和/或电压值，建立参数对照表格；步骤4：实时检测：通过电源向所述闭环检测回路加载电压，通过检测机构实时检测所述闭环检测回路中的电流值和/或电压值；步骤5：数据统计和显示：通过数据处理装置记录分析步骤4测得数据参数，与步骤3建立的参数对照表格进行对比，得到积液检测导管内的积液高度。

本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测方法，通过采用上述的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，使得可通过电信号方式简单、准确、安全的检测得到输气管道的积液变化情况，为输气管道清管作业提供有力的数据支持。

综上所述，本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测装置的有益效果是：

1、通过由积液检测导管和输气管道组合形成的密封连通的连通器结构，使得积液检测导管与输气管道中的液面高度相同，使通过磁性连接的标识件与浮子相互作用，实现积液检测导管内液面高度的可视化显示，检测结果更直观准确；

2、由于积液检测导管与输气管道之间具有一定的距离，使得检测过程不会给天然气管道造成影响，保证检测过程的安全性；

3、实现对采输场站的各条管线的积液情况的分别检测，使检测结果真实反映各条管线的实际积液情况，保证分析结果的准确，为气井的维护措施提供准确的数据支持；

本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测装置其他实施方式的有益效果是：

通过电信号的方式实现对积液高度的检测，可较精确直观的反映出积液的微弱变化情况和积液过程的形成，实现对输气管道积液程度的准确直观检测，为输气管道清管作业和采输气管道工艺优化提供了有力的数据支持；

本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测方法的有益效果是：

通过采用上述的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，使得可通过电信号方式简单、准确、安全的检测得到输气管道的积液变化情况，为输气管道清管作业提供有力的数据支持。

附图说明

图1是本发明的一种辅助输气管道积液判断的检测装置的结构示意图；

图2是实施例2中所述一种辅助输气管道积液判断的检测装置的结构示意图；

图3是实施例3中所述一种辅助输气管道积液判断的检测装置的结构示意图；

图4是实施例4中所述一种辅助输气管道积液判断的检测方法的流程示意图。

附图标记

1-输气管道，11-接地线，2-积液检测导管，21-限位板，22-限位杆，3-连通管，4-浮子，5-标识件，6-闭环检测回路，61-第一导电线，62-第二导电线，63-限位挂钩，7-检测机构，8-数据处理装置，9-绝缘保护层，10-防护罩，101-容纳腔，102-非导电液体。

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，以下结合附图及具体实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，一种辅助输气管道积液判断的检测装置，包括竖直设置在水平输气管道1一侧的积液检测导管2，所述积液检测导管2顶端通过连通管3与输气管道1连通，所述积液检测导管2底端通过连通管3与水平输气管道1的底部连通，所述连通管3均通过焊接的方式与输气管道1和所述积液检测导管2密封连接，使所述输气管道1和所述积液检测导管2组合形成密封状态的连通器结构，所述积液检测导管2外设置有标识件5，所述积液检测导管2内设置有浮子4，所述浮子4为磁性片，所述标识件5为导电金属片，所述标识件5与所述浮子4磁性连接。

本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，为了保证输气管道1的正常安全工作，优选采用金属材料制备所述积液检测导管2，在所述积液检测导管2内设置限位杆22，所述限位杆22沿积液检测导管2的中心轴线方向竖直设置，在限位杆22上套设带有磁力的磁性片作为浮子4，且该磁性片可漂浮在积液检测导管2内的液面上，在积液检测导管2外设置与该磁性片磁性连接的导电金属片作为标识件5，使所述浮子4移动时，该导电金属片相应的移动，通过该导电金属片标识积液检测导管2内的液面位置，由于连通器原理，输气管道1中的积液液面高度与积液检测导管2中的液面高度相同，使得根据导电金属片在积液检测导管2上的位置即可清楚判断输气管道1内的积液程度，有利于为气井的维护措施提供准确的数据支持，同时，由于积液检测导管2与输气管道1之间具有一定的距离，使得检测过程不会给天然气管道造成影响，保证检测过程的安全性，本实施例优选在采输场站内的水平设置的输气管道1上设置该检测装置，使通过检测装置实时显示每一条水平输气管道1内的实际积液情况，为采输场站对输气管道1的清管作业提供直观的数据支持，装置结构简单，设置较方便，检测结果更准确，减少了模型计算过程，提高了工作效率。

实施例2

如图1-2所示，本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，结构与实施例1相同，区别在于：还包括由第一导电线61和第二导电线62组合形成的导电线路，所述第一导电线61和第二导电线62竖直设置，且均处于绷直状态，所述标识件5分别与所述第一导电线61和第二导电线62滑动连接，形成闭环检测回路6，所述闭环检测回路6上设置有电源，所述闭环检测回路6连接有检测机构7，所述检测机构7用于检测所述闭环检测回路6中的电流值和/或电压值。

本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，优选在积液检测导管2外侧设置第一导电线61和第二导电线62，将第一导电线61和第二导电线62竖直设置，且设置为绷直状态，采用导电金属片作为标识件5，使标识件5套设在积液检测导管2上，并与所述积液检测导管2外测表面之间留有间隙，将第一导电线61和第二导电线62穿过导电金属片，确保标识件5与第一导电线61和第二导电线62的导电接触，形成闭环检测回路6，通过电源为闭环检测回路6加载电压，采用电流表和电压表组合作为检测机构7，分别检测闭环检测回路6的电流值和电压值，使通过磁性关联和电信号传输的方式组合，实现对浮子位置的检测，实现对积液微弱变化的高精度监测，同时，为了确保该检测装置的电磁结构在采输场站的安全使用，避免产生电磁场而产生电流，造成采输场站的安全风险，在输气管道1上设置有接地线11，增加了该检测装置在采输场站使用的安全保障。

如图1-2所示，本实施例还在积液检测导管2顶部设置了限位板21，限制第一导电线61和第二导电线62的位置，使标识件5与第一导电线61和第二导电线62稳定接触，而不会与积液检测管道2贴合，并在所述第一导电线61和第二导电线62底端设置有用于防止标识件5与导电线脱离连接的限位挂钩63，保证标识件5的上下移动方向，当所述标识件5移动时，由第一导电线61、第二导电线62和标识件5组成的闭环检测回路6中接入的导电线长度会相应的改变，使得闭环检测回路6上的电阻值产生变化，当所述电源加载相同大小的电压值时，闭环检测回路6上的电流值变化，通过电流值的变化情况，实现对输气管道1内的积液程度的判断，检测方式简单，装置结构简单，使通过电信号的变化情况，直观反映输气管道1内积液的不同程度的变化情况，为清管作业和采输工艺的优化提供直观有力的数据支持，另外，本实施例优选采用厚度小于0.5mm的强磁性低密度磁性材料制备的磁性片制备浮子4，采用与磁性片厚度相近的铁片作为标识件5，将磁性片嵌入设置在可漂浮在液面上的浮子4内，形成带磁性片的浮子4，使设置了磁性片的浮子4能够漂浮在积液液面上，且确保磁性片与积液液面齐平，标识片5和磁性片分别位于积液检测管道2内外的相同高度上，由于输气管道1内积液高度的变化比较微弱，通过采用厚度较小的磁性片和铁片，有利于更准确的通过电信号的方式测得磁性片的位置变化情况，进而得到积液高度的微弱变化情况，使检测结果更精确，其中，优选采用N48H高性能烧结NdFeB永磁材料制备所述磁性片。

优选的，还包括有用以对所述检测机构7测得的数据进行处理的数据处理装置8，所述数据处理装置8与所述检测机构7通信连接。本实施例优选所述数据处理装置8为电脑，通过电脑与检测机构7的通信连接，实现对检测机构7采输参数值的远程实时记录和计算，实现对输气管道1内无规律、非固定、变化微弱的积液变化程度的实时监控。

优选的，所述积液检测导管2外侧表面设置有绝缘保护层9。本实施例优选在积液检测导管2外涂覆绝缘涂料，避免标识件5与积液检测导管2意外接触而影响闭环检测回路6的检测结果，提高积液检测导管2的防护效果，保证积液检测过程的安全性和准确性。

优选的，所述积液检测导管2外设置有防护罩10。优选采用透明材料的防护罩10，所述防护罩10顶部设置有用于穿过所述第一导电线61和第二导电线62的通孔，使通过防护罩10进一步限制第一导电线61和第二导电线62与积液检测导管2之间的相对位置，保证标识件5沿积液检测导管2的中心轴线方向移动，进一步提高检测结果的准确性。

更优选，本实施例为了验证该检测装置的检测效果，以内壁半径0.04M的常规输气管道1为例，通过电源向所述闭环检测回路加载电压，其中，所述闭环检测回路6上设置的第一导电线61和第二导电线62均采用横截面积为0.00002826m²、电阻率为9.78Ω*m的铁丝，并通过手动调整所述标识件5位置，通过电流表和电压表检测闭环检测回路6上的电流值和电压值，得到检测值与输气管道1内积液程度的相互关系，并列表如下：

积液高度与闭环检测回路检测值对照表

结合以上表格，标识件5位置移动时，闭环检测回路6上的电流值和电压值相应发生变化，对于输气管道1内积液高度的微弱变化也能够通过电信号的变化程度进行直观体现，也方便通过对一段时间内的电流值变化情况的分析统计，得到标识件5的移动情况，实现对输气管道1内积液情况的实时监控和大数据分析，使该结构的检测装置能够为清管作业和采输工艺的优化提供准确、真实的数据支持。

实施例3

如图1-3所示，本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，结构与实施例2相同，区别在于：所述防护罩10与所述液检测导管2之间设置有容纳腔101，所述容纳腔101内灌装有非导电液体102，所述标识件5设置在所述容纳腔101内。

本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，优选采用非金属复合材料制备所述防护罩10，通过防护罩10与积液检测导管2的配合，在防护罩10和积液检测导管2之间形成容纳腔101，使标识件5位于灌装了非导电液体102的容纳腔101内，使非导电液体102的浮力抵消铁片的部分重力，使得磁性片与标识件5之间的相互作用力更大，提高磁性片与标识件5之间的关联作用，减少重力带来的相对误差，能够确保积液检测导管2内的磁性片带动标识件5发生位置改变，并实现标识片5的准确定位，本实施例优选采用电器绝缘油作为所述非导电液体102，通过电器绝缘油的浮力减少重力对铁片位置的影响，使铁片与浮子一起移动，同时，通过电器绝缘油提高该检测装置的防爆效果，进一步增加了该检测装置在采输场站使用的安全保障，保证检测装置在输气场站的安全使用。

实施例4

如图1-4所示，一种辅助输气管道积液判断的检测方法，采用如上所述的一种辅助输气管道积液判断的检测装置，并包括如下步骤：步骤1：建立连通器结构：将积液监测导管2通过连通管3与输气管道1连通，形成连通器结构；步骤2：建立闭环检测回路：将所述标识件5滑动设置在所述第一导电线61和第二导电线62上，形成闭环检测回路6；步骤3：步骤3：建立基础参数表格：调整标识件5的位置，通过检测机构7检测闭环检测回路6中的电流值和/或电压值，建立参数对照表格；步骤4：实时检测：通过电源向所述闭环检测回路6加载电压，通过检测机构7实时检测所述闭环检测回路6中的电流值和/或电压值；步骤5：数据统计和显示：通过数据处理装置8记录分析步骤4测得数据参数，与步骤3建立的参数对照表格进行对比，得到积液检测导管2内的积液高度。

本实施例的一种辅助输气管道积液判断的检测方法，优选预先通过电源向所述闭环检测回路6加载电压，并手动调整标识件5在闭环检测回路6上的位置，通过检测机构7实时检测闭环检测回路6上的电流值，根据该测试实验，可得到接入闭环检测回路6的导电线长度与电流值之间的关系，并得到标识件5与导电线的相对位置关系，较容易的建立原始参数表格，再组装检测装置，安装到输气管道1上，通过电源定时进行电压加载，实时对输气管道1内积液的变化情况的实时监控，使得可直观、简单、准确、安全的检测得到输气管道1的积液变化程度，为输气管道1清管作业提供有力的数据支持。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种辅助输气管道积液判断的检测方法，其特征在于：采用一种辅助输气管道积液判断的检测装置，包括竖直设置在输气管道一侧的积液检测导管，所述积液检测导管底端通过连通管与输气管道的底部连通，顶端通过连通管与输气管道连通，使所述输气管道和所述积液检测导管组合形成密封连通的连通器结构，所述积液检测导管外设置有标识件，所述积液检测导管内设置有浮子，所述浮子为磁性片，所述标识件为导电金属片，所述标识件与所述浮子磁性连接，还包括由第一导电线和第二导电线组合形成的导电线路，所述第一导电线和第二导电线竖直设置，且均处于绷直状态，所述标识件分别与所述第一导电线和第二导电线滑动连接，形成闭环检测回路，所述闭环检测回路上设置有电源，所述闭环检测回路连接有检测机构，所述检测机构用于检测所述闭环检测回路中的电流值和/或电压值，还包括有用以对所述检测机构测得的数据进行处理的数据处理装置；

并包括如下步骤：

步骤1：建立连通器结构：将积液检测导管通过连通管与输气管道连通，形成连通器结构；

步骤2：建立闭环检测回路：将所述标识件与所述第一导电线和第二导电线导电连接，形成闭环检测回路；

步骤3：建立基础参数表格：调整标识件的位置，通过检测机构检测闭环检测回路中的电流值和/或电压值，建立参数对照表格；

步骤4：实时检测：通过电源向所述闭环检测回路加载电压，通过检测机构实时检测所述闭环检测回路中的电流值和/或电压值；

步骤5：数据统计和显示：通过数据处理装置记录分析步骤4测得数据参数，与步骤3建立的参数对照表格进行对比，得到积液检测导管内的积液高度。

2.如权利要求1所述的一种辅助输气管道积液判断的检测方法，其特征在于：所述积液检测导管外侧表面设置有绝缘保护层。

3.如权利要求2所述的一种辅助输气管道积液判断的检测方法，其特征在于：所述积液检测导管外设置有防护罩。

4.如权利要求3所述的一种辅助输气管道积液判断的检测方法，其特征在于：所述防护罩与所述液检测导管之间设置有容纳腔，所述容纳腔内灌装有非导电液体，所述标识件设置在所述容纳腔内。

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