CN112733312A - 一种天然气集输管道泄漏模拟装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然气集输管道泄漏模拟装置及模拟方法。该模拟装置包括模拟管道，设有进气口、放空口和至少一个泄漏孔；供气系统；放空系统；传感器单元组，设有多个，沿模拟管道的轴向分设在泄漏孔处以及泄漏孔两侧，包括沿径向依次间隔布置的多个传感器单元环，各传感器单元环均包括环绕模拟管道周向布置的多个传感器单元，传感器单元包括温度传感器和浓度传感器的至少一个。在泄漏孔附近的空间内按照特定方式布置若干个传感器单元而在泄漏孔附近形成一个泄漏监测区域，传感器单元可根据测试需要选择温度传感器和/或浓度传感器，从而对泄漏孔附近的三维温度场和/或有毒气体扩散场进行监测，对监测技术的选择进行指导。

Description

一种天然气集输管道泄漏模拟装置及模拟方法

技术领域

本发明涉及气体泄漏扩散技术领域，具体涉及一种天然气集输管道泄漏模拟装置及模拟方法。

背景技术

复杂山地高含硫气田位于起伏山区，天然气集输管道通常需要穿越隧道及跨越河流，采用人工巡检的方式对管道泄漏进行监测、预警困难较大。管道一旦发生泄漏，不仅会造成资源浪费，而且还会威胁到管道设施的安全运行。另外，由于天然气中含有高浓度硫化氢气体，硫化氢气体为有毒气体，一旦发生泄漏，极易引起人员中毒，因此，需要对天然气集输管道进行全天候的泄漏监测，以保障高含硫气田集输管道的安全运行。现有的集输管道泄漏监测技术有很多种，不同监测技术的适用环境不同。对于复杂山地高含硫气田，集输管道泄漏的监测、评价以及预警需要综合考虑灵敏性、定位精度、响应时间、误报率、评估能力、适应能力、有效性、维护要求和费用等因素，因此，如何在众多现有泄漏监测技术中选出一种或多种能够适用于复杂山地高含硫气田集输管道泄漏监测的监测技术是摆在科技工作者面前的一个难题。

集输管道泄漏时泄漏孔附近的温度、天然气浓度、有毒气体浓度等会发生变化，管道泄漏模拟装置能够较为真实地模拟天然气泄漏时管道附近的温度、天然气浓度以及有毒气体浓度变化，进而为集输管道泄漏监测技术的选择提供参考依据。现有的管道泄漏模拟装置有很多种，但这些模拟装置大多都集中在对泄漏位置的测定、对天然气浓度的测定等方面。比如，授权公告号为CN103712755B的中国发明专利所公开的一种模拟天然气在土壤中泄漏的试验装置，该试验装置能够测定天然气泄漏时泄漏孔附近天然气的压力梯度以及泄漏过程中土壤中的天然气浓度，但不能够对泄漏孔附近的三维温度场及有毒气体扩散场进行监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气集输管道泄漏模拟装置，以实现对集输管道泄漏孔附近的三维温度场和有毒气体扩散场的至少一个进行监测；本发明还提供了一种天然气集输管道泄漏模拟方法，以监测模拟复杂山地环境下集输管道泄漏孔附近的三维温度场和有毒气体扩散场中的至少一个。

为实现上述目的，本发明天然气集输管道泄漏模拟装置的技术方案是：

天然气集输管道泄漏模拟装置包括：模拟管道，设有进气口、放空口和至少一个泄漏孔，泄漏孔设置在模拟管道的侧壁上；供气系统，与进气口相连，用于给模拟管道供气；放空系统，与放空口相连，用于在模拟试验结束后将模拟管道内的气体放出；传感器单元组，设有多个，沿模拟管道的轴向分设在泄漏孔处以及泄漏孔两侧，包括沿径向依次间隔布置的多个传感器单元环，各传感器单元环均包括环绕模拟管道周向布置的多个传感器单元，传感器单元通过安装支架固定，传感器单元包括温度传感器和浓度传感器中的至少一个，温度传感器用于检测所处位置的温度，浓度传感器用于检测所处位置的有毒气体浓度。

本发明的有益效果是：管道发生泄漏时，泄漏孔附近空间内的温度及有毒气体浓度变化较为明显，而距离泄漏孔较远位置的温度及有毒气体浓度变化不明显，因此，在泄漏孔附近的空间内按照特定方式布置若干个传感器单元而在泄漏孔附近形成一个泄漏监测区域，传感器单元可根据测试需要选择温度传感器和/或浓度传感器，从而对泄漏孔附近的三维温度场和/或有毒气体扩散场进行监测，由此可以获得特定条件下泄漏孔附件的三维温度场和/或有毒气体扩散场，依据该获得数据来选取对应的监测技术，对监测技术的选择进行指导。

进一步地，多个传感器单元组中的其中一个位于泄漏孔所在截面，其余的沿着模拟管道的轴向关于泄漏孔对称分布。传感器单元组对泄漏孔附近区域的覆盖更全面，测试结果更可靠。

进一步地，位于泄漏孔一侧的相邻两个传感器单元组之间的距离沿背向泄漏孔的方向逐渐变大。距离泄漏孔越近，温度及有毒气体浓度变化越明显，距离泄漏孔越远，温度及有毒气体浓度变化越不明显，基于这样的变化过程，使位于泄漏孔一侧的相邻两个传感器单元组之间的距离沿背向泄漏孔的方向逐渐变大，能够在保证测试结果的基础上减少传感器单元组的数量，进而节约测试成本。

进一步地，同一传感器单元环的传感器单元中，位于泄漏孔所在侧的数量大于另一侧的数量。泄漏孔所在侧的温度、有毒气体浓度变化相较于泄漏孔背侧更明显，因此，传感器单元在泄漏孔所在侧布置较密，而在泄漏孔背侧布置较为稀疏，这种布置方式能够对有限的传感器单元进行更充分的利用，更多的获取泄漏孔所在侧的温度和/或有毒气体浓度数据。

进一步地，所述泄漏孔设有多个且周向均布。管道在实际使用过程中任何位置都有可能发生泄漏，通过在管道上设置多个相位不同的泄漏孔能够分析不同泄漏位置对泄漏孔附近的温度场和/或有毒气体扩散场分布的影响。

进一步地，泄漏孔上可拆连接有气嘴，模拟装置包括多组所述气嘴，各组气嘴的过流截面形状不同。可通过更换气嘴分析不同形状的过流截面对泄漏孔附近的温度场和/或有毒气体扩散场分布的影响。

进一步地，泄漏孔处还设有用于监测气体泄漏量的流量计。通过流量计实时监测气体泄漏量，保证模拟试验过程安全进行。

进一步地，传感器单元包括所述温度传感器和所述浓度传感器，位于同一传感器单元环上的温度传感器和浓度传感器沿模拟管道的周向交替布置。可同时对泄漏孔附近的三维温度场和有毒气体扩散场进行监测，节约测试时间及测试成本。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟方法的技术方案是：

将模拟装置中的模拟管道放入土壤中或将模拟管道两端支撑放置，通过供气系统向模拟管道中供气，使模拟管道内保持在设定的压力环境下，通过传感器单元获得对应的温度和/或有毒气体浓度值，持续设定时间后停止供气并通过放空系统进行放空。

有益效果：通过将模拟管道置于土壤中或两端支撑放置，能够实际模拟集输管道的使用环境，由此获得的数据更加贴近实际应用，采集的数据能够用于指导管道气体泄漏监测方案的选择与设计，比如用于指导选择光纤的型号以及布设方式等。

进一步地，当对多个泄漏孔依次进行试验时，在前次试验完成后将模拟管道由土壤中取出，更换泄漏孔后再次放入土壤中进行试验。

附图说明

图1为本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例1的结构示意图；

图2为图1中A-A处剖视图；

图3为泄漏孔径选择时的原理图；

图中：1-模拟管道；2-泄漏孔；3-气嘴；4-安装支架；5-浓度传感器；6-数据导线；7-浓度数据采集仪；8-温度计；9-压力计；10-放空管路；11-弹簧全启密闭式高压安全阀；12-节流截止放空阀；13-钢法兰球阀；14-放空口；15-温度传感器；16-安全控制器；17-温度数据采集仪；18-高压气瓶；19-供气管路；20-第一钢法兰闸阀；21-钢法兰角式截止阀；22-第二钢法兰闸阀；23-进气口；24-流量计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例1：

如图1至图3所示，包括模拟管道1、供气系统以及放空系统，模拟管道1采用与实际工况条件下的集输管道材质相同的密闭管段，以增加模拟试验与现场工况的吻合度和试验结果的可信度。模拟管道1的一端开设有进气口23，另一端开设有放空口14，供气系统与进气口23相连，用于给模拟管道1供气；放空系统与放空口14相连，用于在模拟试验结束后将模拟管道1内的气体快速放出。模拟管道1的侧壁上沿轴向依次间隔开设有三组泄漏孔2，相邻两组泄漏孔2之间的间距为两米，每组泄漏孔2均包括一个泄漏孔2。考虑到集输管道实际使用过程中任何位置都有可能发生泄漏，为了能够模拟更多泄漏位置的泄漏情况，使模拟管道1上的全部泄漏孔2周向均布，从而使任意两个泄漏孔2的相位均不相同。

各泄漏孔2的两侧沿模拟管道1的轴向间隔分设有多个传感器单元组，其中一个传感器单元组位于泄漏孔2所在截面，其余的传感器单元组关于泄漏孔2对称分布。位于泄漏孔2一侧的相邻两个传感器单元组之间的距离沿背向泄漏孔2的方向越来越大。各传感器单元组均包括沿径向依次间隔布置的多个传感器单元环，如图2所示，同一传感器单元组的相邻两个传感器单元环之间的距离沿径向向外的方向越来越大。各传感器单元环均包括环绕模拟管道1周向均布的多个传感器单元，传感器单元通过安装支架4固定，安装支架4为环形支架。传感器单元包括温度传感器15和浓度传感器5，多个温度传感器15和多个浓度传感器5沿着周向交替布置，温度传感器15用于检测所处位置的温度，浓度传感器5用于检测所处位置的有毒气体浓度。各温度传感器15均通过数据导线6与温度数据采集仪17连接，各浓度传感器5均通过数据导线6与浓度数据采集仪7连接。

由于泄漏孔附近区域温度及有毒气体浓度变化较为明显，而泄漏孔背侧受影响较小，因此，在具体布置传感器时，在泄漏孔所在侧布置较密，在泄漏孔背侧布置得相对稀疏。

各泄漏孔2上可拆连接有气嘴3，模拟装置包括多组气嘴3，各组气嘴3的过流截面形状不同，包括方形、圆形、裂纹状等，在试验过程中，可根据实际工况条件选择不同位置的泄漏孔2，选择过流截面形状不同的气嘴3来分析不同泄漏位置及不同泄漏方式对泄漏孔2周围温度场和有毒气体扩散场分布的影响。各泄漏孔2处还设有用于检测该泄漏孔2气体泄漏量的流量计24和安全控制器16。模拟管道1上在靠近出气口的位置设有温度计8和压力计9，以检测模拟管道1内的温度和压力。

供气系统包括供气管路19，供气管路19上依次串联有高压气瓶18、压力计9、温度计8、内螺纹截止阀、第一钢法兰闸阀20、钢法兰角式截止阀21以及第二钢法兰闸阀22。放空系统包括放空管路10，放空管路10包括两条并联的放空支路，其中一条放空支路上连接有弹簧全启密闭式高压安全阀11，另一条放空支路上依次串联有钢法兰球阀13和节流截止放空阀12。

本发明中的压力计9、温度计8、流量计24、温度传感器15和浓度传感器5都经过数据采集仪将数据传入计算机，工作人员在电脑上对模拟管道1泄漏孔2周围温度场和有毒气体扩散场分布规律进行分析研究。模拟管道1可根据实际工况条件调整其埋地深度、倾斜度和形状。

本发明既可以用于研究低压、高压不含硫化氢干气管道泄漏，也可以用于研究低压、高压含硫化氢湿气管道泄漏，还可以用于研究不同压力不同气体组分管道泄漏，具有多用性。通过布设温度传感器，可以测得不同工况下管道气体泄漏后对周围环境温度的影响，建立实际温度场模型，为管道气体泄漏监测方案的选择、设计提供依据。同理，通过布设浓度传感器，也可以测得不同工况下管道气体泄漏后有毒气体扩散对周围环境的影响，建立实际有毒气体扩散场模型，为管道气体泄漏监测方案的选择、设计提供依据。

比如，本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置可以完成分布式光纤管道泄漏监测技术的光纤选型及布设方案的制定，通过试验记录不同泄漏压力、泄漏孔径下泄漏孔附近的温度变化和有毒气体浓度变化，由于不同型号光纤的灵敏度及辐射范围不同，可根据这些试验数据选择光纤型号及布设方式，以达到全面覆盖的目的。

下面对试验过程中管道压力、泄漏孔径的选择以及温度传感器、浓度传感器测试环境搭建作详细介绍：

(1)管道压力的选择

集输管道天然气输送压力范围一般为4MPa～12Mpa，气体输送压力越小，产生泄漏时的气体泄漏越慢，泄漏量越小，对外部环境温度的影响就越小，反之越大。为摸清实际工况下天然气泄漏能够导致温度变化最快及最慢的情况，选择4MPa、12MPa两个极限压力作为试验压力。同时，考虑到高含硫气田现场8MPa输送压力较为常见，添加8MPa作为试验压力之一。最终选择4MPa、8MPa、12MPa三个压力作为主要试验压力。

(2)泄漏孔径的选择

管道的泄漏量是由泄漏孔径与泄漏孔两侧的压比决定的，以过流截面为圆形的泄漏孔为例进行说明，如图3所示：

定义集输管道天然气输送压力为P1，管道外环境压力为P2，泄漏孔直径为d。

当管道外与管道内的压力比

时，泄漏孔内的流动为亚临界流，其泄漏量q_m可以具体表示为：

式中：

κ——天然气泄漏时的等熵指数，取1.25；

P₁——天然气输送压力，Pa；

P₂——管道外环境压力，Pa；

ρ₁——天然气的输送密度，kg/m3；

d——泄漏孔的直径，m。

当

时，泄漏孔内的流动为临界流，其泄漏量可以具体表示为：

根据天然气的状态方程，可知管道内天然气的输送密度为：ρ₁＝ZP₁R/MT₁。

式中：

Z——天然气的压缩因子，0.83；

R——摩尔气体常数，一般取8.314J/(mol·K)；

M——天然气的相对分子质量，取0.01604kg/mol；

T₁——天然气输送温度，298.15K(25℃)。

由于现场条件限制，无法保证长时间持续漏气，泄漏孔径小于1㎜时短时间泄漏无法导致周围环境温度产生明显变化，泄漏孔径大于10㎜时一方面气瓶气量不够，另一方面在高压条件下存在爆管危险，因此，通过理论计算，结合现场可提供的气瓶气量，选择1mm，3mm，5mm，7mm，10mm共五个孔径进行泄漏试验。

由以上公式求得不同泄漏孔径及天然气输送压力下每分钟的泄漏量，如下表所示，从而为高压气瓶的型号选择提供参考。

(3)温度场监测系统搭建

分别在泄漏孔所在截面、泄漏孔左右两侧10cm、30cm、60cm、110cm、160cm、210cm处共13个截面设置温度传感器，每个截面上分别在距离模拟管道表面10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、80cm的圆周进行传感器布设。每个圆周上均布有若干个温度传感器，同一圆周上的温度传感器构成一个传感器单元环，同一截面上的传感器单元环构成一个传感器单元组，由此建立温度场监测系统。

(4)有毒气体扩散场监测系统搭建

与温度场监测系统的搭建方式相同，浓度传感器与温度传感器在安装支架上交替布置。

高含硫气田实际应用中，天然气集输管道包括埋地管道，下面对埋地管道的模拟试验现场布置进行详细说明。

埋地管道的模拟试验现场布置：

(1)基坑开挖

确定埋地管道泄漏监测现场实验点具体位置，根据埋地管道开挖安全距离和环境影响相关要求，在高含硫气田某条埋地管道的附近进行基坑开挖，在试验区按照现场要求布置好高压气瓶，并将供气管路与高压气瓶连接，将压力表、流量计、阀门等配套组件连接到供气管路上，将弹簧全启密闭式高压安全阀、钢法兰球阀和节流截止放空阀连接到放空管路上。

(2)进气口、放空口、泄漏孔设计

根据实际工况条件，在模拟管道上开设进气口和放空口，将供气系统与进气口连接，将放空系统与放空口连接。在进气口和放空口之间的模拟管道上选择不同位置开设多个泄漏孔，各泄漏孔处分别安装过流截面形状不同的气嘴、安全控制器及流量计。

(3)埋地管道现场泄漏测试试验

第一步：将安装支架固定到模拟管道上，将温度传感器、浓度传感器按照图2所示固定到安装支架上；

第二步：将模拟管道、安装支架、温度传感器、浓度传感器一起下入预先挖掘好的土坑内，模拟管道的规格、埋深与现场管道的规格、埋深相同。下入前，将泄漏孔上连接的阀门开启，将温度传感器、浓度传感器相连的全部数据导线引出坑外并接入20m外沟渠中的主机上，确保测试状态正常；

第三步：将模拟管道、安装支架、温度传感器、浓度传感器等用土回填并压实；调试主机，确保正常监视状态，准备开始进行泄漏试验；

第四步：开启内螺纹截止阀，通过调节阀门开度调节高压气瓶的天然气泄漏量，虽然泄漏孔上连接的阀门处于开启状态，但是泄漏量有限，模拟管道内的压力很快就达到了设定值，待稳定后打开温度传感器和浓度传感器进行检测；

第五步：对温度传感器、浓度传感器、数据采集仪等进行信号检测和调试，设置好实时采集、数据存储及远程通讯等功能；

第六步：从泄漏孔径为1mm、管道压力为4Mpa开始进行第一组漏气试验，试验过程中观察系统监视状态，记录相应数据。第一组试验完成后，等待12h～24h，待土壤温度恢复正常状态后进行第二组漏气试验，依次类推，直到完成全部试验。由于管道起下操作十分麻烦，因此，对同一泄漏孔径依次进行三组管道压力不同的漏气试验，待同一泄漏孔径对应的三组漏气试验全部完成后，将管道挖出，改变泄漏孔径，然后进行下组试验；

第七步：全部试验结束后，将模拟管道、安装支架、温度传感器、浓度传感器等全部挖出。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例2：

实施例1中的天然气集输管道为埋地管道，本实施例中的天然气集输管道为跨越式管道，下面针对跨越式管道的模拟试验现场布置进行详细说明。应当说明的是，本实施例中所用的模拟装置与实施例1中的一致。

跨越式管道的模拟试验现场布置：

(1)跨越式管道布设

确定跨越式管道泄漏监测现场实验点具体位置，根据管道布设安全距离和环境影响相关要求，在高含硫气田进行跨越式模拟管道布设。在试验区按照现场要求布置好高压气瓶，并将供气管路与高压气瓶连接，将压力表、流量计、阀门等配套组件连接到供气管路上，将弹簧全启密闭式高压安全阀、钢法兰球阀和节流截止放空阀连接到放空管路上。

(2)进气口、放空口、泄漏孔设计

根据实际工况条件，在模拟管道上开设进气口和放空口，将供气系统与进气口连接，将放空系统与放空口连接。在进气口和放空口之间的模拟管道上选择不同位置开设多个泄漏孔，各泄漏孔处分别安装过流截面形状不同的气嘴、安全控制器及流量计。

3)跨越式管道现场泄漏测试试验

第一步：将安装支架固定到模拟管道上，将温度传感器、浓度传感器按照图2所示固定到安装支架上；将温度传感器、浓度传感器相连的全部数据导线接入20m外的主机上，确保测试状态正常；

第二步：调试主机，确保正常监视状态，准备开始进行泄漏试验；

第三步：开启内螺纹截止阀，通过调节阀门开度调节高压气瓶的天然气泄漏量；

第四步：对温度传感器、浓度传感器、数据采集仪等进行信号检测和调试，设置好实时采集、数据存储及远程通讯等功能；

第五步：从泄漏孔径为1mm、管道压力为4Mpa开始进行第一组漏气试验，试验过程中观察系统监视状态，记录相应数据。第一组试验完成后，等待12h～24h，待泄漏孔周围温度恢复正常状态后改变管道压力为8Mpa进行第二组漏气试验，待同一泄漏孔径对应的三组不同管道压力漏气试验全部完成后，改变泄漏孔径，然后进行下组试验，直到全部试验结束。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例3：

上述实施例中，安装支架上同时布设有温度传感器和浓度传感器，可同时监测泄漏孔附近的温度变化和有毒气体浓度变化。本实施例中，针对于以下两种情况，传感器进行改变：如果仅需要监测泄漏孔附近的温度变化，也可以仅布设温度传感器。同理，如果仅需要监测泄漏孔附近的有毒气体浓度变化，也可以仅布设浓度传感器。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例4：

上述实施例中，多个泄漏孔沿着模拟管道的轴向间隔，且沿着周向均布，使得多个泄漏孔的相位不同。本实施例中，可以将各泄漏孔开设在模拟管道的同一轴向截面上。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例5：

上述实施例中，泄漏孔设有多个且周向均布。本实施例中，各泄漏孔相位不同但不要求周向均布。泄漏孔也可以仅设一个。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例6：

上述实施例中，泄漏孔分为多组，位于同一截面上的泄漏孔属于同一组，各组泄漏孔沿模拟管道轴向依次间隔布置。本实施例中，如果模拟管道长度较短，也可以仅设一组泄漏孔，即仅在模拟管道的一个截面上设置泄漏孔。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例7：

上述实施例中，泄漏孔上可拆连接有气嘴，模拟装置包括多组气嘴，通过更换气嘴可以分析不同形状的过流截面对泄漏孔附近的温度场和/或有毒气体扩散场分布的影响。本实施例中，如果不需要研究不同形状的过流截面对泄漏孔附近的温度场和/或有毒气体扩散场分布的影响，模拟装置也可以仅设一组气嘴，气嘴可以可拆或不可拆的连接在泄漏孔上。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例8：

上述实施例中，传感器单元组中的其中一个位于泄漏孔所在截面，其余的关于泄漏孔对称分布，这只是一种优选的布置方式，本实施例中，将传感器单元组分设在泄漏孔两侧，但不要求对称分布。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例9：

上述实施例中，位于泄漏孔一侧的相邻两个传感器单元组之间的距离沿背向泄漏孔的方向越来越大，目的是在保证测试结果的基础上减少传感器单元组的数量，节约测试成本。本实施例中，位于泄漏孔同一侧的任意相邻两个传感器单元组之间的距离相等。

本发明的天然气集输管道泄漏模拟装置的具体实施例10：

上述实施例中，同一传感器单元组的全部传感器单元环中除距离泄漏孔最远的一个之外，任意相邻两个传感器单元环之间的距离都相等。本实施例中，使同一传感器单元组的相邻两个传感器单元环之间的距离沿径向向外的方向越来越大。

本发明还提供了一种天然气集输管道泄漏模拟方法，该模拟方法所使用的天然气集输管道泄漏模拟装置在上述各实施例中已经详细记载，此处不再重复描述。该模拟方法在实施时将模拟装置中的模拟管道放入土壤中或将模拟管道两端支撑放置，通过供气系统向模拟管道中供气，使模拟管道内保持在设定的压力环境下，通过传感器单元获得对应的检测数值，持续设定时间后停止供气并通过放空系统进行放空。当对多个泄漏孔依次进行试验时，在前次试验完成后将模拟管道由土壤中取出，更换泄漏孔后再次放入土壤中进行下次试验。

Claims (10)

1.一种天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，包括：

模拟管道，设有进气口、放空口和至少一个泄漏孔，泄漏孔设置在模拟管道的侧壁上；

供气系统，与进气口相连，用于给模拟管道供气；

放空系统，与放空口相连，用于在模拟试验结束后将模拟管道内的气体放出；

传感器单元组，设有多个，沿模拟管道的轴向分设在泄漏孔处以及泄漏孔两侧，包括沿径向依次间隔布置的多个传感器单元环，各传感器单元环均包括环绕模拟管道周向布置的多个传感器单元，传感器单元通过安装支架固定，传感器单元包括温度传感器和浓度传感器中的至少一个，温度传感器用于检测所处位置的温度，浓度传感器用于检测所处位置的有毒气体浓度。

2.根据权利要求1所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，多个传感器单元组中的其中一个位于泄漏孔所在截面，其余的沿着模拟管道的轴向关于泄漏孔对称分布。

3.根据权利要求2所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，位于泄漏孔一侧的相邻两个传感器单元组之间的距离沿背向泄漏孔的方向逐渐变大。

4.根据权利要求1或2或3所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，同一传感器单元环的传感器单元中，位于泄漏孔所在侧的数量大于另一侧的数量。

5.根据权利要求1或2或3所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，所述泄漏孔设有多个且周向均布。

6.根据权利要求1或2或3所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，泄漏孔上可拆连接有气嘴，模拟装置包括多组所述气嘴，各组气嘴的过流截面形状不同。

7.根据权利要求1或2或3所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，泄漏孔处还设有用于监测气体泄漏量的流量计。

8.根据权利要求1或2或3所述的天然气集输管道泄漏模拟装置，其特征是，传感器单元包括所述温度传感器和所述浓度传感器，位于同一传感器单元环上的温度传感器和浓度传感器沿模拟管道的周向交替布置。

9.一种天然气集输管道泄漏模拟方法，其特征是，将模拟管道放入土壤中或将模拟管道两端支撑放置，通过供气系统向模拟管道中供气，使模拟管道内保持在设定的压力环境下，通过传感器单元获得对应的温度和/或有毒气体浓度值，持续设定时间后停止供气并通过放空系统进行放空。

10.根据权利要求9所述的天然气集输管道泄漏模拟方法，其特征是，当对多个泄漏孔依次进行试验时，在前次试验完成后将模拟管道由土壤中取出，更换泄漏孔后再次放入土壤中进行试验。

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