CN113958870A - 一种天然气安全输送的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气安全输送的监测装置，涉及天然气监测技术领域，将输气管道拆分成若干段，并在若干段输气管道的连接处分别布设监测管件，分段监测长距离的输气管道，通过在监测管件内设置漏气监测装置、震动监测装置、腐蚀监测装置、流量监测装置和压力监测装置，实现天然气运输过程中的漏气监测、震动监测、腐蚀监测、流量监测和压力监测，并根据监测数据，进行异常点的位置确定和异常处理。依次序控制天然气输入方向和天然气输出方向的、最靠近异常点的监控管件，最快速度的实现天然气输送的暂时阻隔，将异常段的输送管道隔离出来后，进行异常输气管道的处理和替换，避免在处理和替换过程中发生天然气的泄露，产生损失和危险。

Description

一种天然气安全输送的监测装置

技术领域

本发明涉及天然气监测技术领域，特别涉及一种天然气安全输送的监测装置。

背景技术

天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。输送天然气主要采用管路加压输送和天然气液化后油轮运输两种方式。其中管路加压输送方式采用天然气管道进行输送功能的实现。利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式。在世界管道总长中，天然气管道约占一半。

天然气管道是指将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道。输气管道可按其用途分集气管道、输气管道、配气管道等三种。①集气管道：从气田井口装置经集气站到气体处理厂或起点压气站的管道，主要用于收集从地层中开采出来未经处理的天然气。由于气井压力很高，长距离大口径目前国内压力达到12MPA，管径为50～150毫米。②输气管道：从气源的气体处理厂或起点压气站到各大城市的配气中心、大型用户或储气库的管道，以及气源之间相互连通的管道，输送经过处理符合管道输送质量标准的天然气，是整个输气系统的主体部分。输气管道的管径比集气管道和配气管道管径大，最大的输气管道管径为1420毫米。天然气依靠起点压气站和沿线压气站加压输送，管道全长可达数千公里。③配气管道：从城市调压计量站到用户支线的管道，压力低、分支多，管网稠密，管径小，除大量使用钢管外，低压配气管道也可用塑料管或其他材质的管道。

由于输气管道是处于天然气的气源处理厂和城市之间，大多位于无人区域，且由于输气管道的长度较长，因此使得输气管道的监测变的尤为艰难；基于此现有的问题，本申请提供了一种天然气安全输送的监测装置，将长距离的输气管道拆分成若干段，并在每两段输气管道的连接处布设监测管件，实现输气管道分段的漏气监测、震动监测、腐蚀监测、流量监测和压力监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气安全输送的监测装置，将长距离的输气管道拆分成若干段，并在每两段输气管道的连接处布设监测管件，实现输气管道分段的漏气监测、震动监测、腐蚀监测、流量监测和压力监测。

本发明提供了一种天然气安全输送的监测装置，包括：若干段输气管道，每相邻两段输气管道之间均安装监测管件；所述监测管件包括：

水平管件，相对的管壁之间转动安装封堵板，所述封堵板的厚度从中心到边缘逐渐减小，用于阻隔天然气的流通，所述水平管件的上表面设置通孔；

阻隔板，与活动组件连接，所述活动组件安装在靠近所述通孔的所述水平管件的管壁处，位于所述通孔两侧的所述水平管件的管壁处分别设置锁止组件，用于固定所述阻隔板，所述阻隔板表面设置流量传感器和压力传感器；

竖直管件，与所述水平管件连通，所述竖直管件竖直设置在所述通孔的上方，所述竖直管件内悬挂与所述输气管道材质相同的样片，所述竖直管件的内壁表面安装震动传感器；

液箱，设置在所述竖直管件的外部，设置连通管，所述连通管一端处于所述液箱的液面下方，另一端与所述竖直管件连通；所述液箱内设置液位传感器，所述液位传感器与控制端电连接；

控制端，分别与流量传感器、压力传感器和震动传感器电连接，所述控制端内设置蓄电池、定位装置和无线通信装置，用于与外界进行无线通信，发送位置信息和监测信息。

进一步地，所述活动组件包括：

驱动电机一；

转轴，与驱动电机一的输出轴连接，所述转轴的侧表面与所述阻隔板连接，带动所述阻隔板围绕转轴进行转动。

进一步地，所述活动组件包括：

两条平行的滑轨；

滑座，滑动安装在两条平行的滑轨之间，所述滑座与阻隔板连接；

驱动电机二，设置在滑座内部，带动所述滑座在两条平行的滑轨之间移动。

进一步地，在所述通孔两侧的所述水平管件的管壁处均设置凹槽，两个所述凹槽内分别安装所述锁止组件；所述锁止组件包括：

电机一；

锁止件，与所述电机一的转轴连接，用于固定所述阻隔板。

进一步地，所述锁止件包括：

转动件，一端与所述电机一的转轴连接；

承接件，连接在所述转动件的另一端，所述承接件与水平管件的内壁平行且存在间隙，所述间隙的尺寸大于所述阻隔板的厚度。

进一步地，所述封堵板相对的两端分别安装驱动轴，靠近所述驱动轴的所述水平管件的管壁设置驱动槽，所述驱动槽内安装驱动装置，所述驱动装置包括：

电机二；

齿轮，与所述电机二的转轴连接，并与所述驱动轴啮合。

进一步地，所述封堵板的形状与所述水平管件的内截面形状一致，所述封堵板边缘设置密封层。

进一步地，所述阻隔板的尺寸大于所述通孔的尺寸，所述阻隔板表面设置真空阀。

进一步地，所述竖直管件的顶部安装端盖，所述端盖的下表面通过伸缩杆悬挂样片。

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

本发明提供了一种天然气安全输送的监测装置，将输气管道拆分成若干段，并在若干段输气管道的连接处分别布设监测管件，分段监测长距离的输气管道，通过在监测管件内设置漏气监测装置、震动监测装置、腐蚀监测装置、流量监测装置和压力监测装置，实现天然气运输过程中的漏气监测、震动监测、腐蚀监测、流量监测和压力监测，并根据监测数据，进行异常点的位置确定和异常处理。确定监测管件的异常位置和异常原因后，依次序控制天然气输入方向和天然气输出方向的、最靠近异常点的监控管件进行输送工作的阻隔，最快速度的实现天然气输送的暂时阻隔，将异常段的输送管道隔离出来后，便于进行异常输气管道的处理和替换，避免在处理和替换过程中发生天然气的泄露，产生损失和危险。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的监测管件结构图；

图2为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的监测管件结构变化图；

图3为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的监测管件连接图；

图4为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的竖直管件结构图；

图5为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的水平管件内部结构图；

图6为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的锁止组件结构图；

图7为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的锁止件结构图；

图8为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的封堵板结构图；

图9为本发明实施例提供的一种天然气安全输送的监测装置的驱动槽结构图。

附图标记说明：1-输气管道，2-监测管件，3-水平管件，4-竖直管件，5-封堵板，6-阻隔板，7-锁止组件，8-流量传感器，9-压力传感器，10-样片，11-震动传感器，12-液箱，13-连通管，14-端盖，15-控制端，16-驱动槽，17-真空阀，701-凹槽，702-电机一，703-锁止件，7031-转动件，7032-承接件，1601-电机二，1602-齿轮，1603-驱动轴。

具体实施方式

下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

参照图1-3，本发明提供了一种天然气安全输送的监测装置，包括：若干段输气管道1，每相邻两段输气管道1之间均安装监测管件2，解决输气管道的长度较长，不易监控的问题；

监测管件2包括：

水平管件3，连接在两端输气管道1之间，相对的管壁之间转动安装封堵板5，所述封堵板5的厚度从中心到边缘逐渐减小，用于在异常情况发生时阻隔天然气的流通，进行异常输气管道1的修理和更换，未有异常情况发生时，封堵板5呈与天然气流通方向平行的状态，最低限度的影响天然气的流通，水平管件3的上表面设置通孔；

阻隔板6，与活动组件连接，活动组件安装在靠近通孔的水平管件3的管壁处，由活动组件带动阻隔板6移动，实现通孔的阻隔，阻隔水平管件3内部的天然气继续进入竖直管件4，并使用真空阀将竖直管件4中残留的天然气抽回水平管件3，位于通孔两侧的水平管件3的管壁处分别设置锁止组件7，两个锁止组件7分别用于固定处于不阻隔状态和阻隔状态的阻隔板6，避免阻隔板6在不阻隔状态下受天然气流动的影响进行晃动，也保障阻隔板6在阻隔状态下的稳定，阻隔板6表面设置流量传感器8和压力传感器9，流量传感器8是测定吸入发动机的空气流量的传感器；压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。通常由压力敏感元件和信号处理单元组成，按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。

竖直管件4，与水平管件3连通，竖直管件4竖直设置在通孔的上方，竖直管件4的顶部安装端盖14，端盖14的下表面通过伸缩杆悬挂输气管道1材质相同的样片10，样片10设置的竖直管件4内部，可以在不影响天然气输送的情况下，进行输气管道1腐蚀的测验，采用伸缩杆悬挂的方式，可以避免外物与其接触，影响腐蚀效果，并且不受水平管件3内部气流的影响而发生晃动或与管壁的剐蹭，伸缩杆的长度可以调节，工作状态时伸缩杆带动样片10置入所述水平管件3内部，伸缩杆收缩使得样片10进入竖直管件4内部，进行样片10的回收，所述伸缩杆采用电动伸缩杆，其伸缩开关设置在端盖14的外部，竖直管件4的内壁表面安装震动传感器11，设置在竖直管件4内，提高了震动监测的位置，在高度影响下，更灵敏的获知到输气管道1的震动信息；通过悬挂与输气管道同材质的样片进行输气管道的腐蚀监测，采用阻隔板隔绝水平管件和竖直管件，并用真空阀抽出竖直管件内的残留天然气，打开端盖，实现悬挂样片的取出工作，便于腐蚀结果的观测。

当需要监测腐蚀效果时，控制打开不阻隔状态下的锁止组件7，使得阻隔板6在重力作用和活动组件的带动下，覆盖在通孔的表面，然后控制另一个锁止组件7固定住阻隔板6的位置，此时的水平管件3和竖直管件4被隔绝开，控制真空阀17抽出竖直管件4内部残留的天然气，避免天然气的浪费。然后打开端盖14，取出样片10，进行腐蚀效果监测。

参照图4，在竖直管件4的外部设置液箱12，其中，液箱12内部包括：

连通管13，一端处于液箱12的液面下方，另一端与竖直管件4连通；

液位传感器，与控制端15电连接。

利用连通器的原理，通过液位传感器监测液箱12内或者连通管13内的液面变化，进行输气管道1内部气压变化的监测，当输气管道1的气压发生变动时，由于连通器原理，液面会发生变化，由液位传感器将液位变化传输至控制端15，根据液面监测结果判定液面变动原因，是否因为人为造成，若不是人为因素，则分析天然气输气管件是否发生漏气现象。

控制端15，分别与流量传感器8、压力传感器9和震动传感器11电连接，控制端15内设置蓄电池、定位装置和无线通信装置，用于与外界进行无线通信，发送位置信息和监测信息，设置各监测值的阈值，进行采集信息的异常判断。

实施例1

参照图5，活动组件安装在靠近通孔的水平管件3的管壁处，由活动组件带动阻隔板6移动，实现通孔的阻隔，阻隔水平管件3内部的天然气继续进入竖直管件4，并使用真空阀将竖直管件4中残留的天然气抽回水平管件3，位于通孔两侧的水平管件3的管壁处分别设置锁止组件7，两个锁止组件7分别用于固定处于不阻隔状态和阻隔状态的阻隔板6，避免阻隔板6在不阻隔状态下受天然气流动的影响进行晃动，也保障阻隔板6在阻隔状态下的稳定。

活动组件包括：

驱动电机一；

转轴，与驱动电机一的输出轴连接，转轴由驱动电机一带动转动，转轴的侧表面与阻隔板6连接，进而带动阻隔板6围绕转轴进行转动。转动的动作是为了实现对通孔的遮盖，并在遮盖后进行阻隔板6的位置固定，实现水平管件3和竖直管件4的间隔。

阻隔板6的尺寸大于通孔的尺寸，确保不会有天然气渗入通孔内。

作为一种优选方式，阻隔板6表面设置真空阀17。在水平管件3和竖直管件4之间分隔开后，使用真空阀17将残留在竖直管件4中残留得出天然气抽入水平管件3内，避免天然气的浪费。

实施例2

在上述实施例1的基础上，活动组件的结构还可以替代为如下结构，具体包括：

两条平行的滑轨；

滑座，滑动安装在两条平行的滑轨之间，滑座与阻隔板6连接，由滑座带动阻隔板6移动至通孔表面，进行水平管件3和竖直管件4的分隔；

驱动电机二，设置在滑座内部，带动滑座在两条平行的滑轨之间移动。

阻隔板6的尺寸大于通孔的尺寸，阻隔板6表面设置真空阀17。

实施例3

参照图5和图6，在通孔两侧的水平管件3的管壁处均设置凹槽701，两个凹槽701内分别安装锁止组件7，两个锁止组件7分别用于固定处于不阻隔状态和阻隔状态的阻隔板6，避免阻隔板6在不阻隔状态下受天然气流动的影响进行晃动，也保障阻隔板6在阻隔状态下的稳定；锁止组件7包括：

电机一702；

锁止件703，与电机一702的转轴连接，用于固定阻隔板6。

参照图7，锁止件703包括：

转动件7031，一端与电机一702的转轴连接；

承接件7032，连接在转动件7031的另一端，承接件7032与水平管件3的内壁平行且存在间隙，间隙的尺寸大于阻隔板6的厚度，用于将阻隔板6固定在管壁表面，防止阻隔不良，造成天然气的泄露。

实施例4

当监测管件确定异常位置和异常原因后，依次序控制天然气输入方向和天然气输出方向的、最靠近异常点的监控管件进行输送工作的阻隔，最快速度的实现天然气输送的暂时阻隔，将异常段的输送管道隔离出来后，进行异常输气管道的处理和替换，避免在处理和替换过程中发生天然气的泄露，产生损失和危险。

参照图8和图9，封堵板5相对的两端分别安装驱动轴1603，确保封堵板5可以填充满水平管件3的内部，靠近驱动轴1603的水平管件3的管壁设置驱动槽16，驱动槽16内安装驱动装置，驱动装置包括：

电机二1601；

齿轮1602，与电机二1601的转轴连接，并与驱动轴1603啮合。

封堵板5的形状与水平管件3的内截面形状一致，封堵板5边缘设置密封层，封堵板5的厚度从中心到边缘逐渐减小，便于在非封堵的条件下，尽可能小的较小对天然气气流的阻隔作用。

当监测管件确定异常位置和异常原因后，依次序控制天然气输入方向和天然气输出方向的、最靠近异常点的监控管件进行输送工作的阻隔，最快速度的实现天然气输送的暂时阻隔，将异常段的输送管道隔离出来后，进行异常输气管道的处理和替换，避免在处理和替换过程中发生天然气的泄露，产生损失和危险。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，包括：若干段输气管道(1)，每相邻两段输气管道(1)之间均安装监测管件(2)；所述监测管件(2)包括：

水平管件(3)，相对的管壁之间转动安装封堵板(5)，所述封堵板(5)的厚度从中心到边缘逐渐减小，用于阻隔天然气的流通，所述水平管件(3)的上表面设置通孔；

阻隔板(6)，与活动组件连接，所述活动组件安装在靠近所述通孔的所述水平管件(3)的管壁处，位于所述通孔两侧的所述水平管件(3)的管壁处分别设置锁止组件(7)，用于固定所述阻隔板(6)，所述阻隔板(6)表面设置流量传感器(8)和压力传感器(9)；

竖直管件(4)，与所述水平管件(3)连通，所述竖直管件(4)竖直设置在所述通孔的上方，所述竖直管件(4)内悬挂与所述输气管道(1)材质相同的样片(10)，所述竖直管件(4)的内壁表面安装震动传感器(11)；

液箱(12)，设置在所述竖直管件(4)的外部，设置连通管(13)，所述连通管(13)一端处于所述液箱(12)的液面下方，另一端与所述竖直管件(4)连通；所述液箱内设置液位传感器，所述液位传感器与控制端(15)电连接；

控制端(15)，分别与流量传感器(8)、压力传感器(9)和震动传感器(11)电连接，所述控制端(15)内设置蓄电池、定位装置和无线通信装置，用于与外界进行无线通信，发送位置信息和监测信息。

2.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述活动组件包括：

驱动电机一；

转轴，与驱动电机一的输出轴连接，所述转轴的侧表面与所述阻隔板(6)连接，带动所述阻隔板(6)围绕转轴进行转动。

3.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，

所述活动组件包括：

两条平行的滑轨；

滑座，滑动安装在两条平行的滑轨之间，所述滑座与阻隔板(6)连接；

驱动电机二，设置在滑座内部，带动所述滑座在两条平行的滑轨之间移动。

4.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，在所述通孔两侧的所述水平管件(3)的管壁处均设置凹槽(701)，两个所述凹槽(701)内分别安装所述锁止组件(7)；所述锁止组件(7)包括：

电机一(702)；

锁止件(703)，与所述电机一(702)的转轴连接，用于固定所述阻隔板(6)。

5.如权利要求4所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述锁止件(703)包括：

转动件(7031)，一端与所述电机一(702)的转轴连接；

承接件(7032)，连接在所述转动件(7031)的另一端，所述承接件(7032)与水平管件(3)的内壁平行且存在间隙，所述间隙的尺寸大于所述阻隔板(6)的厚度。

6.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述封堵板(5)相对的两端分别安装驱动轴(1603)，靠近所述驱动轴(1603)的所述水平管件(3)的管壁设置驱动槽(16)，所述驱动槽(16)内安装驱动装置，所述驱动装置包括：

电机二(1601)；

齿轮(1602)，与所述电机二(1601)的转轴连接，并与所述驱动轴(1603)啮合。

7.如权利要求6所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述封堵板(5)的形状与所述水平管件(3)的内截面形状一致，所述封堵板(5)边缘设置密封层。

8.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述阻隔板(6)的尺寸大于所述通孔的尺寸，所述阻隔板(6)表面设置真空阀(17)。

9.如权利要求1所述的一种天然气安全输送的监测装置，其特征在于，所述竖直管件(4)的顶部安装端盖(14)，所述端盖(14)的下表面通过伸缩杆悬挂样片(10)。

Images