CN202756726U - 油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，包括：气液联动截断阀、电磁阀、第一泄放阀、第二泄放阀、第一压力变送器、第二压力变送器、RTU数据采集/控制单元和远程控制中心，RTU数据采集/控制单元和远程控制中心收集各信号采集原件的信息后判断处理后进行反馈并做出处理指令。属于油气管道输送设备领域。本实用新型通过设置RTU数据采集/控制单元，能够实时地采集到油气输送管道沿线阀室的信息，从而监控各阀室的动态，当出现异常情况时能够迅速发出处理指令，大大地减少了险情和事故发生的几率，提高了油气管道输送油气的安全性。

Description

油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统

技术领域

本实用新型涉及油气田的油气输送技术领域，特别涉及一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，主要用于长距离、有伴行光缆的大口径、高压力油气输送管道上野外无市电情况下的截断阀远程控制。

背景技术

石油和天然气工业中使用大口径、高压管道长距离输送油气时，需要按规范要求在该长途输送管道上设置一定数量的截断阀室，以确保管道维修、抢险时进行关断，从而尽可能地降低事故可能带来的损失及环境污染。另一方面，油气的长距离输送管道常处于偏远、周边无市电、通信信号质量差的地方，因此截断阀室控制的自动化、数字化实施程度低，能够实现远程控制的截断阀室更少。

目前，通常使用的截断阀为气液联动控制，通常是由气液联动截断阀、电磁阀、泄放阀、放空阀、压力表、压力传感器和本地控制箱等设备和仪器组成。其组成结构和工作原理大致是：气液联动截断阀控制系统气路通过管线接入控制箱，气路分别接入控制箱自带的压力传感器和控制电磁阀。工作时，控制箱内的压力传感器采集管道上游压力，根据控制系统设定的关阀条件给出电信号，控制电磁阀的打开或者关闭，进而接通气源与截断阀液缸，以气推油，以油推动截断阀转动机构，转动机构带动球阀动作，实现开阀或者关阀操作。具体地，关阀条件为管道介质气体压力和压降速率超过设定值，设定值由本地控制系统设置。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有的气液联动球阀在实际操作中，单个阀室因泄漏或管道压力扰动关断后，容易导致整条管线憋压运行，并且需要依靠人工关断截断阀，当出现紧急情况时无法实现及时关断，从而处理紧急事件的时间大大延长，损失程度和损害范围会大大增加。另一方面，由于没有实时监控设备，不利于及时或实时监测、发现存在的隐患、泄露、火情、阀室视频信息等，当出现险情时不能及时发现并迅速处理。再一方面，管道沿线的阀室需要定期人工检查或者维护，系统自带的控制系统蓄电池需要定期更换，自控系统的状态、电池电量、控制参量都需要人工现场测量，无法实现实时远程作业。当本地阀室的自动控制系统失效后，阀室处于失控状态，不利于油气集输的安防控制。同时，无法实现联动操作，一条集输管线因泄漏常常需要关断多个截断阀室，而本地控制无法得知其他截断阀的状态，因此无法实现主动人工或者自动干预。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，能给实现在无市电支持、有光缆伴行的大口径、高压力油气输送管道截断阀室的远程控制，能够实时监控火焰、烟气、气体浓度等容易发生险情的数据信息，大大降低事故发生的风险，减少工人巡视的工作量。所述技术方案如下：

提供了一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，所述气液联动截断阀控制系统包括：气液联动截断阀、电磁阀、第一泄放阀和第二泄放阀，所述气液联动截断阀设置在输气管道上，所述第一泄放阀与所述气液联动截断阀的上游输气管道连接，所述第二泄放阀与所述气液联动截断阀的下游输气管道连接，所述第一泄放阀和所述第二泄放阀同时与放空管线连接；所述电磁阀与所述气液联动截断阀的上游输气管道以及所述气液联动截断阀连接；所述气液联动截断阀控制系统还包括第一压力变送器、第二压力变送器、RTU数据采集/控制单元和远程控制中心，所述第一压力变送器与所述气液联动截断阀的上游输气管道连接，所述第二压力变送器与所述气液联动截断阀的下游输气管道连接；所述气液联动截断阀、所述电磁阀、所述第一压力变送器和所述第二压力变送器均与所述RTU数据采集/控制单元连接，所述RTU数据采集/控制单元与所述远程控制中心连接。

进一步地，在所述气液联动截断阀的顶部设置有同步位置指示器，所述同步位置指示器与所述气液联动截断阀的旋转叶片同轴设置。

进一步地，在所述放空管线上设置有安全放空阀。

进一步地，所述RTU数据采集/控制单元包括RTU控制器、可燃气体浓度报警器和火焰探测器；所述气液联动截断阀、所述电磁阀、所述第一压力变送器和所述第二压力变送器均与所述RTU控制器数据连接，所述可燃气体浓度报警器和所述火焰探测器与所述RTU控制器数据连接。

进一步地，所述气液联动截断阀控制系统还包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元具有太阳能板、充电控制器和蓄电池；所述蓄电池与所述气液联动截断阀、所述电磁阀、所述第一压力变送器、所述第二压力变送器和所述RTU数据采集/控制单元均电路连接。

进一步地，所述气液联动截断阀控制系统还包括视频单元，所述视频单元具有摄像头和光端机，所述摄像头与所述光端机数据连接；所述摄像头和所述光端机均与所述蓄电池电路连接，所述RTU控制器与所述光端机数据连接，所述RTU控制器通过所述光端机与所述远程控制中心数据连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置RTU数据采集/控制单元，能够实时地采集到油气输送管道沿线阀室的信息，从而监控各阀室的动态，当出现异常情况时能够迅速发出处理指令，大大地减少了险情和事故发生的几率，提高了油气管道输送油气的安全性。另一方面，通过在该气液联动截断阀控制系统中设置太阳能供电单元，实现了野外无市电情况下能够保证各阀室正常运行一定的时间，无需定期更换自动控制部件的电池，能够实现全天候阀室运行的在线监测，大大提高了紧急情况下的截断阀远程控制自动关断，为气田安全防控提供了保障。再次，由于设置了视频单元，能够可视性地实时监测各个阀室的运行压力状况，可以提前防范事故的发生,起到预警作用。并且，通过监测仪表数据的历史监测能够及时提醒工作人员及时发现监测设备存在的问题，做到及时更换或者维修。同时，该气液联动截断阀控制系统可以设定限值，达到自动远程/本地自动关阀，报警提示手动关阀，从而实现了阀室的全天候视频监控、数据自动采集与上传，满足了数字化、集中化管理的要求，减少了用工量，降低了工人的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的气液联动截断阀控制系统各零部件连接流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实施例提供了一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，主要用于控制长距离输送油气的管道上截断阀的自动控制，参见图1，该气液联动截断阀控制系统包括：气液联动截断阀1、电磁阀2、第一泄放阀3和第二泄放阀4。其中，气液联动截断阀1设置在输气管道5上，当出现突发事故或者重大险情需要切断该输气管道5，关闭该气液联动截断阀1即可停止输送油气。输气管道5的气液流向该气液联动截断阀1的部分为上游输气管道51，输气管道5的气液流出该气液联动截断阀1的部分为下游输气管道52；第一泄放阀3与气液联动截断阀1的上游输气管道51连接，即当气液联动截断阀1关闭时，上游输气管道51内的油气可以经过第一泄放阀3流出；第二泄放阀4与气液联动截断阀1的下游输气管道52连接，即当气液联动截断阀1关闭时，下游输气管道52内的油气可以经过第二泄放阀4流出。第一泄放阀3和第二泄放阀4同时与放空管线6连接，即经过第一泄放阀3和第二泄放阀4流出的气液汇聚到放空管线6再流到气液收集罐中。优选地，在放空管线6上设置有安全放空阀12，该安全放空阀12可以控制第一泄放阀3和第二泄放阀4处的气液流出量。

电磁阀2的一端与气液联动截断阀1的上游输气管道51连接，电磁阀2的另一端与气液联动截断阀1连接，电磁阀2根据系统指令控制气液联动截断阀1的关闭和开启。优选地，在气液联动截断阀1的顶部设置有同步位置指示器11，同步位置指示器11与气液联动截断阀1的旋转叶片同轴设置，即同步位置指示器11带动气液联动截断阀1的旋转叶片旋转，从而实现气液联动截断阀1关闭或者开启。

该气液联动截断阀控制系统还包括第一压力变送器7、第二压力变送器8、RTU数据采集/控制单元9和远程控制中心10。其中，第一压力变送器7与气液联动截断阀1的上游输气管道51连接，第一压力变送器7用于测量流经上游输气管道51内的气液的压力；第二压力变送器8与气液联动截断阀1的下游输气管道52连接，第二压力变送器8用于测量流经下游输气管道52内的气液的压力。

气液联动截断阀1、电磁阀2、第一压力变送器7和第二压力变送器8均与RTU数据采集/控制单元9连接，RTU数据采集/控制单元9再与远程控制中心10连接。这样，RTU数据采集/控制单元9收集到气液联动截断阀1、电磁阀2、第一压力变送器7和第二压力变送器8等外围传感器或仪表所采集到的数据信息并经过解析和逻辑判断后传送到远程控制中心10，远程控制中心10经过处理了做出指示反馈。

优选地，RTU数据采集/控制单元9包括RTU控制器91、可燃气体浓度报警器92和火焰探测器93等设备和仪器，气液联动截断阀1、电磁阀2、第一压力变送器7、第二压力变送器8以及可燃气体浓度报警器92和火焰探测器93均与RTU控制器91数据连接，采用普通的数据线连接即可。可燃气体浓度报警器92用于检测所处阀室内可燃气体的浓度，当可燃气体的浓度超过了安全值，则可燃气体浓度报警器92向RTU控制器91发出预警信号。同样，火焰探测器93可以探测到各阀室内是否有明火或者温度是否达到临界线，当存在危险时，向RTU控制器91发出预警信号。特别地，气液联动截断阀1与RTU控制器91的连接经过了同步位置指示器11，即同步位置指示器11与RTU控制器91通过数据线连接，而气液联动截断阀1与同步位置指示器11与同轴设置，则气液联动截断阀1通过同步位置指示器11向RTU控制器91发送信息，RTU控制器91反馈的信息同样是先由同步位置指示器11接收。

优选地，该气液联动截断阀控制系统还包括太阳能供电单元13，太阳能供电单元13具有太阳能板131、充电控制器132和蓄电池133，太阳能板131吸收太阳光能量后经过充电控制器132的自动控制对蓄电池133充电，从而蓄电池133对系统中的各用电元器件供电，蓄电池133满容量能够满足五个阴雨天气无法太阳光充电情况下的用电量。蓄电池133与气液联动截断阀1、电磁阀2、第一压力变送器7、第二压力变送器8和RTU数据采集/控制单元9等用电设备和仪表均电路连接。

优选地，该气液联动截断阀控制系统还包括视频单元14，视频单元14具有摄像头141和光端机142，摄像头141与光端机142数据连接；摄像头141和光端机142均与蓄电池133电路连接，RTU控制器91与光端机142数据连接，RTU控制器91通过光端机142与远程控制中心10数据连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种油气输送管道上的气液联动截断阀控制系统，包括：气液联动截断阀（1）、电磁阀（2）、第一泄放阀（3）和第二泄放阀（4），所述气液联动截断阀（1）设置在输气管道（5）上，

所述第一泄放阀（3）与所述气液联动截断阀（1）的上游输气管道（51）连接，所述第二泄放阀（4）与所述气液联动截断阀（1）的下游输气管道（52）连接，所述第一泄放阀（3）和所述第二泄放阀（4）同时与放空管线（6）连接；

所述电磁阀（2）与所述气液联动截断阀（1）的上游输气管道（51）以及所述气液联动截断阀（1）连接；

其特征在于，所述气液联动截断阀控制系统还包括第一压力变送器（7）、第二压力变送器（8）、RTU数据采集/控制单元（9）和远程控制中心（10），

所述第一压力变送器（7）与所述气液联动截断阀（1）的上游输气管道（51）连接，所述第二压力变送器（8）与所述气液联动截断阀（1）的下游输气管道（52）连接；

所述气液联动截断阀（1）、所述电磁阀（2）、所述第一压力变送器（7）和所述第二压力变送器（8）均与所述RTU数据采集/控制单元（9）连接，所述RTU数据采集/控制单元（9）与所述远程控制中心（10）连接。

2.根据权利要求1所述的气液联动截断阀控制系统，其特征在于，在所述气液联动截断阀（1）的顶部设置有同步位置指示器（11），所述同步位置指示器（11）与所述气液联动截断阀（1）的旋转叶片同轴设置。

3.根据权利要求1所述的气液联动截断阀控制系统，其特征在于，在所述放空管线（6）上设置有安全放空阀（12）。

4.根据权利要求1所述的气液联动截断阀控制系统，其特征在于，所述RTU数据采集/控制单元（9）包括RTU控制器（91）、可燃气体浓度报警器（92）和火焰探测器（93）；

所述气液联动截断阀（1）、所述电磁阀（2）、所述第一压力变送器（7）和所述第二压力变送器（8）均与所述RTU控制器（91）数据连接，所述可燃气体浓度报警器（92）和所述火焰探测器（93）与所述RTU控制器（91）数据连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气液联动截断阀控制系统，其特征在于，所述气液联动截断阀控制系统还包括太阳能供电单元（13），所述太阳能供电单元（13）具有太阳能板（131）、充电控制器（132）和蓄电池（133）；

所述蓄电池（133）与所述气液联动截断阀（1）、所述电磁阀（2）、所述第一压力变送器（7）、所述第二压力变送器（8）和所述RTU数据采集/控制单元（9）均电路连接。

6.根据权利要求5所述的气液联动截断阀控制系统，其特征在于，所述气液联动截断阀控制系统还包括视频单元（14），所述视频单元（14）具有摄像头（141）和光端机（142），所述摄像头（141）与所述光端机（142）数据连接；

所述摄像头（141）和所述光端机（142）均与所述蓄电池（133）电路连接，所述RTU控制器（91）与所述光端机（142）数据连接，所述RTU控制器（91）通过所述光端机（142）与所述远程控制中心（10）数据连接。