[发明专利]一种天然气管道泄漏监测的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于油气安全工程领域，更确切地说是一种用于天然气管道泄漏监测的装置及方法。

背景技术

天然气是危险化学品，具有易燃易爆的特性，爆炸极限为5%～15%。若天然气泄漏，则极易形成爆炸性气体，遇到明火就会引发爆炸。因此，天然气管道泄漏监测和定位技术作为确保管道安全运行的技术越来越受到重视。随着天然气管网逐步扩大，运行年限不断增加，因为腐蚀、老化、第三方破坏等原因引起的管道泄漏事故不断发生。管道泄漏不仅污染环境、浪费资源而且对人民的生命财产安全都是巨大的威胁。因此无论是从安全因素还是经济因素考虑，开发精度高、安全稳定的天然气管道泄漏监测和定位方法，维护管道的正常运行，保障人民生命财产安全，都有十分重要的意义。

对天然气管道泄漏检测方法的研究已有几十年的历史，但由于问题的复杂性，如管道输送介质的多样性、管道所处环境的多样性、泄漏形式的多样性等原因，目前还没有一种方法能满足所有泄漏检测的要求。

《仪器仪表学报》第34卷第2期的“基于分压补偿的传感电缆泄漏检测精确定位方法”公开了一种基于分压补偿的传感电缆泄漏检测精确定位方法，它是从传感电缆的电阻特性出发，分析影响传感电缆回路阻抗的诸多因素，讨论了传感电缆泄漏定位机理及存在的问题，并提出了引入分压电阻补偿传感电缆回路阻抗的波动，从而实现泄漏检测精确定位的方法，并在此基础上搭建了实验系统。在检测天然气泄漏时，因为天然气与传感电缆发生化学反应，被污染段电缆只能使用一次，且天然气泄漏扩散范围大，被污染传感电缆很长，且污染范围不好确定，更换成本高。传感电缆很细，铺设在天然气管道上方，容易受到外力的破坏，且容易受到雨水天气的影响，使传感电缆失灵，天然气泄漏检测灵敏度降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于准分布式传感电缆法的非开挖实时在线、检测灵敏度高、无误报警的天然气管道泄漏监测的装置和方法。

一种天然气管道泄漏监测的装置，包括电阻检测仪、前端探头、普通电缆、电缆连接器、传感电缆和半透膜检测管，所述电阻检测仪与普通电缆相连，所述普通电缆与前端探头通过电缆连接器交替连接，所述前段探头包括若干传感电缆和若干半透膜检测管，所述传感电缆置于半透膜检测管内。

上述方案中所述前端探头以正玄波的形势向两侧均匀分布，并将前端探头固定在天然气管道上。

上述方案中所述前端探头上方罩有带网眼的金属壳体，将带网眼的金属壳体固定在天然气管道上。

所述半透膜检测管优选气体选着性渗透材料。

所述传感电缆每段的长度相同，长度在1～5m之间。

所述普通电缆的每段的长度相同，长度在10～20m之间。

本发明的发明人提出一种天然气管道泄漏监测的方法，包括以下步骤：

（1）测量由普通电缆和前端探头组成的监测系统电阻，无天然气泄漏时，电阻为无穷大；

（2）当发生天然气泄漏，由半透膜检测管和传感电缆组成的前端探头能让天然气透过而不能透过水，泄漏的天然气与传感电缆发生化学反应，电阻测量仪将检测出此时电缆电阻R，根据设定程序进行声光报警，并将系统运行过程中记录的电缆电阻值通过PLC控制器分析处理及泄漏点定位；

（3）若发生管道泄漏，接触到泄漏燃气的传感电缆将失去监测功能，需进行传感电缆更换；

（4）重复进行步骤（1）到（3）。

本发明的有益效果是：实现了天然气管道非开挖实时在线监测，采用基于准分布式传感电缆泄漏检测方法，提高了定位精度，且解决了被污染电缆过长，更换成本高的问题；改进传感电缆泄漏检测定位公式，提高定位精度；将传感电缆与半渗透膜检测管集成使用组成前端探头，半透膜检测管只能通过天然气不能通过水，避免了降雨降雪对传感电缆的干扰，大幅降低被污染电缆更换成本，提高泄漏检测系统维修速度；前端探头中的半透膜检测管和传感电缆采用正玄波的形状分布，这种结构设计使传感电缆更有效的和泄漏的天然气接触，提高检测灵敏度；带网眼的金属壳对前端探头有支撑和保护作用，避免设备被外力破坏，提高设备的可靠性。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的天然气管道泄漏监测的装置及方法的结构示意图；

图2为本发明的前端探头结构示意图；

图中：1电阻检测仪、2前端探头、3普通电缆、4电缆连接器、5传感电缆、6半透膜检测管。

具体实施方式