[发明专利]一种管道堵塞的定位方法以及装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种对管道堵塞进行检测的方法以及装置。

背景技术

管道输送是油气输送的主要方式。一般来说,有两种情况会需要进行清管作业。其一，由于管道铺设时其内部会混入泥土等杂质，所以当其投入运行时就要进行清管作业；其二，运行过程中由于管道材质老化腐蚀，以及天然气中含有的杂质在管道内沉积、聚集，致使管道的流通面积减小，甚至出现堵塞，同时这些沉积物又会加速管道的内腐蚀，所以在管道运行一段时间后需要进行清管作业。清管作业时往往采用清管球清管，就可能会由于管道内沉积物较多而使得球被卡住造成堵塞事故。现有技术中对于管道堵塞位置的检测主要有以下几种方法：钻孔法、敲击法、以及应力应变测试法。但是，这些方法都需要将地面开挖后露出管道，然后通过不断测试管道的变形程度来确定堵塞位置。存在工作量大，操作费用高的缺点。如格拉输油管道在1982年发生了严重的冻堵事故，采用钻孔法寻找冻堵位置，共开挖深坑86个，钻孔77个，排堵时间长达5个月，严重地影响了输油任务的完成。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种管道堵塞的定位方法以及装置，本发明能精确定位堵塞位置，有效地提高检测效率。

    本发明的技术方案是：该种管道堵塞的定位方法，该方法由如下步骤组成：

在待测管道上安装由核心控制板、压缩气泵、次声波传感器、压力传感器、温度传感器、控制声波释放的电磁阀、管口阀、排气阀以及连接管道组成的检测装置；

使用压力传感器采集待测管道内以及连接管道内的压力值，如果压力值大于0.2Mpa，控制检测装置内的排气阀打开释放管道内的气体；

在压力满足要求的条件下，控制所述检测装置的压缩气泵自动打气，每次打气气压为0.7MPa，气量每分钟35L，气体经过所述压缩气泵前孔的次声波发生装置，产生次声波；

检测装置控制电磁阀打开，将产生的次声波释放，控制声波释放的电磁阀处于常闭状态，以防止管道中油气倒流进入压缩气泵；

检测装置控制管口阀始终处于打开状态，使得产生的次声波直接进入到待测管道中，直至当待测管道中发生油气倒流现象时，检测装置控制管口阀关闭；

检测装置控制排气阀处于常闭状态，当压力传感器检测到装置或管道中的压力值大于0.2Mpa时，控制排气阀打开以排放气体；

    当次声波信号在管道中传播时，由检测装置的次声波传感器检测发出的声波信号和声波的回值信号；

    检测装置将所获得的次声波信号通过滤波、放大电路后进入DSP微控制器，选用自适应滤波器进行对消噪声处理，采用短时幅度-过零率函数方法识别堵塞回波，通过阈值方法确定堵塞回波到达时刻，结合所计算出的声波速度计算出堵塞位置；

    检测装置通过显示模块实时显示声波曲线，显示计算出的管道堵塞位置与管道口之间的距离。

为了实施以上方法，本发明给出了以下一种管道堵塞定位装置，该装置由核心控制板和机械单元两部分组成。所述机械单元包括压缩气泵、次声波传感器、压力传感器、温度传感器、控制声波释放的电磁阀、管口阀、排气阀以及连接管道，在管口阀下端的测试管口连接端上开有用于和管口连接的外螺纹。其中，压缩气泵位于连接管道的始端，压缩气泵的气体出口端通过电磁阀连接在连接管道上；次声波传感器、压力传感器以及温度传感器依次连接在电磁阀之后的连接管道上；排气阀固定在连接管道的末端，管口阀位于连接管道和测试管口连接端之间。

以上各组件的功能如下：

压缩气泵用于自动打气，每次打气气压为0.7mPa，气量每分钟35L，核心控制板上有开关控制声波释放电磁阀开关一次，把气体放到封闭管道容器中；次声波传感器用来检测压缩气泵发出声波和声波回值；压力传感器用于实时监测封闭管道的压力值，确保管道内的压力值小于0.2Mpa；温度传感器用于实时监测封闭管道的温度值。

当压缩气泵产生气体，核心控制板控制控制声波释放的电磁阀打开，将产生的声波释放出，控制声波释放的电磁阀处于常闭状态，以防止管道中油气倒流进入压缩气泵；管口阀处于常开状态，使装置和管道保持联通状态，当有管道中发生油气倒流现象时，核心控制板控制管口阀关闭；排气阀用于排出装置中的气体，排气阀处于常闭状态，压力传感器检测到装置和管道中的压力值大于0.2Mpa时，核心控制板控制打开排气阀，排放气体。