一种管道排流系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种管道排流系统，其特征在于，包括光纤信号监测模块、数据传输模块、记录存储模块、模糊计算分析模块、预警模块和调控模块；所述光纤信号监测模块通过所述数据传输模块连接所述模糊计算分析模块，所述光纤信号监测模块用于实时监测待测管道的光纤信号以及光纤信号的偏振方位和角度；所述模糊计算分析模块还分别连接所述记录存储模块、预警模块和调控模块，所述调控模块还连接现场排流模块，本实用新型专利技术可广泛用于埋地金属油气管道安全保护领域中。

A pipe drainage system

【技术实现步骤摘要】
一种管道排流系统
本技术是关于一种管道排流系统，属于埋地金属油气管道安全保护领域。
技术介绍
随着中国能源和交通工业的不断发展，高压输电线路、电气化铁路与油气管道的里程迅速增加。受限于地理位置和区域发展要求，在油气管道与高压输电线路、电气化铁路的设计和建设过程中不可避免地出现了交叉或并行敷设的情况。高压输电线路在单机运行时会产生非常大的接地电流，电气化铁路由于无法做到对地的完全绝缘，会有一部分电流泄漏流入大地。当杂散电流流入地下，其传播路径与埋地管道距离过进或有交叉时，可能会从管道的防腐层薄弱点流入管道，并会在管道破损点流出，造成管道局部的电流积聚和腐蚀加速，给油气管道的生产运营带来巨大的危害。随着高压输电和交流制电气化铁路的发展，油气管道的杂散电流干扰问题主逐渐受到人们的重视。目前对管道杂散电流防护的一种有效措施是排流保护，将管道(或金属结构物)上的杂散电流引向排流器，经由排流器流入大地或流回干扰源，从而避免杂散电流直接从管道流入土壤造成电化学腐蚀，在排流方式的选择上，不仅需要考虑排流效果，还需要考虑对阴保系统的影响和自身受到雷电和高压杂散电流时的承载和处理能力。众多电力系统、管道公司及研究机构对此问题均展开卓有成效的研究，但是目前在实际工程应用中还存在以下问题：1)由于交流电对金属在活性区的腐蚀与对可钝化金属的钝化膜性能的影响不同，在研究交流电对于金属腐蚀破坏的影响时，需要根据实际情况，通过实验来得出结论。2)交流杂散电流的大小往往是不断变化的，且一般情况下，在管道埋设前是无法获知杂散电流的干扰程度和干扰阳极区的位置的，因此，干扰影响的设定往往滞后于常规阴极保护的设定，这给管道的防腐工程带来极大不便。3)交流杂散电流的频率和大小以及其在管道上出现的时间和部位，是分析、评价和预测埋地管道腐蚀势态的重要参数。由于对油气管道腐蚀的分析和预估需要大量的杂散电流数据，而这些杂散电流数据应分布在管道沿线很长的范围内，是对若干测试点同步测试获得的。因此，采用人工的方法测试和记录杂散电流比较困难。目前中国还无法在设计阶段预测和判断杂散电流的干扰和危害程度，通常只能在管道敷设投产后进行现场检测，确定管道上的排流位置及排流措施，难免增加工作量和费用，其准确性也不能得到保证。光纤监测模块是近年来应用于管道预警的新型装置，在埋设天然气管道时同步敷设光纤光缆，通过光纤作为感应器和传导器，实现对管道沿线信号的接收、输送和采集。该方法利用光纤传感器的折射率随弹光效应的影响而变化，再通过对光信号的处理分析进行精确定位，当管线及管线周围出现第三方施工、破坏等问题时可及时进行定位和预警。但是目前还未有将光纤监测模块与管道排流系统有机地结合到一起的模块，使得光纤传感器不仅可以监测振动信号，还可以很好地检测管道周边电流和电压数据。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种当出现第三方施工、破坏等问题时能够及时进行定位和预警的管道排流系统。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种管道排流系统，其特征在于，包括光纤信号监测模块、数据传输模块、记录存储模块、模糊计算分析模块、预警模块和调控模块；所述光纤信号监测模块通过所述数据传输模块连接所述模糊计算分析模块，所述光纤信号监测模块用于实时监测待测管道的光纤信号以及光纤信号的偏振方位和角度；所述模糊计算分析模块还分别连接所述记录存储模块、预警模块和调控模块，所述调控模块还连接现场排流模块。优选地，所述调控模块还连接所述光纤信号监测模块。优选地，所述光纤信号监测模块包括光纤感应器、光纤信号处理单元和外输信号单元；所述光纤感应器与待测管道并行，所述光纤感应器连接所述光纤信号处理单元，所述光纤感应器用于采集电气化电车经过时待测管道的光纤信号，并检测光纤信号的偏振方位和角度；所述光纤信号处理单元连接所述外输信号单元，所述外输信号单元连接所述数据传输模块。优选地，所述数据传输模块包括GPS单元和无线/有线传输单元，所述GPS单元通过所述无线/有线传输单元连接所述模糊计算分析模块。优选地，所述杂散电流的形式包括直流和交流两种形式，所述现场排流模块的排流方式包括强制排流方式和钳位式排流方式。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术由于设置有光纤信号监测模块、模糊计算分析模块和调控模块，通过非线性控制函数，进行模糊计算算法预测并控制杂散电流的排流，具有交流杂散电流排流测量预知预判、及时排除杂散电流干扰保护管道安全等优点，能够得到适宜的排流方式，降低人为因素和设备误差造成的影响，从采集数据、数据处理及排流方式全部实现智能控制，减少人力、物力损耗，运营成本低。2、相较于传统的杂散电流检测方法，本技术可以有效降低由于参比电极本身的电位、IR降等因素造成的检测误差，并通过模糊计算分析模块智能选择合适的排流方式与强度。3、本技术中由于设置有记录存储模块，通过记录存储模块实时存储埋地管道的光纤历史数据，对埋地管道的光纤历史数据进行实时更新，使得模糊计算分析模块可以根据光纤历史数据的不断扩大，自动更新、优化自身算法，模糊计算分析模块将埋地管道的光纤历史数据作为数据库，通过非线性控制函数的引入，将监测的光纤信号与杂散电流数据有效地结合起来，建立具有模糊器和解模糊器的模糊系统，对杂散电流的强度与方位进行有效地校核、检测和预判，并给出合适的排流方式，可以广泛应用于埋地金属油气管道安全保护领域中。附图说明图1是本技术管道排流系统的结构示意图；图2是本技术实施例1中管道排流系统的信号流程图；图3是本技术实施例2中管道排流系统的信号流程图。具体实施方式以下结合附图来对本技术进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本技术，它们不应该理解成对本技术的限制。如图1所示，本技术实施例提供的管道排流系统包括：光纤信号监测模块1，用于实时监测埋地管道的光纤信号以及光纤信号的偏振方位和角度，根据光纤信号的偏振方位和角度，得到埋地管道出现杂散电流过载、第三方施工或破坏(即光纤线路上出现入侵、震动或占压)的相对位置数据，并将实时监测的光纤信号和得到的相对位置发送至数据传输模块2。数据传输模块2用于根据获取的相对位置数据，得到埋地管道出现杂散电流过载以及光纤线路出现入侵、震动或占压时的定位数据，并将光纤信号监测模块1实时监测的光纤信号和得到的定位数据发送至模糊计算分析模块4。记录存储模块3，用于存储埋地管道的光纤历史数据。模糊计算分析模块4，用于采用模糊分析方法，例如对数据传输模块2传输的埋地管道的光纤信号、定位数据和记录存储模块3发送的光纤历史数据进行模糊计算分析，判断埋地管道杂散电流的强度、方位和形式以及电气化电车的位置等信息，进而分析和确定埋地管道的监控状态和排流方式，并将相应发送至预警模块5或调控模块6。目前，得到的数据包括埋地管道的光纤信号、定位数据和光纤历史数据等，这几个数据之间存在一定的关系，例如若地铁运输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道排流系统，其特征在于，包括光纤信号监测模块、数据传输模块、记录存储模块、模糊计算分析模块、预警模块和调控模块；/n所述光纤信号监测模块通过所述数据传输模块连接所述模糊计算分析模块，所述光纤信号监测模块用于实时监测待测管道的光纤信号以及光纤信号的偏振方位和角度；/n所述模糊计算分析模块还分别连接所述记录存储模块、预警模块和调控模块，所述调控模块还连接现场排流模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种管道排流系统，其特征在于，包括光纤信号监测模块、数据传输模块、记录存储模块、模糊计算分析模块、预警模块和调控模块；
所述光纤信号监测模块通过所述数据传输模块连接所述模糊计算分析模块，所述光纤信号监测模块用于实时监测待测管道的光纤信号以及光纤信号的偏振方位和角度；
所述模糊计算分析模块还分别连接所述记录存储模块、预警模块和调控模块，所述调控模块还连接现场排流模块。


2.如权利要求1所述的一种管道排流系统，其特征在于，所述调控模块还连接所述光纤信号监测模块。


3.如权利要求1所述的一种管道排流系统，其特征在于，所述光纤信号监测模块包括光纤感应器、光纤信号处理单元和外输信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆祥宇，王秀林，姚辉超，宋鹏飞，张瑜，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11