油气管道清管器追踪定位方法、系统、存储介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种油气管道清管器追踪定位方法、系统、存储介质及设备，方法包括：采集管道首末端的负压波信号；基于降噪自编码器对负压波信号进行降噪处理，得到降噪后的负压波纯净信号；根据负压波纯净信号得到负压波信号到达管道首末端的时间差；根据清管器速度、负压波信号在管道中的传播速度以及负压波信号到达管道首末端的时间差实时定位清管器的位置。本发明专利技术可实现实时在线定位跟踪清管器，且对负压波信号进行降噪处理，根据降噪处理后的负压波信号计算负压波信号达到管道首末端的时间差，可以精确地计算传感器检测到负压波信号到达的时刻，从根本上确保了清管器实时定位的精度。的精度。的精度。

【技术实现步骤摘要】
油气管道清管器追踪定位方法、系统、存储介质及设备


[0001]本专利技术涉及油气储运
，尤其涉及一种油气管道清管器追踪定位方法、系统、存储介质及设备。

技术介绍

[0002]石油和天然气作为重要的能源物资，影响着国民经济与各行各业的发展，与人民的生活息息相关，管道作为石油和天然气输送的主要方式，其相比于道路运输具有安全、经济、便捷等特点。然而，对于管道而言，清管作业是油气长输管道投产前和运行中的一项重要且必不可少的工作，清管的作用包括增加流量，提高生产效率，减少内部腐蚀，保障安全生产，降低维护费用，实现在线检测，延长管道寿命等，最终目的是降低成本、提高收益，油气管道的安全运行也是油气供应重要组成部分，因此，清管器实时定位具有重要研究价值与应用价值。
[0003]目前，管道指示仪是油气管道清管器安全运行最有效的监测技术，但是这种方法受到管道跟踪仪设备稳定性、工程人员经验及外界环境干扰影响，常常出现误报和漏报，而且不能实时在线定位。油气管道清管器难以有效在线定位，达不到国家应急体系对油气管道安全运输的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种油气管道清管器追踪定位方法、系统、存储介质及设备。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种油气管道清管器追踪定位方法，包括：采集管道首末端的负压波信号；利用降噪自编码器对所述负压波信号进行降噪处理，得到降噪后的负压波纯净信号；根据所述负压波纯净信号得到所述负压波信号到达管道首末端的时间差；根据清管器速度、负压波信号在所述管道中的传播速度以及所述负压波信号到达管道首末端的时间差实时定位所述清管器的位置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种油气管道清管器追踪定位系统，包括：信号采集模块、降噪处理模块、时间计算模块和实时定位模块；
[0007]信号采集模块用于采集管道首末端的负压波信号；降噪处理模块用于利用降噪自编码器对所述负压波信号进行降噪处理，得到降噪后的负压波纯净信号；时间计算模块用于根据所述负压波纯净信号得到所述负压波信号到达管道首末端的时间差；实时定位模块用于根据清管器速度、负压波信号在所述管道中的传播速度以及所述负压波信号到达管道首末端的时间差实时定位所述清管器的位置。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述技术方案提供的油气管道清管器追踪定位方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在
所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述技术方案提供的油气管道清管器追踪定位方法。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采集管道首末端的负压波信号，并计算负压波信号到达管道首末端的时间差，再根据清管器速度、负压波速度和时间差即可实时在线连续跟踪清管器；并且并对负压波信号进行降噪处理，由于负压波信号传播速度很快，即使是很小的时间误差，也会造成很大的定位误差；因此，本专利技术先对负压波信号进行降噪处理，根据降噪处理后的负压波信号计算负压波信号达到管道首末端的时间差，可以精确地计算传感器检测到负压波信号到达的时刻，从根本上确保了清管器实时定位的精度，具有重要的理论与实践指导价值，同时也可以满足不同管道运行工况下的有效检测，是一种全新思路的清管器实时在线定位方法。
[0011]本专利技术附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的油气管道清管器追踪定位方法流程图；
[0013]图2为本专利技术实施例提供的叠加降噪自编码器结构和训练过程的流程图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的基于负压波的清管器定位公式的清管器实时定位图。
具体实施方式
[0015]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0016]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的油气管道清管器追踪定位方法流程图。如图1所示，该方法包括：
[0018]S1，采集管道首末端的负压波信号。
[0019]本专利技术实施例中，管道为可以运输石油、天然气、工业流体等业态物质的运输工具，包括直线管道、弯曲管道，在管道的两端安装有压力传感器，并通过数据采集设备实时采集管道首、末两端的负压波信号，如FBG传感器，本专利技术实施例不做具体限定。
[0020]S2，基于降噪自编码器对负压波信号进行降噪处理，得到降噪后的负压波纯净信号。
[0021]在工业现场，采集到的负压波信号往往包含外界噪声、泵机振动、管道产生的干扰等，这些都会对识别突变点位置造成不利影响，从而降低清管器定位的精度。并且，由于负压波信号传播速度很快，即使是很小的时间误差，也会造成很大的定位误差，因此，精确地测量传感器检测到负压波信号到达的时刻是有效进行清管器定位的关键，在工业生产环境中噪声会对负压波信号到达时间造成不利影响。
[0022]本专利技术实施例中，利用降噪自编码器对负压波信号降噪处理，得到降噪后的负压纯净信号，排除外界噪声、泵机振动、管道产生的干扰等的影响，进而可准确计算负压波到达管道首末端的时间差，提高清管器的定位精度。
[0023]S3，根据负压波纯净信号得到负压波信号到达管道首末端的时间差。
[0024]S4，根据清管器速度、负压波信号在管道中的传播速度以及负压波信号到达管道首末端的时间差实时定位清管器的位置。
[0025]传统清管器定位方法只能实现定点检测，不能连续跟踪。本专利技术实施例通过采集管道首末端的负压波信号，并计算负压波信号到达管道首末端的时间差，再根据清管器速度、负压波速度和时间差即可实时在线连续跟踪清管器；并且，本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道清管器追踪定位方法，其特征在于，包括：采集管道首末端的负压波信号；基于降噪自编码器对所述负压波信号进行降噪处理，得到降噪后的负压波纯净信号；根据所述负压波纯净信号得到所述负压波信号到达管道首末端的时间差；根据清管器速度、负压波信号在所述管道中的传播速度以及所述负压波信号到达管道首末端的时间差实时定位所述清管器的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降噪自编码器采用堆叠降噪自编码器，利用所述堆叠降噪自编码器对所述负压波信号进行层叠式编码
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解码，得到的重构信号为降噪后的负压波纯净信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述降噪堆叠自编码器的编码特征提取过程为公式(1)，解码重构的过程为公式(2)：程为公式(1)，解码重构的过程为公式(2)：其中，是含有噪声的负压波信号，为编码函数，g(h)为解码函数，w1和w2是权重系数，β1和β2是编码器和解码器的偏差系数，α1和α2是激活函数，激活函数均使用ReLU。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用信噪比SNR和均方根误差RMSE两个指标评所述降噪堆叠自编码器的降噪性能。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述负压波纯净信号得到所述负压波信号到达管道首末端的时间差，包括：将管道首末端的所述负压波纯净信号的时间序列左右平移；计算平移后的管道首末端的负压波纯净信号的压力和；计算所述压力和的均值和方差，当所述方差取值最小时对应的时间序列差值为所述负压波信号到达管道首末端的时间差。6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，根据清管器速度、负压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，王洪志，张琳，张家珲，靳元章，孟祥宇，董龙飞，赵晓利，刘志军，
申请(专利权)人：国家管网集团北方管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：