一種海底管線泄漏監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監測系統，特別是關于一種海底管線泄漏監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著海底管線的不斷增加，海底管線漸漸成為海上油氣生命線。由于海底環境復雜，海底管線容易老化和腐蝕，從而導致海底管線發生泄漏。海底管線發生泄漏一方面會對環境造成污染，另一方面會造成經濟損失，更嚴重的會造成人員傷亡，因此海底管線泄漏監測成為越來越亟需解決的技術難題。
[0003]國內對陸地管道泄漏監測技術研宄較多，主要方法有負壓波法和聲波法，由于負壓波法和聲波法對噪聲敏感度高，而海底環境復雜，因此負壓波法和聲波法很難應用于海底管線泄露的監測中。目前，國內未出現成熟的用于海底管線泄漏監測方法和裝置。國外對海底管線的泄漏監測研宄領先于國內，并已在很多管線上進行實際應用。國外現有的海底管線的泄漏監測方法主要有壓力點分析法、光纖法和實時模型，其中，壓力點分析法的監測結果受儀器影響較大，光纖法需要對海底管線進行改造，且改造難度大，易破壞海底管線，實時模型監測價格昂貴，成本高。

【發明內容】

[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種監測準確、成本低，且便于實施的海底管線泄漏監測系統。
[0005]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:一種海底管線泄漏監測系統，其特征在于:它包括兩個控制器、兩流量傳感器、兩壓力傳感器、兩溫度傳感器、一以太網交換機、一中心主計算機和若干遠程監控設備；待監測管線的入口端和出口端均設置有一所述流量傳感器、一所述壓力傳感器和一所述溫度傳感器，所述待監測管線入口端的所述流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器用于實時采集入口端的流量、壓力和溫度信號，并將采集的流量、壓力和溫度信號發送給第一控制器；所述待監測管線出口端的所述流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器用于實時采集出口端的流量、壓力和溫度信號，并將采集的流量、壓力和溫度信號發送給第二控制器；所述第一控制器和所述第二控制器將接收的信號通過所述以太網交換機發送給所述中心主計算機；所述中心主計算機內設置有一泄露監測系統，所述泄露監測系統將接收到的所述待監測管線入口端和出口端的信號以及獲取的管道狀態信息進行實時顯示，并判斷所述待監測管線是否發生泄漏，如果發生泄漏，則進行泄漏報警，并計算和顯示泄漏量和泄漏位置；同時，所述中心主計算機將接收到的所述待監測管線入口端和出口端的信號、判斷結果實時發送給所述遠程監控設備進行顯示。
[0006]所述泄漏監測系統包括管道信息模塊、數據連接模塊、數據庫、數據處理模塊、第一顯示模塊、計算模塊、第二顯示模塊和生成報表模塊；所述管道信息模塊用于獲取所述待監測管線的管道基本信息、介質信息和管道潛在泄漏參數信息，并將獲取信息通過所述第一顯示模塊進行顯示，同時發送給所述計算模塊；所述數據連接模塊用于接收所述第一控制器和所述第二控制器發送的流量、壓力和溫度信號組成的現場數據，并將接收的現場數據存儲到所述數據庫中；所述數據處理模塊從所述數據庫中讀取現場數據，對流量、壓力和溫度信號進行去噪處理，對去噪結果進行判斷并確定每一所述流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器和控制器的運行狀況，并通過所述第一顯示模塊進行實時顯示；同時判斷每一所述流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器與相應控制器的連接是否正常，如果出現故障，則通過所述第一顯示模塊進行控制器故障顯示；所述數據處理模塊根據去噪后現場數據中的流量和壓力判斷所述待監測管線的狀態，并將判斷結果發送給所述計算模塊，其中，所述待監測管線的狀態分為以下三種情況:當所述待監測管線入口端和出口端的流量和壓力均為零時，所述待監測管線處于停運狀態；當所述待監測管線入口端和出口端的流量和壓力均不為零時，所述待監測管線處于運行狀態；當所述待監測管線入口端和出口端的流量為零，壓力不為零時，所述待監測管線處于關閉狀態；當所述待監測管線處于運行狀態時，所述計算模塊采用模式識別方法對所述待監測管線所處的操作工況進行識別，得出當前所述待監測管線處于的操作工況，并通過所述第二顯示模塊進行顯示，其中，操作工況包括穩態、小瞬變狀態和大瞬變狀態；當所述待監測管線處于穩態時，所述計算模塊采用質量守恒方法計算質量平衡項，并將計算得到的質量平衡項作為統計參數采用多重序貫概率比進行統計分析，得到七個序貫概率比對數；將七個序貫概率比對數與穩態下設定的閾值進行比較，如果其中的一個或多個超過穩態下設定的閾值，則判定所述待監測管線發生了泄漏；所述計算模塊再次采用模式識別進一步確認所述待監測管線是否發生操作工況的改變，如果發生操作工況的改變，則根據改變后的操作工況再一次計算七個序貫概率比對數，并將計算的七個序貫概率比對數與改變后操作工況下的閾值進行比較，判斷是否發生泄漏；一旦確認所述待監測管線發生了泄漏，則所述計算模塊通過所述第二顯示模塊進行泄漏預警提示；所述計算模塊計算得到泄漏預警提示后，根據此時的所述待監測管線的流量、溫度、壓力信息以及所述管道信息模塊發送的的管道基本信息、介質信息和管道潛在泄漏參數信息，并采用水力坡降線法或者負壓波法進行泄漏定位；當所述待監測管線兩端均有流量時，采用水力坡降線法進行泄漏定位；當所述待監測管線一端無流量或者兩端均無流量時，采用負壓波法進行泄漏定位；同時，通過質量平衡項與此時的質量流量計算泄漏量和泄漏百分比，并將計算的泄漏量、泄漏百分比和定位的泄漏位置通過所述第二顯示模塊進行顯示；另外，所述計算模塊根據接收的不同時刻質量平衡項、概率比對數以及所述待監測管線入口端和出口端的流量、溫度和壓力值生成曲線圖，并根據壓力值生成壓降曲線，將生成的曲線圖通過所述第二顯示模塊進行顯示；所述計算模塊將計算的泄漏量、泄漏位置信息發送給所述生成報表模塊，所述生成報表模塊根據接收到的信息結合外界輸入的泄漏海域、泄漏原因信息生成word報表，并將生成的word報表發送給泄漏監測數據庫。
[0007]所述數據連接模塊有數據連接、快速連接和暫停三種基本功能，數據連接實現的是連接所述控制器的設定，即通過對數據連接的設置來選擇連接哪一個所述控制器數據；快速連接實現的是自動連接上一次連接的所述控制器數據；暫停實現的是停止獲得某一段時間的所述控制器數據，在重新連接后接著獲取所述控制器所傳的數據。
[0008]所述數據處理模塊對現場數據進行去噪處理時，采用小波去噪的方法。
[0009]所述計算模塊采用質量守恒方法計算質量平衡項的具體過程為:所述待監測管線入口端的質量流量減去所述待監測管線出口端的質量流量和管存的變化量，得到質量平衡項。
[0010]所述第一控制器和第二控制器采用PLC。
[0011]本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本發明包括控制器、流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、以太網交換機、中心主計算機和遠程監控設備，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器將采集的信號發送給控制器，控制器通過以太網交換機將信號發送給中心主計算機內設置有一泄露監測系統，泄露監測系統根據接收的信號判斷待監測管線是否發生泄漏，如果發生泄漏，則進行泄漏報警，并進一步計算和顯示泄漏量和泄漏位置，所用器件易于獲取、價格低廉、成本低，能夠實現對海底管線進行泄漏監測，且能夠對于泄露位置進行精確定位。2、本發明的泄露監測系統包括管道信息模塊、數據連接模塊、數據庫、數據處理模塊、第一顯示模塊、計算模塊、第二顯示模塊和生成報表模塊，能夠實現信息的輸入和信號的接收，并能夠根據輸入的信息和接收的信號判斷待監測管線是否發生泄漏，以及發生泄漏時的泄漏量和泄漏位置，計算模塊采用兩次統計分析和模式識別方法判斷是否發生泄漏，計算模塊根據待監測管線當前的流量、溫度、壓力信息采用水力坡降線法或者負壓波法進行泄漏定位，從而降低誤報警率，提高定位精度。3、本發明的數據處理模塊在對現場數據進行處理前，首先采用小波去噪的方法進行去噪處理，從而去除由于受海底周圍環境的影響，現場數據中含有的噪聲，對降低誤報警率起到了一定的作用。4、本發明計算模塊