專利名稱：一種長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸送管道中的截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制，更具體地講，涉及一種原油長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，用于無市電支撐、無光纜伴行的大口徑、高壓力原油長輸管道截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制，也可用于運(yùn)送其他介質(zhì)的大口徑長輸管道偏遠(yuǎn)地區(qū)截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制。
背景技術(shù)：
長輸管道輸送原油或成品油時(shí)，按規(guī)范沿途將設(shè)置一定數(shù)量的截?cái)嚅y室，以確保管道維修、搶險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行關(guān)斷，在一定程度上降低事故可能帶來的損失及環(huán)境污染。截?cái)嚅y室內(nèi)通常設(shè)置有一個(gè)截?cái)嚅y，一個(gè)旁通，一個(gè)管道介質(zhì)壓力測(cè)量裝置，一個(gè)管道介質(zhì)溫度測(cè)量
直ο圖1所示為原油長輸管道閥室的常用流程，一般情況下，截?cái)嚅y1為常開狀態(tài)，導(dǎo)流閥2為常閉狀態(tài)，介質(zhì)(原油或成品油等)經(jīng)截?cái)嚅y1沿管道向下游輸送，工人定期來讀取記錄溫度計(jì)9及壓力表8上的溫度及壓力數(shù)據(jù)。手動(dòng)關(guān)斷截?cái)嚅y1時(shí)，若截?cái)嚅y上下流壓差過大打不開時(shí)，可打開導(dǎo)流閥2，平衡壓力。沿途站點(diǎn)需檢修時(shí)，關(guān)閉截?cái)嚅y1，導(dǎo)流閥 2也保持關(guān)斷狀態(tài)，上游停泵后，打開放空閥5或放空閥6，放出管中余油。事故狀態(tài)下，需人工手動(dòng)關(guān)閉截?cái)嚅y1，避免介質(zhì)的大量泄漏，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，并對(duì)環(huán)境造成過大破壞。依托這種流程，常見的截?cái)嚅y室配置有以下三種第一種，手動(dòng)操作，就地顯示。閥室采用如圖1流程中的配置，截?cái)嚅y為手動(dòng)操作， 壓力表、溫度計(jì)等為就地顯示，閥室情況不能遠(yuǎn)程監(jiān)控，采用人工定期巡線抄表管理方式。 當(dāng)管線出現(xiàn)異常需要關(guān)斷閥門時(shí)，由控制中心工作人員通知巡線工人，工人趕至閥室進(jìn)行關(guān)閥操作。第二種，手動(dòng)操作，自動(dòng)采集。截?cái)嚅y仍為手動(dòng)操作，自動(dòng)采集壓力、溫度、報(bào)警等數(shù)據(jù)，通信采用CDMA、無線通信電臺(tái)、光纜等傳輸方式，將采集到的數(shù)據(jù)上傳至控制中心。本種配置為目前多數(shù)長輸管道采用的配置，截?cái)嚅y不能遠(yuǎn)程控制，需人工定期巡線，但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并上傳，不需人工抄表。當(dāng)管線出現(xiàn)異常需要關(guān)斷閥門時(shí)，由控制中心工作人員通知巡線工人，工人趕至閥室進(jìn)行關(guān)閥操作。第三種，遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)采集。閥室地理位置較好，可以提供市電及光纜支持，截?cái)嚅y采用220V或380V電驅(qū)，壓力、溫度、報(bào)警等數(shù)據(jù)自動(dòng)采集后，通過光纜上傳至控制中心。 依托光纜傳輸，部分閥室還設(shè)置了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)閥室的遠(yuǎn)程控制與視頻監(jiān)控。不需人工頻繁巡線，不需人工抄表，管線出現(xiàn)異常需要關(guān)斷閥門時(shí)，只需要控制中心給出遠(yuǎn)程命令，即可實(shí)現(xiàn)閥門的開啟/關(guān)斷。現(xiàn)有截?cái)嚅y控制存在的缺點(diǎn)第一種、第二種配置均無法實(shí)現(xiàn)閥門的遠(yuǎn)程控制， 不能在事故第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)斷，以把經(jīng)濟(jì)損失以及可能對(duì)環(huán)境造成的損害降低到最小，工人需頻繁巡線，勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工人數(shù)多。第三種配置，只能在極少數(shù)條件好的閥室進(jìn)行裝備，而大多數(shù)閥室地處偏僻，無市電、無光纜支持，難以實(shí)現(xiàn)閥室的遠(yuǎn)程控制與視頻監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種原油長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無市電支持、無光纜伴行的大口徑、高壓力原油長輸管道截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集上傳、報(bào)警等功能，減少工人巡線工作量，降低管道事故狀態(tài)時(shí)可能造成的損失及對(duì)環(huán)境的影響，使原油長輸管道全線實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理與運(yùn)行成為可能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括同截?cái)嚅y的閥桿連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行截?cái)嚅y開啟或關(guān)斷動(dòng)作的電動(dòng)頭、和控制所述電動(dòng)頭工作的控制箱；遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程測(cè)控終端，用于遠(yuǎn)程控制所述控制箱及實(shí)現(xiàn)長輸管道壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；上位操作中心，同所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)相互通信，所述上位操作中心通過傳輸給所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制；和供電系統(tǒng)，用于為所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)供電，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用大功率24V直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)截?cái)嚅y的開啟/ 關(guān)斷，其供電電源可以與儀表供電系統(tǒng)共用，不需單獨(dú)的市電供應(yīng)。所述供電系統(tǒng)為太陽能供電系統(tǒng)，包括接收太陽能的電池板、充電控制器及蓄電池組，所述蓄電池組分別同所述電動(dòng)頭、控制箱及遠(yuǎn)程測(cè)控終端電連接，所述蓄電池組電路輸出電壓為MV，用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)頭及為所述長輸管道上的儀表供電。所述遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)還包括3G無線通信系統(tǒng)和/或CDMA無線通信系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)通過3G無線通信系統(tǒng)或CDMA無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同上位操作中心間的通訊。所述截?cái)嚅y室內(nèi)還設(shè)有用于監(jiān)控所述截?cái)嚅y狀態(tài)的視頻裝置，所述視頻裝置分別通過線路同所述蓄電池組和遠(yuǎn)程測(cè)控終端連接。所述上位操作系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件組態(tài)，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)成表、成圖、下載、打?。缓筒僮髌脚_(tái)，具備截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制操作功能、視頻監(jiān)控窗口、報(bào)警。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是1、采用大功率24V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、太陽能供電系統(tǒng)、3G無線通信，實(shí)現(xiàn)了無市電、 無光纜地區(qū)輸油管道閥室的遠(yuǎn)程控制，為管道的安全運(yùn)行提供了保障，支持了企業(yè)的“三防四責(zé)”體系建設(shè)；2、實(shí)現(xiàn)了閥室的全天侯視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與上傳，滿足了數(shù)字化管理的要求；3、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了用工量，為企業(yè)減輕負(fù)擔(dān)；4、事故狀態(tài)下可第一時(shí)間反應(yīng)，將經(jīng)濟(jì)損失及可能對(duì)環(huán)境造成的傷害降至最低， 符合目前的HSE要求；5、3G信號(hào)的采用，可在無3G信號(hào)時(shí)，自動(dòng)搜索CDMA信號(hào)。
6、投資費(fèi)用低，建設(shè)速度快，后期管理與維護(hù)費(fèi)用低，對(duì)依托條件要求低，可大面積推廣應(yīng)用。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中原油長輸管道截?cái)嚅y室的常用系統(tǒng)；圖2是本發(fā)明長輸管道截?cái)嚅y室系統(tǒng)。圖中1-截?cái)嚅y；2-導(dǎo)流閥；3-壓力變送器；4-溫度變送器；5，6_放空閥；7_長輸管道； 8-壓力表；9、溫度計(jì)。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖2所示，本發(fā)明的主要由以下部分組成1)弱電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括由24V弱電驅(qū)動(dòng)電機(jī)及齒輪箱組成的電動(dòng)頭及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、 控制箱等，采用一種大功率弱電驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，配合兩級(jí)齒輪減速傳動(dòng)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程及就地開/關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)截?cái)嚅y1任意壓力下開啟/開閉，電機(jī)采用弱電驅(qū)動(dòng)，開關(guān)閥時(shí)間為 20 150s。2)大功率太陽能供電系統(tǒng)由太陽能電池板、充電控制器及深循環(huán)蓄電池組組成，給弱電驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制箱、RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端、視頻裝置等供電，滿足連續(xù)6-10d陰雨天電力供應(yīng)，耐低溫至零下30°C。3)遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)包括RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端、3G無線通信系統(tǒng)、CDMA無線通信系統(tǒng)、壓力變送器、溫度變送器、報(bào)警等部分，可實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，入侵信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸，截?cái)嚅y狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸，蓄電池電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等。4)上位操作中心，包括系統(tǒng)軟件組態(tài)、操作平臺(tái)等，支持?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)成表、成圖、下載、打印，具備截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制操作功能、視頻監(jiān)控窗口、報(bào)警及誤報(bào)等。工作過程截?cái)嚅y配置的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用24V弱電驅(qū)動(dòng)，控制室給出關(guān)閥或開閥指令，經(jīng)3G無線通信傳送至閥室RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端，通過控制箱將指令下達(dá)給電動(dòng)頭及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將截?cái)嚅y關(guān)斷或打開。閥室內(nèi)所有信號(hào)，包括截?cái)嚅y控制信號(hào)、采集的管溫、管壓、地溫、可燃?xì)怏w報(bào)警、視頻、水侵、門禁等，均聯(lián)接至RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端，由 3G無線通信系統(tǒng)發(fā)送至控制中心。弱電驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制箱設(shè)備、RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端、攝像儀等均由太陽能供電系統(tǒng)供電。通過系統(tǒng)的有機(jī)組合，可以實(shí)現(xiàn)原油長輸管道截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、無線通信、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與上傳、報(bào)警等功能。當(dāng)該地區(qū)無3G信號(hào)或3G 信號(hào)弱時(shí)，可自動(dòng)搜索CDMA信號(hào)。需要說明的是本發(fā)明可以不僅僅應(yīng)用于對(duì)大口徑、高壓力原油長輸管道截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制，也可用于運(yùn)送其他介質(zhì)的大口徑長輸管道偏遠(yuǎn)地區(qū)截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制。也可應(yīng)用于對(duì)原始閥室的改造上，一般原始配置閥室，安裝有截?cái)嚅y、旁通閥、放空閥、壓力表、溫度計(jì)?？砂锤綀D2所示總圖進(jìn)行改造。截?cái)嚅y上加裝電動(dòng)頭及執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 接至控制箱；溫度計(jì)更換為溫度變送器，壓力表更換為壓力變送器，墻上安裝攝像儀?？刂葡洹囟茸兯推?、壓力變送器、攝像儀，均接至RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端中，通過3G無線通信系統(tǒng)， 將信號(hào)發(fā)送至上位操作中心，或接收上位操作中心的命令，進(jìn)行閥門的開啟/關(guān)斷操作。所有設(shè)備及儀表用電，由太陽能供電系統(tǒng)提供。太陽能供電系統(tǒng)包括安裝在房頂?shù)奶柲茈姵匕濉惭b在防爆箱中的充電控制器及蓄電池組。為使安裝更加緊湊及美觀，RTU、控制箱及蓄電池組集中在一個(gè)大防爆箱內(nèi)，也可分別進(jìn)行安裝。通信采用3G通信方式，它基于TCP/IP通信，通過3G的無線電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和視頻。已采集的各類儀表信號(hào)接至RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端中，并與采集信號(hào)一起通過3G通信系統(tǒng)上傳至上位操作中心。RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端與3G通信系統(tǒng)之間是通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232通信接口進(jìn)行通訊。系統(tǒng)通過OPC及其它數(shù)據(jù)通訊協(xié)議提供開放的接口，通過無線或光纖網(wǎng)絡(luò)，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以上傳到上位操作中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括同截?cái)嚅y的閥桿連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行截?cái)嚅y開啟或關(guān)斷動(dòng)作的電動(dòng)頭、和控制所述電動(dòng)頭工作的控制箱；遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程測(cè)控終端，用于遠(yuǎn)程控制所述控制箱及實(shí)現(xiàn)長輸管道壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；上位操作中心，同所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)相互通信，所述上位操作中心通過傳輸給所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制；和供電系統(tǒng)，用于為所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)供電，其特征在于所述用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)頭，為24V直流驅(qū)動(dòng)，所述供電系統(tǒng)為太陽能供電系統(tǒng)，包括接收太陽能的電池板、充電控制器及蓄電池組， 所述蓄電池組分別同所述電動(dòng)頭、控制箱及遠(yuǎn)程測(cè)控終端電連接，所述蓄電池組電路輸出電壓為MV，用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)頭及為所述長輸管道上的儀表供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)還包括3G無線通信系統(tǒng)和/或CDMA無線通信系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)通過3G無線通信系統(tǒng)或CDMA無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同上位操作中心間的通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于所述截?cái)嚅y室內(nèi)還設(shè)有用于監(jiān)控所述截?cái)嚅y狀態(tài)的視頻裝置，所述視頻裝置分別通過線路同所述蓄電池組和遠(yuǎn)程測(cè)控終端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于所述上位操作系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件組態(tài)，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)成表、成圖、下載、打??；和操作平臺(tái)，具備截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制操作功能、視頻監(jiān)控窗口、報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明公開了長輸管道截?cái)嚅y室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括同截?cái)嚅y的閥桿連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行截?cái)嚅y開啟或關(guān)斷動(dòng)作的24V直流電動(dòng)頭、和控制箱；遠(yuǎn)程控制與傳輸系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程測(cè)控終端，用于遠(yuǎn)程控制所述控制箱及實(shí)現(xiàn)長輸管道壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；上位操作中心，同所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)相互通信，所述上位操作中心通過傳輸給所述遠(yuǎn)程測(cè)控終端控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)截?cái)嚅y的遠(yuǎn)程控制；和太陽能供電系統(tǒng)，給所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)及各儀表單元供電。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用24V大功率弱電驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了無市電支撐、無光纜伴行的大口徑、高壓力原油或其它介質(zhì)長輸管道截?cái)嚅y室的遠(yuǎn)程控制，減少工人巡線工作量，降低管道事故狀態(tài)時(shí)可能造成的損失及對(duì)環(huán)境的影響。
文檔編號(hào)F16K31/04GK102563169SQ20101060462
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者付鋼旦, 徐勇, 徐梅贊, 徐永高, 慕立俊, 操紅梅, 李麗, 李佩, 李永清, 楊倉海, 程世東, 穆謙益, 趙宏濤 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司