天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法及裝置，屬于天然氣工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、安裝于天然氣輸送管線的流量計(jì)、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器、數(shù)字平臺(tái)及與數(shù)字平臺(tái)連接的電腦；第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、流量計(jì)、第二溫度傳感器及第二壓力傳感器均連接數(shù)字平臺(tái)。電腦計(jì)算得出天然氣的進(jìn)出口處的壓力波動(dòng)特性、阻力系數(shù)、流體溫度值及溫度梯度；并與當(dāng)年夏天的天然氣輸送管線內(nèi)的天然氣的平均阻力系數(shù)、平均壓力波動(dòng)特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)對(duì)比結(jié)果達(dá)到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警，測(cè)量可靠穩(wěn)定，計(jì)算科學(xué)、準(zhǔn)確，且成本低，使用方便。
【專利說(shuō)明】天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣從地下開采出來(lái)時(shí)，就含有一定量的飽和水蒸汽和游離水。在天然氣輸送管線的輸送過(guò)程中，水蒸汽和游離水隨著壓力的降低及與輸送管線周圍地表之間的傳熱會(huì)連續(xù)凝結(jié)析出水。冬季，當(dāng)溫度很低，比如:蘇里格氣田的氣溫會(huì)在零下20度以下，這時(shí)，在輸送管線的某個(gè)區(qū)段，當(dāng)積聚的水增多，溫度低到一定程度時(shí)，水就會(huì)開始形成冰。一旦形成大面積的冰，就會(huì)阻斷天然氣輸送管線對(duì)天然氣的輸送，從而影響天然氣的生產(chǎn)。然而，目前還沒(méi)有預(yù)測(cè)天然氣輸送管線是否已經(jīng)形成冰堵的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法及裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0004]一方面，提供了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其包括第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、安裝于天然氣輸送管線的流量計(jì)、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器、數(shù)字平臺(tái)及與數(shù)字平臺(tái)連接的電腦；其中，第一溫度傳感器及第一壓力傳感器連接于天然氣輸送管線的進(jìn)口 ；第二溫度傳感器及第二壓力傳感器于天然氣輸送管線的出口 ；第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、流量計(jì)、第二溫度傳感器及第二壓力傳感器均連接數(shù)字平臺(tái)。
[0005]進(jìn)一步的，電腦包括與數(shù)字平臺(tái)連接的數(shù)據(jù)接口模塊、與數(shù)據(jù)接口模塊連接的對(duì)比分析模塊及與對(duì)比分析模塊連接的預(yù)警模塊。
[0006]另一方面，提供了一種利用上述裝置進(jìn)行天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)方法，其包括如下步驟:第一步，測(cè)量得到天然氣輸送管線進(jìn)口處的進(jìn)口溫度和進(jìn)口壓力、天然氣流量及天然氣輸送管線出口處的出口溫度和出口壓力；第二步，根據(jù)進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度、出口壓力及出口溫度分析計(jì)算得出天然氣的進(jìn)出口處的平均壓力波動(dòng)特性、阻力系數(shù)、流體溫度值及溫度梯度；第三步，將第二步得到的平均壓力波動(dòng)特性、阻力系數(shù)、流體溫度值及溫度梯度與當(dāng)年夏天的天然氣輸送管線內(nèi)的天然氣的平均阻力系數(shù)、平均壓力波動(dòng)特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)對(duì)比結(jié)果達(dá)到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)。
[0007]進(jìn)一步的，在第一步中，通過(guò)進(jìn)口溫度和進(jìn)口壓力分別通過(guò)第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測(cè)得；出口溫度和出口壓力分別通過(guò)第二溫度傳感器和第二壓力傳感器測(cè)得；天然氣流量通過(guò)流量計(jì)測(cè)得。
[0008]進(jìn)一步的，在第二步中，電腦根據(jù)接收到的進(jìn)口壓力及出口壓力分析得到天然氣的進(jìn)出口處的壓力波動(dòng)特性。
[0009]進(jìn)一步的，在第二步中，電腦根據(jù)接收到的進(jìn)口壓力、出口壓力及然氣流量分析計(jì)算得到阻力系數(shù)，阻力系數(shù)的計(jì)算公式為
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，其包括第一溫度傳感器(I)、第一壓力傳感器(2)、安裝于天然氣輸送管線的流量計(jì)(3)、第二溫度傳感器(4)、第二壓力傳感器(5)、數(shù)字平臺(tái)(6)及與所述數(shù)字平臺(tái)(6)連接的電腦(7)； 其中，所述第一溫度傳感器(I)及所述第一壓力傳感器(2 )連接于所述天然氣輸送管線的進(jìn)口 ； 所述第二溫度傳感器(4)及所述第二壓力傳感器(5)于所述天然氣輸送管線的出口 ；所述第一溫度傳感器(I)、所述第一壓力傳感器(2)、所述流量計(jì)(3)、所述第二溫度傳感器(4 )及所述第二壓力傳感器(5 )均連接所述數(shù)字平臺(tái)(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述電腦(7)包括與所述數(shù)字平臺(tái)(6)連接的數(shù)據(jù)接口模塊(71)、與所述數(shù)據(jù)接口模塊(71)連接的對(duì)比分析模塊(73)及與所述對(duì)比分析模塊(73)連接的預(yù)警模塊(75)。
3.一種利用上述權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 第一步，測(cè)量得到所述天然氣輸送管線進(jìn)口處的進(jìn)口溫度和進(jìn)口壓力、天然氣流量及所述天然氣輸送管線出口處的出口溫度和出口壓力； 第二步，根據(jù)所述進(jìn)口壓力、所述進(jìn)口溫度、所述出口壓力及所述出口溫度分析計(jì)算得出天然氣的進(jìn)出口處的平均壓力波動(dòng)特性、阻力系數(shù)、流體溫度值及溫度梯度； 第三步，將所述第二步得到的平均壓力波動(dòng)特性、阻力系數(shù)、流體溫度值及溫度梯度與當(dāng)年夏天的天然氣輸送管線內(nèi)的天然氣的平均阻力系數(shù)、平均壓力波動(dòng)特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)對(duì)比結(jié)果達(dá)到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)。`
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第一步中，通過(guò)所述進(jìn)口溫度和所`述進(jìn)口壓力分別通過(guò)所述第一溫度傳感器(I)和所述第一壓力傳感器(2)測(cè)得； 所述出口溫度和所述出口壓力分別通過(guò)所述第二溫度傳感器(4)和所述第二壓力傳感器(5)測(cè)得； 所述天然氣流量通過(guò)所述流量計(jì)(3)測(cè)得。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據(jù)接收到的所述進(jìn)口壓力及所述出口壓力分析得到所述天然氣的進(jìn)出口處的壓力波動(dòng)特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據(jù)接收到的所述進(jìn)口壓力、所述出口壓力及所述然氣流量分析計(jì)算得到阻力系數(shù)，所述阻力系數(shù)的計(jì)算公式為
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第二步中，所述電腦(7)根據(jù)接收到的所述進(jìn)口溫度及所述出口溫度分析計(jì)算得到流體溫度，所述流體溫度的計(jì)算公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第二步中，在所述第二步中，所述電腦(7)根據(jù)接收到的所述進(jìn)口溫度及所述出口溫度分析計(jì)算得到溫度梯度，所述溫度梯度的計(jì)算公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第三步中，當(dāng)所述流體溫度低于所述電腦(7)中當(dāng)年夏天的平均流體溫度值的10度以上時(shí)，所述預(yù)警模塊(75)發(fā)出冰堵形成預(yù)警； 當(dāng)所述溫度梯度比所述電腦(7)中當(dāng)年夏天的平均溫度梯度降低30以上時(shí)，所述預(yù)警模塊(75)發(fā)出冰堵形成預(yù)警警報(bào)； 當(dāng)所述阻力系數(shù)比所述電腦(7)中當(dāng)年夏天的平均阻力系數(shù)大一倍以上時(shí)，所述預(yù)警模塊(75)發(fā)出冰堵形成預(yù)警； 當(dāng)所述天然氣管線進(jìn)出口處的壓力波動(dòng)特性與所述電腦(7)中當(dāng)年夏天的天然氣管線的進(jìn)出口處的平均壓力波動(dòng)特性比較，波動(dòng)振幅增加50%以上，頻率增加2倍以上時(shí)，所述預(yù)警模塊(75)發(fā)出冰堵開始形成的預(yù)警警報(bào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，在所述第三步中，所述預(yù)警模塊(75)發(fā)出兩次以上的冰堵形成預(yù)警時(shí)；就判斷為冰堵已經(jīng)形成。
【文檔編號(hào)】F17D5/00GK103822095SQ201210469865
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】劉占良, 劉祎, 郭自新, 龍運(yùn)輝, 張 林, 常鵬, 成育紅, 李大昕, 曹鵬亮, 青松 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司