天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置製造方法
2023-07-10 04:18:41 2
天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置，屬於天然氣工業【技術領域】。該裝置包括第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、安裝於天然氣輸送管線的流量計、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器、數字平臺及與數字平臺連接的電腦；第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、流量計、第二溫度傳感器及第二壓力傳感器均連接數字平臺。電腦計算得出天然氣的進出口處的壓力波動特性、阻力係數、流體溫度值及溫度梯度；並與當年夏天的天然氣輸送管線內的天然氣的平均阻力係數、平均壓力波動特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進行對比，當對比結果達到預定值時，發出預警警報，實現自動預警，測量可靠穩定，計算科學、準確，且成本低，使用方便。
【專利說明】天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及天然氣工業【技術領域】，特別涉及一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置。
【背景技術】
[0002]天然氣從地下開採出來時，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連續凝結析出水。冬季，當溫度很低，比如:蘇裡格氣田的氣溫會在零下20度以下，這時，在輸送管線的某個區段，當積聚的水增多，溫度低到一定程度時，水就會開始形成冰。一旦形成大面積的冰，就會阻斷天然氣輸送管線對天然氣的輸送，從而影響天然氣的生產。然而，目前還沒有預測天然氣輸送管線是否已經形成冰堵的方法。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法及裝置。所述技術方案如下:
[0004]一方面，提供了一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其包括第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、安裝於天然氣輸送管線的流量計、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器、數字平臺及與數字平臺連接的電腦；其中，第一溫度傳感器及第一壓力傳感器連接於天然氣輸送管線的進口 ；第二溫度傳感器及第二壓力傳感器於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、第二溫度傳感器及第二壓力傳感器均連接數字平臺。
[0005]進一步的，電腦包括與數字平臺連接的數據接口模塊、與數據接口模塊連接的對比分析模塊及與對比分析模塊連接的預警模塊。
[0006]另一方面，提供了一種利用上述裝置進行天然氣輸送管線冰堵形成的預測方法，其包括如下步驟:第一步，測量得到天然氣輸送管線進口處的進口溫度和進口壓力、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，根據進口壓力、進口溫度、出口壓力及出口溫度分析計算得出天然氣的進出口處的平均壓力波動特性、阻力係數、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特性、阻力係數、流體溫度值及溫度梯度與當年夏天的天然氣輸送管線內的天然氣的平均阻力係數、平均壓力波動特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進行對比，當對比結果達到預定值時，發出預警警報。
[0007]進一步的，在第一步中，通過進口溫度和進口壓力分別通過第一溫度傳感器和第一壓力傳感器測得；出口溫度和出口壓力分別通過第二溫度傳感器和第二壓力傳感器測得；天然氣流量通過流量計測得。
[0008]進一步的，在第二步中，電腦根據接收到的進口壓力及出口壓力分析得到天然氣的進出口處的壓力波動特性。
[0009]進一步的，在第二步中，電腦根據接收到的進口壓力、出口壓力及然氣流量分析計算得到阻力係數，阻力係數的計算公式為
【權利要求】
1.一種天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，其包括第一溫度傳感器(I)、第一壓力傳感器(2)、安裝於天然氣輸送管線的流量計(3)、第二溫度傳感器(4)、第二壓力傳感器(5)、數字平臺(6)及與所述數字平臺(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 )連接於所述天然氣輸送管線的進口 ； 所述第二溫度傳感器(4)及所述第二壓力傳感器(5)於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(3)、所述第二溫度傳感器(4 )及所述第二壓力傳感器(5 )均連接所述數字平臺(6 )。
2.根據權利要求1所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，所述電腦(7)包括與所述數字平臺(6)連接的數據接口模塊(71)、與所述數據接口模塊(71)連接的對比分析模塊(73)及與所述對比分析模塊(73)連接的預警模塊(75)。
3.一種利用上述權利要求1至2中任一項所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置的預測方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟: 第一步，測量得到所述天然氣輸送管線進口處的進口溫度和進口壓力、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，根據所述進口壓力、所述進口溫度、所述出口壓力及所述出口溫度分析計算得出天然氣的進出口處的平均壓力波動特性、阻力係數、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特性、阻力係數、流體溫度值及溫度梯度與當年夏天的天然氣輸送管線內的天然氣的平均阻力係數、平均壓力波動特性、平均流體溫度值及平均溫度梯度進行對比，當對比結果達到預定值時，發出預警警報。`
4.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第一步中，通過所述進口溫度和所`述進口壓力分別通過所述第一溫度傳感器(I)和所述第一壓力傳感器(2)測得； 所述出口溫度和所述出口壓力分別通過所述第二溫度傳感器(4)和所述第二壓力傳感器(5)測得； 所述天然氣流量通過所述流量計(3)測得。
5.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口壓力及所述出口壓力分析得到所述天然氣的進出口處的壓力波動特性。
6.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口壓力、所述出口壓力及所述然氣流量分析計算得到阻力係數，所述阻力係數的計算公式為
7.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口溫度及所述出口溫度分析計算得到流體溫度，所述流體溫度的計算公式為
8.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第二步中，在所述第二步中，所述電腦(7)根據接收到的所述進口溫度及所述出口溫度分析計算得到溫度梯度，所述溫度梯度的計算公式為:
9.根據權利要求3所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第三步中，當所述流體溫度低於所述電腦(7)中當年夏天的平均流體溫度值的10度以上時，所述預警模塊(75)發出冰堵形成預警； 當所述溫度梯度比所述電腦(7)中當年夏天的平均溫度梯度降低30以上時，所述預警模塊(75)發出冰堵形成預警警報； 當所述阻力係數比所述電腦(7)中當年夏天的平均阻力係數大一倍以上時，所述預警模塊(75)發出冰堵形成預警； 當所述天然氣管線進出口處的壓力波動特性與所述電腦(7)中當年夏天的天然氣管線的進出口處的平均壓力波動特性比較，波動振幅增加50%以上，頻率增加2倍以上時，所述預警模塊(75)發出冰堵開始形成的預警警報。
10.根據權利要求9所述的天然氣輸送管線冰堵形成的預測裝置，其特徵在於，在所述第三步中，所述預警模塊(75)發出兩次以上的冰堵形成預警時；就判斷為冰堵已經形成。
【文檔編號】F17D5/00GK103822095SQ201210469865
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月19日 優先權日:2012年11月19日
【發明者】劉佔良, 劉禕, 郭自新, 龍運輝, 張 林, 常鵬, 成育紅, 李大昕, 曹鵬亮, 青松 申請人:中國石油天然氣股份有限公司