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一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法

阅读：1023发布：2021-01-18

IPRDB可以提供一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，该方法包括如下步骤，步骤1，划定埋地燃气管道泄漏检测的覆盖范围；步骤2，向覆盖范围的上游燃气管道加注口注入示踪气体；步骤3，在覆盖范围内，沿着管道钻第一探测孔；步骤4，检测每个第一探测孔内示踪气体的浓度；步骤5，推算疑似泄漏点的位置；步骤6，在疑似泄漏点周围，沿着管道钻第二探测孔；步骤7，检测每个第二探测孔内示踪气体的浓度；步骤8，利用北斗定位的方法获取每个第二探测孔的坐标；步骤9，根据示踪气体的浓度变化规律和探测孔的坐标最终定位出泄漏点的位置。与现有技术相比，本发明具有定位精度高、抗干扰能力强、对地面的破坏小等突出优点。，下面是一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，步骤1，当探测到有燃气管道泄漏的情况发生时，划定埋地燃气管道泄漏检测的覆盖范围；

步骤2，向所述覆盖范围的上游燃气管道加注口注入示踪气体，所述示踪气体的密度大于空气的密度；

步骤3，在所述覆盖范围内，沿着管道钻多个第一探测孔；

步骤4，利用示踪气体探测仪分别检测每个第一探测孔内示踪气体的浓度；

步骤5，根据第一探测孔内示踪气体的浓度推算疑似泄漏点的位置；

步骤6，在所述疑似泄漏点周围，沿着管道钻多个第二探测孔；

步骤7，利用示踪气体探测仪分别检测每个第二探测孔内示踪气体的浓度，并得出每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律；

步骤8，利用北斗定位的方法获取每个第二探测孔的坐标；

步骤9，根据每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律和每个第二探测孔的坐标最终定位出泄漏点的位置。

2.根据权利要求1所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤1中，基于北斗定位的方法，结合埋地燃气管道数据库和空气动力模型划定泄漏检测的覆盖范围。

3.根据权利要求1或2所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤2中，所述示踪气体为丙烷；步骤4中，所述示踪气体探测仪为丙烷探测仪；步骤

7中，所述示踪气体探测仪为丙烷探测仪。

4.根据权利要求3所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤3中，在所述覆盖范围内，相邻的两个第一探测孔之间的距离均为第一间隔，且第一间隔随着覆盖范围内管道埋深的增大而增大。

5.根据权利要求4所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤6中，在所述疑似泄漏点周围，相邻的两个第二探测孔之间的距离均为第二间隔，所述第二间隔小于所述第一间隔。

6.根据权利要求1或5所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤1中，通过人工巡检或激光自动检测车的方式探测燃气管道是否泄漏。

7.根据权利要求1所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤7中，通过绘制示踪气体的浓度随时间变化曲线的方式表示每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律。

8.根据权利要求1所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤9中，还包括根据示踪气体在土壤中扩散的规律定位出泄漏点的位置的步骤。

9.根据权利要求1所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：所述示踪气体探测仪上安装有柔性探测臂。

10.根据权利要求2所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，其特征在于：步骤1中，还包括结合甲烷羽流模型划定泄漏检测的覆盖范围的步骤。

说明书全文

一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及城市燃气安全技术领域，更为具体来说，本发明为一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法。

背景技术

[0002] 随着国家能源结构的调整和人民生活水平的提高，燃气已经成为国民生产和生活的重要能源，城市燃气管网建设将继续稳步建设和发展。随着管道服役年限的增加，燃气泄漏事故的数量也逐年增多。而对于埋地燃气管道泄漏点的快速准确定位，可以节约运营维护费用，及时排除安全隐患，避免因燃气泄漏引发燃爆等恶性事故。

[0003] 但是，目前的管道燃气泄漏点的检测和定位主要存在定位不准的问题。常规的城市燃气管道的泄漏检测以人工巡检的方式为主，由技术人员携带可燃性气体检测仪、激光甲烷检测仪等检测仪器进行管道泄漏检测和定位。该方法对于燃气泄漏的检测准确性高、误报率较低，但对于泄漏点的定位比较粗糙。因为天然气的泄漏不像水、石油的泄漏那么明显，具有隐蔽性、流动性等特点，仅仅依靠窨井和气体泄漏检测仪，很难做到对漏点的准确定位。因此，在实际的燃气管道泄漏抢修施工中，时常会出现为找到燃气泄漏点多处开挖的情况。这不仅造成了资源浪费，而且会影响到道路交通和安全。

[0004] 为解决上述的问题，声发射检漏定位技术是近年来国内外研究较多的一项实用技术，在液体泄漏点定位检测方面已经比较成熟，在高压大流量气体泄漏定位中也发挥了一定作用。但是，由于声发射信号的干扰源众多，在小流量气体泄漏点定位方面存在诸多困难。

[0005] 因此，如何有效地解决为找到燃气泄漏点导致的多处开挖问题、提高小流量燃气泄漏点定位的准确率成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和研究的重点。

发明内容

[0006] 为解决现有技术存在燃气管道泄漏点定位准确率低、为找到燃气泄漏点而多处开挖、小流量气体泄漏点更难以定位等问题，本发明创新地提出了一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，通过北斗定位结合示踪气体检测的方式有效地对燃气管道泄漏点进行定位。

[0007] 为实现上述技术目的，本发明公开了一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，该方法包括如下步骤，

[0008] 步骤1，当探测到有燃气管道泄漏的情况发生时，划定埋地燃气管道泄漏检测的覆盖范围；

[0009] 步骤2，向所述覆盖范围的上游燃气管道加注口注入示踪气体，所述示踪气体的密度大于空气的密度；

[0010] 步骤3，在所述覆盖范围内，沿着管道钻第一探测孔；

[0011] 步骤4，利用示踪气体探测仪分别检测每个第一探测孔内示踪气体的浓度；

[0012] 步骤5，根据第一探测孔内示踪气体的浓度推算疑似泄漏点的位置；

[0013] 步骤6，在所述疑似泄漏点周围，沿着管道钻第二探测孔；

[0014] 步骤7，利用示踪气体探测仪分别检测每个第二探测孔内示踪气体的浓度，并得出每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律；

[0015] 步骤8，利用北斗定位的方法获取每个第二探测孔的坐标；

[0016] 步骤9，根据每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律和每个第二探测孔的坐标最终定位出泄漏点的位置。

[0017] 基于上述的泄漏点定位检测方法，本发明不仅基于尺寸较小的探测孔解决了为找到燃气泄漏点多处开挖的问题，而且基于示踪气体注入的方式有效地解决小流量气体泄漏点定位问题。

[0018] 进一步地，步骤1中，基于北斗定位的方法，结合埋地燃气管道数据库和空气动力模型划定泄漏检测的覆盖范围。

[0019] 将北斗定位方法与埋地燃气管道数据库及空气动力模型结合，能够更准确地划分出待进行泄漏检测的区域，避免由于覆盖区域划分过大而导致的泄漏点定位时间过长的问题。

[0020] 进一步地，步骤2中，所述示踪气体为丙烷；步骤4中，所述示踪气体探测仪为丙烷探测仪；步骤7中，所述示踪气体探测仪为丙烷探测仪。

[0021] 采用丙烷作为示踪气体，不会造成城市燃气的污染，不会影响用户的用气安全。

[0022] 进一步地，步骤3中，在所述覆盖范围内，相邻的两个第一探测孔之间的距离均为第一间隔，且第一间隔随着覆盖范围内管道埋深的增大而增大。

[0023] 进一步地，步骤6中，在所述疑似泄漏点周围，相邻的两个第二探测孔之间的距离均为第二间隔，所述第二间隔小于所述第一间隔。

[0024] 进一步地，步骤1中，通过人工巡检或激光自动检测车的方式探测燃气管道是否泄漏。

[0025] 进一步地，步骤7中，通过绘制示踪气体的浓度随时间变化曲线的方式表示每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律。

[0026] 进一步地，步骤9中，还包括根据示踪气体在土壤中扩散的规律定位出泄漏点的位置的步骤。

[0027] 进一步地，所述示踪气体探测仪上安装有柔性探测臂。

[0028] 进一步地，步骤1中，还包括结合甲烷羽流模型划定泄漏检测的覆盖范围的步骤。

[0029] 本发明的有益效果为：与常规的在地面上直接通过气体检测仪或甲烷检测仪检测的方法相比，本发明的定位检测方法不受地面空气流动的影响，从而能够实现更为精确地定位；与现有的通过声发射定位的方法相比，本发明能够通过示踪气体积分效应实现埋地燃气管道内燃气的微泄漏检测定位，具有抗干扰能力强等突出优点；在检测过程中，本发明对地面的破坏较小，有效解决了现有技术中常会出现的为找到燃气泄漏点多处开挖的问题，从而避免了资源浪费和对道路交通的影响。

附图说明

[0030] 图1为本发明基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法的流程示意图。

[0031] 图2为泄漏点上方示踪气体扩散状态示意图。

[0032] 图3为管道与探测孔相对位置示意图。

[0033] 图4为具有柔性探测臂的示踪气体探测仪的工作状态示意图。

[0034] 图5为示踪气体浓度沿管线的分布示意图。

[0035] 图6为泄漏点周围不同探测孔中示踪气体浓度变化规律示意图。

具体实施方式

[0036] 下面结合说明书附图对本发明基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法进行详细的解释和说明。

[0037] 如图1-6所示，本发明具体公开了一种基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点定位检测方法，该定位检测方法根据示踪气体在沿管线的探测孔中的浓度梯度推算疑似泄漏点的位置，再在疑似泄漏点的周围钻新探测孔，根据新探测孔中的示踪气体浓度随时间的变化和新探测孔的坐标最终确定泄漏点的位置。具体来说，该方法包括如下步骤。

[0038] 步骤1，通过人工巡检或激光自动检测车的方式探测燃气管道是否泄漏，比如，通过可燃气检测仪或甲烷检测仪探测是否有燃气泄露，当探测到有燃气管道泄漏的情况发生时，划定埋地燃气管道泄漏检测的覆盖范围，即经过对空气中燃气成分的检测划定泄漏点的大致范围，本实施例中，基于北斗差分定位的方法，结合埋地燃气管道数据库中的地理管道信息数据和空气动力模型迅速划定泄漏检测的覆盖范围，为更有效地划定覆盖范围，本步骤还包括结合甲烷羽流模型划定泄漏检测的覆盖范围的步骤，从而本发明能够指出疑似泄漏点及在该点附近搜索的方向及范围。以图3为例，划定的疑似泄漏区域内有相互间呈T型连接的A、B两条待测地下管线，在地表标记出地下管线的位置走向。

[0039] 步骤2，向上述覆盖范围的上游燃气管道加注口注入示踪气体，注入的示踪气体的压力根据实际情况而合理地选择，随着燃气的输送，上游的燃气管道加注口注入的丙烷会从管道泄露点漏出，由于丙烷在常温下具有较高的稳定性且扩散活性强，从而在泄漏点附近的土壤中形成高浓度聚集，并会随着距泄漏点距离的增加而单调的衰减，如图2所示，为更有效、更方便地检测到示踪气体，示踪气体的密度大于空气的密度；本实施例中，该示踪气体为具有大分子量特性的丙烷，当然，在本发明的技术启示下，示踪气体也可选择其他符合要求的气体。

[0040] 步骤3，如图3所示，在覆盖范围内，使用快速钻孔装置沿着管道钻第一探测孔；本实施例中，沿着管线以一定的间隔钻探测孔，具体来说，在覆盖范围内，相邻的两个第一探测孔之间的距离均为第一间隔，且第一间隔随着覆盖范围内管道埋深的增大而增大，对于一般的城市管网来说，第一间隔可为10米，第一探测孔直径可为3-5厘米，孔深为30-50厘米，这种尺寸级别的探测孔不会对道路交通和安全产生影响，从而有效地解决了现有技术存在的问题。

[0041] 步骤4，由于丙烷的密度比空气的密度大，而主要成分为甲烷的燃气的密度比空气的密度小，故燃气会扩散到空气中，而作为示踪气体的丙烷会聚集在探测孔中，如图4所示，利用示踪气体探测仪分别检测每个第一探测孔内示踪气体的浓度；本实施例中，示踪气体探测仪为丙烷探测仪，且示踪气体探测仪上安装有柔性探测臂，检测时将踪气体探测仪探头伸入探测孔底部。

[0042] 步骤5，如图5所示，可绘制示踪气体浓度沿管线探测点的分布图，根据第一探测孔内示踪气体的浓度推算疑似泄漏点的位置；具体地，根据每个第一探测孔中示踪气体的浓度可初步判断泄漏点在浓度最高的第一探测孔附近，并可将浓度最好的第一探测孔或第一探测孔附近某点对应管道上的某点作为疑似泄漏点。如图3、5所示，由于在管线A上示踪气体浓度在检测孔5和检测孔6处大致相等并向两侧衰减，且在管线B上，示踪气体浓度从交叉点处向远离管线A方向单调递减，因此，本实施例可推断泄漏点位于管线A上，且在检测孔5和检测孔6中心附近区域。

[0043] 步骤6，在疑似泄漏点周围，以更短的间隔均匀钻探测孔，沿着管道钻第二探测孔；本实施例中，在疑似泄漏点周围，相邻的两个第二探测孔之间的距离均为第二间隔，第二间隔小于第一间隔，比如，第二间隔可为2米。为缩小泄漏点范围，在疑似泄漏点附近5～10米区域内提高探测孔密度，本实施例中的疑似泄漏点为检测孔5和检测孔6中心，以2米为间隔钻探测孔。

[0044] 步骤7，利用示踪气体探测仪分别检测每个第二探测孔内示踪气体的浓度，上述检测过称可为定时测量，并得出每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律；更为具体来说，定时用图4所示的方法检测每个探测孔中示踪气体的浓度，比如每隔1小时检测一次，得出每个探测孔中示踪气体浓度随时间的变化曲线。泄漏处的示踪气体浓度随着离泄漏点的距离及时间的变化呈现如图6所示的规律，即距泄漏点一定距离处，示踪气体浓度随时间呈现S型曲线特征，距离泄漏点越近，示踪气体浓度上升速率越快，稳定后的最大值也越大；同时，随着距泄漏口距离的增大，泄漏的示踪气体扩散至检测孔所需的时间也越长。本实施例中，通过绘制示踪气体的浓度随时间变化曲线的方式表示每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律，而示踪气体探测仪也为丙烷探测仪。

[0045] 步骤8，利用北斗定位的方法获取每个第二探测孔的坐标，从而形成疑似泄漏点附近的每个第二探测孔形成完整的位置、时间、浓度的数据集合。

[0046] 步骤9，如图6所示，根据图6所示的规律，可由对疑似泄漏点附近每个探测孔形成的位置、时间、浓度的数据集合，推算出泄漏点的具体位置。具体地，根据每个第二探测孔内示踪气体的浓度随时间的变化规律和每个第二探测孔的坐标最终定位出泄漏点的位置。为更精确地确定泄漏点的位置，本步骤还包括根据示踪气体在土壤中扩散的规律定位出泄漏点的位置的步骤。

[0047] 综上所述，本发明通过北斗差分定位技术、结合埋地管道数据信息，利用示踪气体浓度分布模型，实现了埋地燃气管道泄漏点的精确定位。

[0048] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0049] 在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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