專利名稱：用于實時增強流體輸運管道的操作的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于增強管道的操作的方法和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明旨在用于監(jiān)視管 道網(wǎng)絡(luò)的操作、響應于失穩(wěn)的(destabilized)管道操作的不同水平產(chǎn)生警報并響應于該 警報而管理管道的操作的實時方法和動態(tài)的基于邏輯的系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及用于基 于管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的感測液壓反應來監(jiān)視管道并檢測和報告失穩(wěn)操作事件的方法和基于動態(tài) 行為的系統(tǒng)，這些失穩(wěn)操作事件包括但不限于可能的管道裂縫事件。本發(fā)明還涉及用于監(jiān) 視響應于感測失穩(wěn)事件的警報產(chǎn)生的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于保持管道的穩(wěn)定操 作、監(jiān)視潛在的失穩(wěn)事件并精確定位(pinpoint)該潛在的失穩(wěn)事件的位置以制定充分的 補救措施來避免或防止災難性失穩(wěn)事件(例如，泄漏、裂縫或設(shè)備故障)的系統(tǒng)。本發(fā)明還 涉及用于診斷失穩(wěn)事件的方法和系。
背景技術(shù)：
管道被用于高效地將流體商品從一個場所輸運到另一個場所，并通?？邕^很長的 距離。管道典型地被監(jiān)視和控制以確保管道的完整性。這通常是由中央控制中心實現(xiàn)的， 在中央控制中心處監(jiān)視和控制儀器設(shè)置和所測量的參數(shù)。通過測量各種參數(shù)，特別地，流 動速率和壓力，可以檢測泄漏。該監(jiān)視依賴于計算管的內(nèi)容物(流體)的質(zhì)量并在一時長 內(nèi)觀察管的內(nèi)容物是否以指示出在未測量位置處可能通過管道中的裂縫使流體離開管道 的方式改變。泄漏對所測量的參數(shù)以及由此對計算的管內(nèi)流體的質(zhì)量的影響在數(shù)學上可 與通過裂縫離開管道的流體的質(zhì)量有關(guān)。使用現(xiàn)有的方法，可以在相對短的時長內(nèi)檢測到 大的裂縫。然而，小的裂縫，如果可根本檢測到，需要較長的時長來積累必需的體積不符值 (discrepancy)以表明過量的系統(tǒng)測量失衡，這會導致較大量的流體從系統(tǒng)泄漏到周圍環(huán) 境中。這些系統(tǒng)依賴于均衡算法以確定流體是否在未測量位置處離開管道，從而確定是否 存在裂縫。將理解，這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)在發(fā)生對裂縫的檢測之前需要使足夠體積的流體通 過裂縫離開管道。由于推斷性測量系統(tǒng)是平常的且對于液壓波速和在封閉的加壓液壓網(wǎng)絡(luò) 中的裂縫事件之后后繼分節(jié)段減壓相對遲鈍，這可導致在裂縫周圍區(qū)域中的顯著的環(huán)境影 響。對管道中的內(nèi)容物的質(zhì)量的計算易受許多偏差(inaccuracy)(例如，對進入和離 開管道的流體的質(zhì)量的測量的誤差、由管道壁的溫度波動導致的對管內(nèi)物理空間的改變的 不準確了解、以及在管道內(nèi)的實際溫度和壓力、轉(zhuǎn)換器校準和/或配置修正的極少了解)的影響。可以使用通過在可測量位置處檢驗裂縫對流速和壓力的影響的用于大裂縫的現(xiàn) 有方法來確定管道裂縫的近似位置。在現(xiàn)有方法下對裂縫的定位易受多種可能的偏差的影 響，這些偏差涉及測量系統(tǒng)和輔助設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)確定、配置和校準。當通過裂縫離開的流體 的體積下降到管道流速的一小部分時，丟失的流體的影響將下降到用于計算位置的參數(shù)的 測量精度之下。另外，常用的推斷性的質(zhì)量測量系統(tǒng)經(jīng)常工作在儀器操作的非線性區(qū)域內(nèi)， 由此降低了泄漏檢測能力。
需要用于快速地檢測并精確地預報管道網(wǎng)絡(luò)中的失穩(wěn)事件的位置的系統(tǒng)和方法。 其他人已試圖研發(fā)在識別裂縫方面比上述系統(tǒng)更高效地系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)僅僅識別泄漏和 裂縫而不是識別失穩(wěn)事件。這些失穩(wěn)事件可能不是泄漏或裂縫，但卻影響管道的工作。然 而，這些系統(tǒng)使所感測的條件與預先識別的已存儲的泄漏分布相比較。這些系統(tǒng)不識別并 非泄漏或裂縫的不穩(wěn)定操作，這些不穩(wěn)定操作或源頭的位置是所關(guān)心的。這些系統(tǒng)不是動 態(tài)的，因此，這些系統(tǒng)不能充分地響應于管道 網(wǎng)絡(luò)的操作中的異常改變，這些異常改變并不 指示出泄漏或裂縫的存在。Wall的美國專利5，361，622公開了用于檢測管道中的泄漏的裝置和方法。Wall 利用轉(zhuǎn)換器來測量即時管道壓力。Wall利用計算機來比較在孤立的節(jié)點處的以連續(xù)預選的 且固定的時間間隔測量的壓力的變化速率。計算機使所測量的改變的速率與在該節(jié)點處指 定的特性中的預選總改變相比較。當所測量的變化速率超過預選的最大總變化時，觸發(fā)警 報，該警報指示出泄漏或裂縫的可能性。然而，這些最大值不能改變或調(diào)整以用于管道操作 的變化。Wall沒有在確定泄漏或裂縫的位置方面提供幫助，這是因為其分析具有位置特異 性。Wall提供了在管道內(nèi)的選擇點處的局域或孤立的分析。Wall沒有證實這些變化與在 其他節(jié)點處發(fā)生的任何變化。這種證實的缺失導致假警報的較大可能。Walters等人的美國專利5，388，445公開了一種用于檢測由管道中的泄漏或其他 暫時事件的開始引起的波前的方法和裝置。Walters試圖檢測在管道的高噪聲環(huán)境特性中 行進的顯著波前，并精確地測量其振幅和到達時間。Walters公開了通過利用設(shè)置在管道上 的給定點處的測量裝置測量與管道中的流體的壓力有關(guān)的特性來檢測指示出在管道中發(fā) 生的暫時事件的波前并輸出與壓力成比例的模擬信號。波前到達時間的檢測可被直接用于 產(chǎn)生警報。振幅可被用于找到泄漏的位置和/或尺寸。然而，Walters沒有提供用于減低 以下影響的裝置，即，(i)管道上的外部影響，其可產(chǎn)生波前但并不是泄漏，或者(ii)諸如 管道內(nèi)的粘性或剝離操作中的變化的內(nèi)部影響，其也會產(chǎn)生波前但并不是泄漏。在Walters 中采用的模型是固定模型。其不能基于變化的管道操作和外部影響而進行調(diào)整或?qū)W習；相 反地，其依賴于固定的參考事件來確定泄漏。因此，由Walters公開的系統(tǒng)傾向于假泄漏指 示。此外，Walters考慮在所附的時間窗口期間獲得的測量結(jié)果而不考慮會在一個窗口期 間開始且在另一窗口期間結(jié)束的事件。因此，該系統(tǒng)不能檢測泄漏，其也不試圖識別或診斷 失穩(wěn)事件，所述失穩(wěn)事件并不是泄漏但卻不利地影響管道網(wǎng)絡(luò)的操作效率或安全性。Jerde等人的美國專利5，428，989公開了用于使用壓力暫態(tài)來檢測和表征泄漏的 方法和裝置。Jerde提供了以已知的距離沿管道彼此分隔開的多個壓力監(jiān)視站點。這些站 點在檢測到壓力波前時產(chǎn)生到達時間信號。該系統(tǒng)可以確定來自多個檢測站點的到達時間 信號是否對應于同一事件。Yang等人的美國專利6，389，881和美國專利6，668，619公開了用于檢測和定位管 道中的泄漏的基于聲學的方法和裝置。Yang利用使用由管道中的泄漏事件產(chǎn)生的聲學信號 來檢測泄漏的系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要在選定的位置處使用安裝到管道上的非工業(yè)標準的專用部 件。使用圖形匹配濾波器來通過使由泄漏產(chǎn)生的聲波與所存儲的先前記錄的標記泄漏分布 相比較而減低假警報率并改善泄漏定位精度。Yang利用聲學信號的時戳(time stamp)來 精確定位泄漏的位置。該系統(tǒng)監(jiān)聽聲波以確定是否存在泄漏。正常操作事件(例如泵啟動 等等)和孤立事件(例如一件儀器擊打管道)會產(chǎn)生行進通過管道的聲學信號但不是泄漏的壓力波特性。因此，Yang的系統(tǒng)更容易發(fā)出假警報。Abhulimen等人的美國專利6，970，808公開了用于利用流動模型來實時檢測和定 位管道網(wǎng)絡(luò)中的泄漏的方法，該流動模型表征了與管道網(wǎng)絡(luò)中的模型泄漏的不存在和存在 對應的穩(wěn)定和不穩(wěn)定 狀態(tài)中的至少一者的流動特性。提供確定性模型以使用確定性標準來 評估與管道網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的泄漏狀態(tài)和無泄漏狀態(tài)中的至少一者。這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)不是前瞻性系統(tǒng)；相反地，這些系統(tǒng)在本質(zhì)上是依賴于與歷 史數(shù)據(jù)或預定模擬結(jié)果的比較以確定是否存在泄漏的反應性系統(tǒng)。這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)在每 次檢測到潛在的泄漏之后實質(zhì)上復位到初始閾值?，F(xiàn)有技術(shù)的閾值不實時地對其自身進行 重新調(diào)節(jié)以考慮管道操作中的正常變化。這些閾值通常是高的，忽視了由小泄漏引起的變 化。這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不依賴于當前的管道活動來確定泄漏或裂縫的存在，這需要進一步 的動作，這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)也不進行證實步驟來確認失穩(wěn)事件，它們也不診斷失穩(wěn)事件的 源頭(例如，處理錯誤，儀器故障)。這些系統(tǒng)不會連續(xù)地調(diào)整檢測閾值以考慮管道網(wǎng)絡(luò)的 各種正常操作模式。雖然希望在整個管道網(wǎng)絡(luò)中保持穩(wěn)定的壓力和穩(wěn)定的流動，但由于流 過網(wǎng)絡(luò)的各種流體的粘度改變、儀器故障等等，壓力和流動的變化是常見的。這些現(xiàn)有技術(shù) 系統(tǒng)沒能考慮這些管道活動的變化。因此，這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的指示出潛在泄 漏的警報。這些警報中的每一個都需要由管道操作者進行某種形式的動作。需要這樣的動 態(tài)的基于邏輯的系統(tǒng)，其精確地響應于在管道網(wǎng)絡(luò)中存在的變化的操作條件，同時精確地 識別包括泄漏和裂縫的失穩(wěn)事件且使假警報事件最少。此外，需要有效地管理警報的產(chǎn)生 的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供一種監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)以識別該管道網(wǎng)絡(luò)中的可能的失穩(wěn) 事件的方法和動態(tài)系統(tǒng)。本發(fā)明旨在用于各種管道網(wǎng)絡(luò)中而不旨在受限于用于輸運石油、 液化天然氣、以及由其衍生的氣體或產(chǎn)品的那些網(wǎng)絡(luò)。該方法和相關(guān)系統(tǒng)預期用于管道網(wǎng) 絡(luò)，所述管道網(wǎng)絡(luò)包括但不限于使以下的一種或多種互連的網(wǎng)絡(luò)精煉廠、石化生產(chǎn)設(shè)備、 泵站、貯存設(shè)備、分配終端、鉆井臺、海上終端和海上鉆井平臺。預期本發(fā)明可應用于通過管 道輸運液體或其他流體的任何環(huán)境中(例如，配水系統(tǒng)、食品加工設(shè)備等等)。根據(jù)本發(fā)明的一方面的方法可包括在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的預定位置處感測所述管 道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波，并響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的 失穩(wěn)事件的存在。失穩(wěn)事件可從管道的泄漏或裂縫到在野外中的部件故障(例如，泵或閥 門或與管道的操作有關(guān)的其他管道儀器)到處理錯誤，該處理錯誤可歸因于操作者錯誤 (例如，控制閥門或可變頻率驅(qū)動調(diào)整的設(shè)定點誤置)或管道的誤操作。失穩(wěn)事件具有不同 的嚴重程度(其中潛在的泄漏或裂縫具有最高的嚴重程度)。但是，每種失穩(wěn)事件都需要 得到某種程度的關(guān)注。如果低水平失穩(wěn)事件繼續(xù)發(fā)展而不實施補救措施步驟，則管道的高 效操作會受到影響，導致潛在的故障安全操作(例如，向管道泵的不充分的流體供給、管道 內(nèi)的壓力過高、部件故障等等)。通過實施矯正措施來穩(wěn)定化失穩(wěn)事件，可以防止?jié)撛诘牧?縫和泄漏，保持穩(wěn)定的操作，恢復高效的管道操作，防止對儀器的損害，并可延長管道壽命 (通過減輕管道的應變、疲勞和磨損)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，以所允許的最高采樣率或以與所述管道關(guān)聯(lián)的壓力變送傳感器的采樣率極限進行對所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的壓力波的感測。使用現(xiàn)有的管道儀器實現(xiàn)所 述采樣，并且所述采樣不需要為了事件檢測而在所述管道上設(shè)置附加的或定制的儀器。反 復進行采樣，以確定在所述管道中失穩(wěn)事件的存在。響應于對所述壓力波的感測而確定在 所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在可包括檢測所感測的壓力波的變化。這可包括使用 SCADA系統(tǒng)來確定在管道系統(tǒng)內(nèi)的在受壓的液壓網(wǎng)絡(luò)上是否發(fā)生了快速壓力衰減和隨后的 泄漏事件的分段減壓特性。所述方法優(yōu)選包括確定檢測到的變化是否超過可接受的標準偏 差。與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同地，在本發(fā)明中采用的標準偏差的使用考慮了管道操作的不同模 式(例如，管道流體從一端被推進到另一端但也在中間點處被抽取的汲取模式，以及管道 流體在中間點處不被抽取的密閉管道模式)?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)依賴于固定閾值。當超過該閾 值時，觸發(fā)警報。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所采用的閾值根據(jù)由操作模式的改變引起的操作條 件的改變、由流體的正常噪聲、溫度、不同類型(例如，汽油或柴油燃料)和管道位置(例 如，在路面上方、路面下方、水下)而引起的操作改變而改變。該閾值可響應于已知的操作 條件或事件而增大或減小。例如，該閾值可響應于泵或其他管道儀器的啟動或關(guān)斷而增大。 閾值的增大可防止識別出僅可歸因于部件啟動的在操作上可接受的失穩(wěn)事件。當泵關(guān)斷 時，重新獲得穩(wěn)態(tài)，閾值可從暫態(tài)噪聲減小或重調(diào)到穩(wěn)態(tài)正常噪聲，從而更嚴格地監(jiān)視系統(tǒng) 的在操作上不可接受的失穩(wěn)事件。這允許檢測到在閾值保持恒定的情況下尚未被識別出的 失穩(wěn)事件。使用所述標準偏差，可分析所報告的高速壓力衰減，以確定其是起源于已知的管 道操作活動還是可歸因于潛在的泄漏或其它失穩(wěn)事件。高速壓力衰減的存在表明泄漏或裂 縫。在管道被淹沒在水下時，會存在與壓力衰減相反的由于進入管道的水對管道施加的壓 力而引起的壓力增大。進行所報告的壓力反應時間與最近的管道操作活動的時間的比較， 以通過相對于已知的管道參數(shù)和流體波傳播特性比較時間、速度和距離計算來確定該活動 與壓力響應的檢測之間的時間差和線性管道距離是否是由正常的管道活動引起的。感測到 的失穩(wěn)事件的壓力脈沖在移動通過管道時要快于流體在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的正常流動分布。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的方法還包括響應于所感測的壓力波 而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的位置?？赡艿氖Х€(wěn)事件的存在和位置被報告給 所述管道網(wǎng)絡(luò)的一個或多個操作者。在所述失穩(wěn)事件為高水平時，操作者采取適宜的補救 措施(例如，泵關(guān)斷、設(shè)定點調(diào)整、閥門操作、系統(tǒng)關(guān)斷)來最小化流體從系統(tǒng)的損失并最小 化對周圍環(huán)境的影響。響應于所感測的壓力波確定在管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的位置的 步驟可包括識別出在第一感測時刻在哪些預定位置感測出表明壓力反應的失穩(wěn)事件(例 如，裂縫)，然后識別出在第二感測時刻在哪些預定位置感測出所感測的壓力波發(fā)生，并基 于在所述第一感測時刻和在所述第二感測時刻所感測的壓力波的位置而確定可能的失穩(wěn) 事件的位置。分析多個同步(coincidentally timed)壓力反應，以確定引起該壓力反應的 事件的可能位置。比較所感測的反應的時間表以相對于受驗管道系統(tǒng)和該管道內(nèi)的流體或 流體集合的已知參數(shù)而獲得合理性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法還包括確定所述可能的失穩(wěn)事件的 確定性(certainty)并將所述可能的失穩(wěn)事件的存在、位置和確定性報告給所述管道網(wǎng)絡(luò) 的一個或多個操作者。所述可能的失穩(wěn)事件的確定性包括比較基于所感測的壓力波而對可 能的失穩(wěn)事件的確定與一個或多個當前感測的管道網(wǎng)絡(luò)操作條件。本發(fā)明的另一方面是提供一種監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)以檢測所述管道網(wǎng)絡(luò)中的失穩(wěn)事件的系統(tǒng)。所述管道網(wǎng)絡(luò)包括第一設(shè)備、第二設(shè)備、連接所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備以使流 體可在所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備之間流動的至少一個管道段、以及連接到所述至少一 個管道段的至少一個泵站(其包括泵組)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可預期各種設(shè)備，其包括但不 限于精煉廠、石化生產(chǎn)設(shè)備、泵站、貯存設(shè)備、分配終端、鉆井臺以及海上鉆井平臺。例如，管 道可從精煉廠延伸到分配終端、海上鉆井平臺或終端到岸上貯存或處理設(shè)備或精煉廠。所 述網(wǎng)絡(luò)不限于兩個設(shè)備。各種組合和數(shù)目的設(shè)備和管道段被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。每個 泵站優(yōu)選包括至少一個泵。泵站可包括離心型泵或泵組，用于以希望的壓力和速率從上游 管道段抽取流體并以希望的壓力和速率將流體推進到下游管道段。所述監(jiān)視系統(tǒng)包括多個 壓力感測裝置，其用于感測在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一個或多個壓力波的存在。每個壓力感測裝 置優(yōu)選為與所述管道關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有的壓力傳送器。所述多個壓力感測裝置優(yōu)選包括用于每個 泵站的壓力感測裝置對。所述壓力感測裝置對中的第一感測裝置被設(shè)置在所述泵或泵組的 一側(cè)，并且所述壓力感測裝置對中的第二感測裝置被設(shè)置在所述泵或泵組的相反側(cè)。每個 壓力感測裝置能夠感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波。所述監(jiān)視系統(tǒng)還包括多個遠 程監(jiān)視裝置，其被操作地連接到所述第一設(shè)備、所述第二設(shè)備和至少一個泵站。所述遠程監(jiān) 視裝置監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作并從所述感測裝置和其它監(jiān)視裝置收集所述管道網(wǎng)絡(luò)的 操作數(shù)據(jù)。所述多個壓力感測裝置中的每一個可操作連接到至少一個遠程監(jiān)視裝置。所述 監(jiān)視系統(tǒng)還包括操作地連接到所述多個遠程監(jiān)視裝置的控制單元，所述控制單元用于基于 從所述多個遠程監(jiān)視裝置接收到的信號而控制所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作。所述控制單元檢測在 所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在并基于所感測的壓力波而確定可能的失穩(wěn)事件在 所述管道網(wǎng)絡(luò)中的位置。通過壓力感測場定位設(shè)備和處理器的高速的時間同步陣列來進行 該應用。 所述控制單元包括實時優(yōu)化器。所述實時優(yōu)化器基于所感測的壓力波而確定在所 述管道網(wǎng)絡(luò)中失穩(wěn)事件的存在。此外，所述實時優(yōu)化器確定是否存在所感測的壓力波的變 化并確定是否每個變化或變化組超過可接受的標準偏差(相對于當前模式的憑經(jīng)驗確定 的正常管道系統(tǒng)行為)或其他統(tǒng)計比較器(例如，網(wǎng)絡(luò)中的減壓的正或負變化率)。所述實 時優(yōu)化器還通過比較基于所感測的壓力波的對可能的失穩(wěn)事件的確定與由多個遠程監(jiān)視 裝置感測的一個或多個感測的管道網(wǎng)絡(luò)操作條件來證實并確定所述可能的失穩(wěn)事件的確 定性。所述實時優(yōu)化器基于壓力感測裝置的位置而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中所述失穩(wěn)事件的 位置，所述壓力感測裝置感測特定反應的壓力波和關(guān)于憑經(jīng)驗確定的可接受的液壓分布的 實際實時管道系統(tǒng)液壓特性。所述控制單元響應于存在失穩(wěn)事件的確定而識別用于解決失穩(wěn)事件的補救措施， 包括但不限于修改操作參數(shù)、重設(shè)儀器、通知人工管道控制器、和/或維修檢查儀器。在檢 測到裂縫或泄漏的情況下，所述控制單元識別或自動執(zhí)行補救措施，以最小化從系統(tǒng)的流 體損失。所述補救措施包括但不限于切斷泵的電源以減少向漏洞的流動、暫時關(guān)斷管道、使 管道內(nèi)的流動轉(zhuǎn)向、以及隔離泄漏部位。本發(fā)明的另一方面是提供一種有效地提供警報管理以減少誤警報的數(shù)目的系統(tǒng)。 在管道網(wǎng)絡(luò)的正常操作期間，產(chǎn)生不可歸因于失穩(wěn)事件的各種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)壓力分布，但會 產(chǎn)生發(fā)生警報信號的壓力活動。這可歸因于正常管道操作且可表明操作模式的改變和/或 操作事件的改變。例如，將操作模式從密閉管道模式改變?yōu)榧橙∧Ｊ綍诰W(wǎng)絡(luò)內(nèi)產(chǎn)生引起警報的壓力波。類似地，泵單 元在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的正常操作(即，接通、關(guān)斷泵或者調(diào)整可變頻率 驅(qū)動器)會在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)產(chǎn)生引起警報的壓力波。這些壓力波反映出正常的管道操作，但卻會 在一天內(nèi)引起幾百次的誤警報。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的動態(tài)性質(zhì)提供了有效的警報管理以減 少誤警報的總發(fā)生率。誤警報的這種減少為管道操作者提供了更多的時間來解決并響應于 實際警報并提高了操作者對實際警報的敏感度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于管理對管道網(wǎng)絡(luò)中的可能的失穩(wěn)事件的 警報的產(chǎn)生的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)優(yōu)選進行在此描述的方法。所述方法包括在所述管道 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的預定位置處感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波，基于所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作 模式、所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作條件和所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作事件中的至少一者而 自動調(diào)整在所述預定位置處所述管道網(wǎng)絡(luò)的預定的穩(wěn)定操作閾值，并通過確定所感測的壓 力波是否超過經(jīng)調(diào)整的預定的穩(wěn)定操作閾值而確定所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存 在。響應于該確定，所述方法還包括在所感測的壓力波超過經(jīng)調(diào)整的預定的穩(wěn)定操作閾值 時產(chǎn)生表明可能存在失穩(wěn)事件的警報。響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可 能的失穩(wěn)事件的存在還包括檢測所感測的壓力波的變化并確定檢測到的變化是否超過可 接受的標準偏差。所述可接受的標準偏差可以是憑經(jīng)驗確定的標準偏差。所述方法還包括 確定是否存在在檢測所感測的壓力波的變化之后的隨后的減壓特性。當存在該特性時，產(chǎn) 生表明存在泄漏的警報。本發(fā)明的另一方面是提供一種監(jiān)視系統(tǒng)，其用于檢測管道網(wǎng)絡(luò)中的失穩(wěn)事件并診 斷失穩(wěn)事件以識別出(i)所述失穩(wěn)事件的位置和(ii)識別出所述失穩(wěn)事件的潛在起因和 補救和/或矯正措施。所述系統(tǒng)尤其可用于診斷高程度和低程度失穩(wěn)事件，以便實施矯正 措施以最小化對所述管道網(wǎng)絡(luò)的任何長期有害影響并使所述網(wǎng)絡(luò)迅速地恢復到穩(wěn)定操作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種管道監(jiān)視系統(tǒng)，其診斷失穩(wěn)事件的潛在來源。 所述系統(tǒng)包括控制單元，其通過比較使用基于專家的診斷子程序的所感測的失穩(wěn)事件的特 性與在先的失穩(wěn)事件、管道網(wǎng)絡(luò)的當前操作模式、管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作條件和管道網(wǎng)絡(luò) 中的當前操作事件中的至少一者來診斷所感測的失穩(wěn)事件的潛在的起因。所述控制單元響 應于存在可能的失穩(wěn)事件的確定而識別補救措施以隔離或矯正所述可能的失穩(wěn)事件。所述 控制單元接下來將所述補救措施報告給所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作者。還預期所述控制單元自動 執(zhí)行所述補救措施。


在閱讀了以下詳細的描述并參考附圖之后，本技術(shù)的上述和其他優(yōu)點將變得顯而 易見，其中相似的參考標號表示相似的要素，并且其中圖1是根據(jù)本技術(shù)的特定方面的示例性管道網(wǎng)絡(luò)；圖2是根據(jù)本技術(shù)的方面的圖1的控制中心的示例性實施例；圖3是由圖1的管道網(wǎng)絡(luò)中的裂縫引起的壓力波的示例性實施例；圖4是根據(jù)本技術(shù)的方面的圖1的控制中心中向管道操作者示出的顯示的示例性 實施例；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面之一的一個邏輯流程的示例性實施例。
具體實施例方式在以下的詳細描述和實例中，將關(guān)于其優(yōu)選實施例描述本發(fā)明。然而，在以下描述 對于本發(fā)明的特定實施例或特定用途為具體的程度上，其旨在僅為示例性的。因此，本發(fā)明 不限于以下描述的具體實施例，而是包括落在所附權(quán)利要求的真實范圍內(nèi)的所有替換、修 改和等效物。本發(fā)明旨在一種 用于檢測在一個或多個管道網(wǎng)絡(luò)中失穩(wěn)事件的發(fā)生的系統(tǒng)和方 法。術(shù)語“失穩(wěn)事件”旨在包含對管道網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定操作有不利影響的任何事件或活動，其包 括但不限于泄漏、裂縫、儀器故障、儀器失靈、處理錯誤等等。特別地，監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集 (SCADA)單元利用實時優(yōu)化器(RTO)來通過以下步驟檢測管道中的失穩(wěn)事件檢測管道內(nèi) 的壓力反應，比較這些反應與用于當前管道模式的憑經(jīng)驗確定的可接受性，排除由已知的 管道事件引起的那些反應，使用聲納測距法確定這些壓力反應所來自的位置，并評估其它 實時操作數(shù)據(jù)以證實裂縫的發(fā)生。RTO是基于專家算法的控制系統(tǒng)，其被設(shè)計為最優(yōu)化安全 性并最小化由失穩(wěn)事件引起的對管道的環(huán)境影響，同時有效地管理警報事件的產(chǎn)生。為了 增強對管道中的失穩(wěn)事件的檢測，RTO分析來自SCADA單元的并行或?qū)崟r操作數(shù)據(jù)。通過 該分析，如果檢測到可能的失穩(wěn)事件，則通過SCADA單元產(chǎn)生警報以向操作者警示管道網(wǎng) 絡(luò)。可以以圖形、聲音、或文字、或其組合的形式向操作者提供用于評價裂縫的可能性的信 息。預期該系統(tǒng)可推薦或自動執(zhí)行矯正措施以最小化失穩(wěn)事件對管道系統(tǒng)的影響并將管道 網(wǎng)絡(luò)恢復到穩(wěn)定的操作。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，并且最初參考圖1，示例根據(jù)本技術(shù)的一些方面的管道網(wǎng)絡(luò)100。 在管道網(wǎng)絡(luò)100中，將諸如一種或多種流體商品的流體(例如，油、氣體以及由其產(chǎn)生的產(chǎn) 物)從第一設(shè)備102通過各種管道段104和泵站106a-106n輸運到至少第二設(shè)備108。第 一設(shè)備102和第二設(shè)備可以是與油、氣體和/或由其產(chǎn)生的產(chǎn)物的制造、處理以及運輸相關(guān) 聯(lián)的任何設(shè)備，其包括但不限于油田采油樹、表面設(shè)備、分配設(shè)備、油砂廠等等、海上鉆井平 臺、海上分配或輸運終端、精煉廠、石化設(shè)備等等。管道段104可包括用于使流體商品通過 其而輸運的管狀構(gòu)件。應注意，η可以為任何整數(shù)，并且該實施例僅僅用于示例的目的。例 如，其它實施例可包括一個或多個產(chǎn)品帶或注入點、管道中的分支、以及任何數(shù)目的中間泵 站。本發(fā)明旨在用于具有一個或多個分支的各種類型的管道網(wǎng)絡(luò)。泵站106a_106n包括一個或多個泵110a_110n、一個或多個傳感器112a_112n、和 /或一個或多個儀表108a-108n。泵IlOa-IlOn可包括一個或多個同步電動機泵、可變頻率 驅(qū)動(VFD)泵和/或類似的泵。在每個泵站106a-106n中，壓力傳感器112a-112n優(yōu)選既 被設(shè)置在第一個泵IlOa-IlOn的上游也被設(shè)置在最后一個泵IlOa-IlOn的下游，如圖1和 圖3所示。儀表108a-108n通常僅被設(shè)置在流體商品進入或離開管道網(wǎng)絡(luò)100的位置處， 如圖1所示。為了管理和監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)100的操作，利用諸如遠程監(jiān)視裝置120、121和 122a-122n的各種基于處理器的裝置來收集和溝通關(guān)于操作設(shè)定的數(shù)據(jù)，這些操作設(shè)定包 括儀器設(shè)定(例如，儀器狀態(tài)等等)和管道網(wǎng)絡(luò)100的測量參數(shù)(例如，壓力、溫度、流速等 等)。遠程監(jiān)視裝置120、121和122a-122n可以為可編程的邏輯控制器(PLC)、循環(huán)控制器、 流動計算機、遠程終端單元(RTU)、人機界面(HMI)、服務器、數(shù)據(jù)庫和/或這些類型的基于 處理器的系統(tǒng)的組合。這些遠程監(jiān)視裝置120、121和122a-122n還可包括監(jiān)視器、鍵盤、指點裝置和其他用于與操作者交互式活動的其他用戶界面。每個遠程監(jiān)視裝置120、121和122a-122n可被設(shè)置在第一設(shè)備102、泵站 106a-106n以及第二設(shè)備108中的一者或多者中以收集來自傳感器112的數(shù)據(jù)、來自于管道 網(wǎng)絡(luò)100關(guān)聯(lián)的儀器和/或儀表108a-108n的諸如操作設(shè)置或遙測數(shù)據(jù)的操作數(shù)據(jù)。來自 儀器(例如，泵IlOa-IlOn和/或儀表108a-108n)和傳感器112a-112n的控制信號受到由 作為該儀器或儀表108a-108n的部件的開關(guān)或變換器傳送控制信號的距離的限制。因此， 每個遠程裝置120、121和122a-122n操作作為用于來自一個特定泵站106a-106n或其他管 道設(shè)備的數(shù)據(jù)的中央收集位置。作為一實例，操作設(shè)置可包括關(guān)于汲取率、泵狀態(tài)、減阻添 加劑(drag reducer additive) (DRA)注入器狀態(tài)、閥狀態(tài)、DRA注入速率、可變頻率驅(qū)動設(shè) 定、管道段104中的流速、設(shè)備102和108中的容箱內(nèi)的流體的高度、流體溫度；管道段104 中的壓力、流體商品的密度和/或批接口的數(shù)據(jù)。遠程裝置120、121和122a-122n在本機 存儲器中接收、處理并存儲各種控制信號。以該方式，可以有效地管理對每個位置的操作設(shè) 置以進一步分配到控制中心126。遠程裝置120、121和122a-122n通過網(wǎng)絡(luò)124與設(shè)置在一個或多個控制中心126 中的其他裝置交互以進一步處理操作數(shù)據(jù)?？刂浦行?26可包括容納各種基于處理器的 裝置的一個或多個設(shè)備，這些裝置具有用于管理儀器并監(jiān)視沿管道網(wǎng)絡(luò)100分布的傳感器 112a-112n或儀表108a-108n的應用。下面在圖2中更詳細地示出了控制中心126。因為 每個遠程裝置120、121和122a-122n和控制中心126被設(shè)置在不同的地理位置 (例如不同 的機構(gòu)、城市或國家)中，網(wǎng)絡(luò)124提供在遠程裝置120、121和122a-122n與控制中心126 之間的通信路徑。網(wǎng)絡(luò)124可提供不同的網(wǎng)絡(luò)裝置(未示出)，例如路由器、開關(guān)、橋接器， 例如可包括一個或多個局域網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)絡(luò)、服務器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或市域網(wǎng)絡(luò)、或者這些不同類 型網(wǎng)絡(luò)的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解由遠程裝置120、121和122a-122n以及控制中心126 內(nèi)的裝置對網(wǎng)絡(luò)124的連接和使用。在圖2中示例了根據(jù)本發(fā)明的方面的控制中心126。控制中心126用于監(jiān)視并控 制管道網(wǎng)絡(luò)100中的儀器和傳感器112a-112n。作為由控制中心126進行的操作的一個具 體實例，在下面的附錄A中列出了偽碼?？刂浦行?26包括通過網(wǎng)絡(luò)212而耦合到各種控制 裝置214a-214n的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)單元202。SCADA單元202為管道操作者 提供用于操作管道網(wǎng)絡(luò)100中的儀器的入口。雖然示例了單個SCADA單元202，但應理解， 控制單元126可包括一個大或多個局部或區(qū)域性的SCADA單元和一個或多個主SCADA單元 以在其他控制中心體系結(jié)構(gòu)中管理局部SCADA單元。SCADA單元202包含執(zhí)行用于管理流體商品的輸運的特定功能的一個或多個模塊 或部件。例如，SCADA單元202可包括SCADA應用204，該SCADA應用204包括一個或多個 軟件程序、例行程序(routine)、指令和/或代碼組以管理管道網(wǎng)絡(luò)100的操作。SCADA應 用 204 可包括 TELVENT 的 OASyS DNA ；ABB, Inc.的 Ranger ；GE, Inc.的 Intellution ；禾口 / 或 Control Systems International (CSI), Inc.的 UCOS。SCADA 單元 202 包括數(shù)據(jù)通信模 塊206和數(shù)據(jù)庫208。數(shù)據(jù)通信模塊206包括管理與其他裝置的通信(例如，以特定的間隔 請求來自遠程裝置120、121和122a-122n的操作設(shè)置，或者向裝置120、121和122a-122n 提供儀器設(shè)置)的指令組。數(shù)據(jù)庫208可以為用于存儲數(shù)據(jù)的任何常規(guī)類型的計算機可讀 存儲裝置，其包括硬盤驅(qū)動器、軟盤、⑶-ROM和其他光學介質(zhì)、磁帶等等，其存儲操作設(shè)置。SCADA 應用204分析操作設(shè)置，其可包括將操作設(shè)置轉(zhuǎn)換成用于呈現(xiàn)給操作者的特定格式 和/或識別警報條件。然后將該分析的結(jié)果以及操作設(shè)置存儲在數(shù)據(jù)庫208中作為操作設(shè) 置和操作報告。然后，將所述操作設(shè)置和操作報告同步到其他位置中的附加SCADA單元的 其他數(shù)據(jù)庫。此外，操作設(shè)置和操作報告可通過網(wǎng)絡(luò)212而被呈現(xiàn)給基于處理器的裝置(例如， 控制裝置214a-214n)，以向操作者提供與管道網(wǎng)絡(luò)100的實時操作有關(guān)的數(shù)據(jù)?？刂蒲b 置214a-214n可以為計算機、服務器、數(shù)據(jù)庫和/或這些類型的基于處理器的系統(tǒng)的組合， 其還可包括顯示單元(例如監(jiān)視器或其他視頻顯示器)、鍵盤、指點裝置和用于與操作者 交互的其他用戶界面?？砂ㄅc網(wǎng)絡(luò)124相似的部件的網(wǎng)絡(luò)212可被用于提供控制裝置 214a-214n與SCADA單元202中的數(shù)據(jù)通信模塊206之間的通信路徑。典型地，網(wǎng)絡(luò)212 (其 可包括不同的網(wǎng)絡(luò)裝置(未示出)可包括一個或多個局域網(wǎng)絡(luò)或服務器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，但還可 包括廣域網(wǎng)絡(luò)、市域網(wǎng)絡(luò)、或用于特定操作的這些不同類型的網(wǎng)絡(luò)的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員 理解由控制裝置214a-214n和SCADA單元202對網(wǎng)絡(luò)212的連接和使用。為了操作管道網(wǎng)絡(luò)100，操作者將操作指令輸入控制裝置214a-214n之一中。例 如，使可包括儀器設(shè)置或流速或操作模式(即，密閉管道模式(tight line mode)或汲取模 式)的這些操作指令通過SCADA單元202中的數(shù)據(jù)通信模塊206而與SCADA應用204通 信。SCADA單元202將操作指令存儲在數(shù)據(jù)庫208中并可使操作指令與其他SCADA單元同 步。SCADA應用204分析操作指令并將操作指令轉(zhuǎn)換成儀器設(shè)置，這些儀器設(shè)置可以為遠程 裝置120、121和122a-122n可接受的相同或不同的格式。SCADA應用204將操作指令從用 于操作者的測量的單位轉(zhuǎn)換成用于遠程裝置120、121和122a-122n的測量的單位。然后通 過數(shù)據(jù)通信模塊206而將儀器設(shè)置發(fā)送到遠程裝置120、121和122a-122n。一旦接收到儀 器設(shè)置，遠程裝置120、121和122a-122n承認該儀器設(shè)置并通過將適宜的控制信號提供給 該儀器而發(fā)送該儀器設(shè)置。然后由各自的儀器執(zhí)行該儀器設(shè)置(例如，打開或關(guān)閉流動控 制裝置、啟動或停止泵、和/或啟動或停止DRA注入器以調(diào)整向管道段104中注入DRA的速 率)。為了有效地操作管道網(wǎng)絡(luò)100并使管道網(wǎng)絡(luò)100將大量流體從一個設(shè)備102輸運 到另一設(shè)備108，使用泵IlOa-IlOn來將管道中的壓力增大到遠大于包圍管道段104和泵站 106a-106n的氣氛的壓力的壓力水平。該壓力差對用于容納正輸運的流體的管道網(wǎng)絡(luò)100 的各種部件施加應力。由于這些壓力，可能使包含該壓力差的部件(特別地，折衷區(qū)域(腐 蝕)或低速率管道部件)裂縫，如下圖3所示。還可能使包含在泵站中和其他地方的管道 儀器發(fā)生故障或不當操作，這可產(chǎn)生導致可能裂縫的不穩(wěn)定操作條件。此外，由管道操作者 通過控制裝置214之一輸入的不當操作指令或者操作者用于響應于操作模式的改變或管 道內(nèi)的流體的改變而調(diào)整必要的操作指令的失敗也會導致不穩(wěn)定操作。當管道網(wǎng)絡(luò)100的部件存在裂縫300時，隨著首批流體分子通過壓力差而從管道 擠出，裂縫位置處的壓力迅速改變。該壓力改變使鄰近裂縫的流體中的壓力響應于初始壓 力改變而改變。該效應作為壓力波、沖擊波或聲波301而被傳輸通過管道網(wǎng)絡(luò)100。壓力波 301以相對于流體或成批流體(氣體或液體)的鏈的聲波特性的速度而沿著管道的長度行 進通過流體，從而壓力波行進的時間與其已行進的距離是在數(shù)學上可相關(guān)的。泵100或其 他管道部件的操作可產(chǎn)生以相似的方式行進通過管道的壓力波或聲波。管道段的不穩(wěn)定操作也會在管道內(nèi)產(chǎn)生壓力波或聲波。這樣的波可能不會像與裂縫關(guān)聯(lián)的波那么強。被設(shè)計為檢測管道網(wǎng)絡(luò)中的裂縫的許多現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)(上面描述了一些)典型地 在其分析中不使用對壓力波的檢測。這些系統(tǒng)依賴于均衡算法以確定流體是否在未測 量位 置處離開管道來確定是否存在裂縫。應理解，這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)在可發(fā)生裂縫檢測之前需 要使足夠量的流體通過該裂縫離開管道。由于推定性測量系統(tǒng)很普通并且對液壓波速和在 密閉的受壓液壓網(wǎng)絡(luò)中的在裂縫事件之后的后續(xù)分段減壓相對遲鈍，這會在裂縫周圍的區(qū) 域中導致顯著的環(huán)境影響。上述感測聲波的系統(tǒng)僅僅隔離裂縫而不隔離影響管道網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn) 定操作的其他失穩(wěn)事件。為了提供對包括裂縫300的失穩(wěn)事件的近實時檢測并由此允許更快速有效的動 作，利用實時優(yōu)化器(RTO) 210來分析SCADA單元202內(nèi)的操作設(shè)置。這實時地提高了管道 網(wǎng)絡(luò)100的操作以更有效地響應于失穩(wěn)事件。RTO 210可被實施為與SCADA單元202或具體地說SCADA應用204和數(shù)據(jù)庫208 交互的一個或多個軟件程序、例行程序、軟件包、和/或計算機可讀指令。還可以任何合適 的計算機編程語言寫入RTO 210。通過RT0210，可向操作者提供附加的功能以通過對壓力 波301的檢測和分析而提供包括裂縫300的疑似管道失穩(wěn)事件的報告和其他通知(可視的 或可聽的)。這些通知允許操作者響應于高程度失穩(wěn)事件和這樣的低程度事件，如果忽略該 低程度事件，則該低程度事件最終會導致包括裂縫的高程度失穩(wěn)事件。為了獲得與用于分析的壓力波有關(guān)的信息，RTO 210需要收集附加信息，通過遠程 裝置120、121和122a-122n可收集并處理這些附加信息。與以固定間隔進行預定采樣的 現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，以壓力傳送傳感器112所允許的最高速率進行對壓力波的采樣。這顯 著地降低了壓力波未被檢測到的可能性。典型地以高速率(例如，每50毫秒)通過遠程 裝置120,121和122a-122n測量并處理由壓力傳感器112a-112n向遠程裝置120,121和 122a-122n報告的壓力的電氣表示。這不同于現(xiàn)有管道，在現(xiàn)有管道中，通常丟棄先前的值， 而以低得多的頻率(例如，每10秒)將值發(fā)送到控制中心126。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的 實施需要修改遠程裝置120、121和122a-122n以對壓力值進行統(tǒng)計計算。具體地，對在一 短時長(例如，15秒)期間收集的壓力波計算標準偏差。根據(jù)本發(fā)明，計算出的標準偏差具 有滾動的特性。例如，使用在時刻tl與t5之間收集的壓力波來計算標準偏差。使用在時 刻t2與t6之間收集的壓力波來計算下一個標準偏差。使用在時刻t3與t7之間收集的壓 力波來計算下一個標準偏差。以該滾動方式計算所有的隨后的偏差。比較而言，現(xiàn)有技術(shù) 系統(tǒng)在固定的間隔中(例如，tl到t5，t6到tlO，til到tl5)檢查其獲得的聲波信息。通 過這樣的檢查，會忽視在一個周期中開始且在另一個周期中結(jié)束的失穩(wěn)事件。根據(jù)本發(fā)明 的標準偏差的滾動計算不會發(fā)生這種情況。不旨在將本發(fā)明限制為使用憑經(jīng)驗計算的標準 偏差；相反地，包括但不限于微分函數(shù)(1次、2次和3次微分)、積分函數(shù)的多種基于經(jīng)驗的 確定(其是基于力擬合模型(force fit model))同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)。操作設(shè)置被建立為使得野外裝置120、121和122a-122n具有可應用于其分析的表 示將應用于所計算的標準偏差的因子(multiplier)的數(shù)字。如果壓力波112a-112n接下 來報告超過用所應用的因子計算出的標準偏差的壓力，則遠程裝置120、121和122a-122n 將宣告檢測到壓力波301。管道系統(tǒng)內(nèi)的正常液壓噪聲產(chǎn)生操作的管道典型模式的特定標 準偏差特性，同時諸如管道完整性的喪失(裂縫)的失穩(wěn)事件將產(chǎn)生與正常模式標準偏差特性的族不同的標準偏差特性。相 似地，泵的啟動或關(guān)斷或者管道的不穩(wěn)定操作將產(chǎn)生與 正常模式標準偏差特性的族獨特地不同的標準偏差特性。為了使不同壓力傳感器112a-112n之間的壓力波301相互關(guān)聯(lián)，對在管道網(wǎng)絡(luò)100 上的所有遠程裝置120、121和122a-122n之間同步化的時間的精確測量是重要的。通過在 遠程裝置120、121和122a-122n內(nèi)設(shè)置接收器和適宜的附加電子設(shè)備以允許從用于全球定 位系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)送收集并向遠程裝置120、121和122a-122n的邏輯單元提供高度精確的時 間同步更新，可以實現(xiàn)這一點。如上所述，可通過被視為正常的管道操作的部分的其他方式而在管道網(wǎng)絡(luò)100中 引起壓力波301，這些其他方式包括但不限于啟動和停止泵IlOa-IlOn以及打開和關(guān)閉閥。 通過實時地調(diào)整警報觸發(fā)閾值或者將其從考慮為裂縫檢測的那些壓力波中去除而將由這 些事件引起的壓力波301考慮進去是很重要的。對于由檢測壓力波的相同遠程裝置120、 121和122a-122n初始化的那些事件，可以在該遠程裝置120、121和122a_122n處實現(xiàn)這一 點?？梢韵蜻h程裝置120、121和122a-122n附加邏輯單元(logic)以在對導致壓力波的儀 器設(shè)置的調(diào)整之后的特定時長內(nèi)禁止壓力波檢測?；蛘?，可以響應于正常的操作事件而調(diào) 整(例如，提高或降低)用于失穩(wěn)事件的觸發(fā)閾值，以便在將正常操作條件考慮進去的同時 仍可檢測出失穩(wěn)事件。更好的可能方法包括在高速趨勢分析下表征正常的管道操作事件并 構(gòu)造正常管道動作特性的比較矩陣，并通過利用憑經(jīng)驗確定的標準偏差檢查這些液壓特性 而提供從正常管道操作事件和噪聲中對失穩(wěn)事件的增強的辨別力。這將提供通過該系統(tǒng)管 理警報(即，假警報)的產(chǎn)生的有效工具。如上所述，在管道網(wǎng)絡(luò)的正常操作期間，產(chǎn)生不可歸因于失穩(wěn)事件的各種壓力波， 但卻產(chǎn)生會產(chǎn)生警報信號的壓力活動?？刂浦行?26以及遠程裝置120、121和122a-122n 可考慮歸因于正常管道操作的壓力波?？赏ㄟ^對警報觸發(fā)閾值的必要調(diào)整來減少這些波， 從而減少所產(chǎn)生的假警報的數(shù)目。當前的監(jiān)視系統(tǒng)在管道操作的給定的一天內(nèi)產(chǎn)生幾千個 警報。這些警報中很多是虛假的，導致操作者清除或忽略了低程度警報。這不僅減小了操 作者在處理每次警報時花費的時間量，還使操作者對響應于低程度警報的敏感性降低。與 已知的管道操作、其可接受的反應以及對其的觸發(fā)閾值的調(diào)整關(guān)聯(lián)的壓力波的折扣可被有 效地減少至少60%，更優(yōu)選減少至少80%。這表示液壓警報的產(chǎn)生的顯著減少，為操作者 提供了更多的時間來響應于實際的警報且還在不穩(wěn)定操作導致高程度警報和對管道的潛 在損害之前響應于表明不穩(wěn)定操作的低程度警報。為了向RTO 210提供與壓力波的檢測有關(guān)的信息，遠程裝置120、121和122a-122n 與數(shù)據(jù)通信模塊206、SCADA應用204和數(shù)據(jù)庫208交互。從那里，RTO 210根據(jù)其算法的 需要而檢索數(shù)據(jù)。一旦接收到壓力波報告，RTO 210在預定的時長內(nèi)對于管道網(wǎng)絡(luò)100的特定距離 等待可用的其他壓力波報告。來自失穩(wěn)事件的壓力波會引起多于一個壓力波報告，需要具 有兩個或更多個報告來確定失穩(wěn)事件的位置。通過將管道的長度除以聲音在包含在管道中 的流體中的速度而確定等待的時長。RTO 210將忽略由管道儀器的正常操作引起的壓力波。通過檢查正?；某Ｒ?guī) 液壓特性或者通過即刻掩蔽來自RT02的正常管道儀器動作，這些壓力波被視為“常規(guī)疑 似”。為了實現(xiàn)這一點，RTO 210保持列出了引起壓力波301的各種正常的操作管道活動的表，并在該表中存儲由該活動引起的壓力波301到達管道網(wǎng)絡(luò)100上的每一個壓力傳感器 112a-112n所需花費的時間。RTO 210必須比較由壓力傳感器112a-112n報告的每一個壓 力波與管道上的最近的活動，如果接收時間表明它們是在管道活動期間產(chǎn)生的，則不將它 們考慮為失穩(wěn)事件檢測。RTO 210識別和更新常規(guī)疑似的操作的具體實例被示例為在附錄 A中的“更新常規(guī)疑似”和“是常規(guī)疑似”下的偽碼?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)比較所感測的波與所存 儲的泄漏分布。然而，這些系統(tǒng)的容量有限，因為每個泄漏具有獨特的分布。因此不能識別 每個泄漏。與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，本發(fā)明比較壓力波與正常操作條件或正常操作事件而不 是預定泄漏分布。因此，本發(fā)明可以更高的精度更精確地檢測異常操作條件。在裝配了在這樣的波通過管道所花費的時長內(nèi)發(fā)生的壓力波301的表之后，RTO 210必須嘗試識別波檢測的同類(bracketing)對。也就是，來自不同泵站106a-106n的兩 個波檢測，所述不同泵站分別位于裂縫300的兩側(cè)。裂縫將被定位在這兩個站之間?？赏?過按時間順序排列這些檢測，然后選擇來自獨特的站106a-106n的最初的兩個，同時考慮 在成批網(wǎng)絡(luò)(batched network)上的該事件兩側(cè)的流體的任何聲波速特性，從而實現(xiàn)這一 點。然后使用下式來確定該檢測對是否為同類的確定如果(Vt1)( t21則該對為同類對其中t2 =第二檢測的時間、=第一檢測的時間；以及t21 =波從第二檢測的站行進到第一檢測的站的時間也就是，如果時間差不足以使波301從一個站106a-106n行進到另一個站時，則波 300的來源肯定在兩站之間。如果選中的對未被證明是同類對，則必須依次檢查每個附加的 對以嘗試識別出同類對。波檢測的同類對的識別提供了一種用于確定波300的來源(或疑似裂縫)的位置 的方法?？梢圆捎孟率絹磉M行該確定d2 = 0. 5* [d12+ (^t1) *ws]其中d2 =從發(fā)生第二檢測的泵站106a-106n到發(fā)生第一檢測的泵站106a-106n 的距離t2 =第二檢測的時間、=第一檢測的時間d12 =與發(fā)生第二檢測的泵站和發(fā)生第一檢測的泵站的距離ws =波速(聲音在流體中的速度)不能使用不是同類的并非由兩個站的操作活動引起的壓力波301的檢測來確定 壓力波301的起源，然而，其仍提供比單個壓力波檢測更多的位置信息。在該情況下，RTO 210可以通過比較接收到壓力波301的兩個時間來確定壓力波301起源于站106a-106n的 哪一側(cè)?？梢园匆韵路绞綄崿F(xiàn)這一點。如果壓力波301由位于該站106的第一側(cè)的傳感 器在位于該站的鄰近的第二側(cè)的對應傳感器檢測到其之前被檢測到，則壓力波起源于該站 106的第一側(cè)。如果壓力波301由位于該站106的第二側(cè)的傳感器在位于該站的第一側(cè)的 對應傳感器檢測到其之前被檢測到，則壓力波起源于該站106的第二側(cè)。RTO 210還提供對壓力趨勢的分析證實壓力波檢測的結(jié)果。一種證實失穩(wěn)事件泄漏初始事件特征(signature)檢測的方法為比較在壓力波301之前的受驗段(subject segment)的節(jié)點壓力的斜率與在壓力波301之后的相同節(jié)點壓力的斜率。通過存儲來自預 定的且有意義的短暫時間間隔的多個壓力值而由RTO 210計算壓力的斜率。然后通過下式 確定斜率斜率=(最新壓力值-最早壓力值)/(當前時間-最早時間)使壓力波301之前的斜率與壓力波301之后的斜率比較。如果斜率減小且減小值 大于預設(shè)參數(shù)的值，則由于壓力波301而改變了壓力趨勢，并且該信息證實了裂縫300或其 他失穩(wěn)事件的可能性。其他數(shù)學或統(tǒng)計方法也是可用的(例如改變的速率、△的和、或其 組合)。如果測量是可用的，則RTO 210還可提供對流體通過管道網(wǎng)絡(luò)100的凈流動的趨 勢的分析以證實壓力波檢測的結(jié)果。通過從在管道網(wǎng)絡(luò)100的所有入口和出口處的儀表 108a-108n獲得所測量的流速并對它們求和(流入為正，流出為負)，確定該趨勢。由RTO 210進行的該操作的具體實例被示例為在附錄A中的“RT0事件檢測”下的作為“存儲線路流 動數(shù)據(jù)”的偽碼。然后比較在壓力波301之前和在壓力波301之后的該求和的結(jié)果。如果 求和增大且增大值大于預先配置的參數(shù)的值，則由于壓力波301而改變了凈流動的趨勢， 并且該信息證實了裂縫300或其他失穩(wěn)事件的可能性。如果SCADA應用204提供線路均衡函數(shù)，則RTO 210可進行另一證實，其中線路均 衡函數(shù)是泄漏檢測的傳統(tǒng)方法并通過比較進入和離開管道網(wǎng)絡(luò)100的體積與管道網(wǎng)絡(luò)100 中的體積而實現(xiàn)。典型的線路均衡函數(shù)將通過數(shù)據(jù)庫208而使RTO 210可使用這樣的值， 該值稱為線路均衡發(fā)散，其表示在一短時長(典型地為幾分鐘)內(nèi)線路均衡計算的失衡的 改變。RT0210提供對線路均衡發(fā)散的趨勢的分析以證實該壓力波檢測的結(jié)果。通過比較在 從壓力波301之前的時間內(nèi)的線路均衡發(fā)散的斜率與在從壓力波301之后的時間內(nèi)的線路 均衡發(fā)散的斜率，確定該趨勢。通過存儲預定時間間隔的多個線路均衡發(fā)散值而由RTO 210 計算線路均衡發(fā)散的斜率。在示例性方法中，通過下式確定斜率斜率=(最新線路流動發(fā)散值_最早線路流動發(fā)散值)/(當前時間_最早時間)RTO 210的該操作的具體實例被示例為在附錄A中的“獲得線路流動數(shù)據(jù)”下的 偽碼。使在壓力波301之前的斜率與在壓力波301之后的斜率比較。如果斜率增大且增大 值大于預先配置的參數(shù)的值，則由于壓力波301而改變了線路均衡發(fā)散的趨勢，從而該信 息證實裂縫300的可能性。有益地，該證實將在線路均衡函數(shù)確定存在裂縫300之前發(fā)生。 多個獨立的證實數(shù)據(jù)允許較低的指示線路均衡發(fā)散以進一步支持裂縫可能性。RTO 210通過將數(shù)據(jù)置于數(shù)據(jù)庫208中而基于壓力波檢測和其它證實數(shù)據(jù)向操作 者通知已發(fā)生可能的失穩(wěn)事件的管道。這包括事故(incident)報告的產(chǎn)生。由RTO 210 進行的該操作的具體實例被示例為在附錄A中的“產(chǎn)生事故報告”下的偽碼。RTO 210基于 可用證據(jù)的程度而向操作者報告不同的確定性水平。在下面的表1中進一步示出了報告水 平的示例組。水平1代表已發(fā)生裂縫300的最高確定性水平，而水平4代表較低的確定性 水平。隨著RTO 210獲得更多的證據(jù)，被報告給管道網(wǎng)絡(luò)100的操作者的水平可以改變。
權(quán)利要求
1.一種實時監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)以識別該管道網(wǎng)絡(luò)中的可能的失穩(wěn)事件的方法，包括 在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的預定位置處感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波；以及通過檢測所感測的壓力波的變化并確定檢測到的變化是否超過可接受的標準偏差，響 應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述可接受的標準偏差為憑經(jīng)驗確定的標準偏差。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項的方法，其中響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在還包括 確定在檢測所感測的壓力波的變化之后是否存在隨后的減壓特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括當確定存在所述隨后的減壓特性時，發(fā)出表明存在泄漏的警報。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項的方法，其中響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在還包括 確定所感測的壓力波是否超過預定的穩(wěn)定操作閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中基于當前操作模式、當前操作條件和當前操作事件中 的至少一者而自動調(diào)整所述預定的穩(wěn)定操作閾值。
7.一種實時監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)以識別該管道網(wǎng)絡(luò)中的可能的失穩(wěn)事件的方法，包括 在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的預定位置處感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波；以及通過確定所感測的壓力波是否超過預定的穩(wěn)定操作閾值，響應于所感測的壓力波而確 定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在，其中基于當前操作模式、當前操作條件和當 前操作事件中的至少一者而自動調(diào)整所述預定的穩(wěn)定操作閾值。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項的監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法，還包括 確定所述可能的失穩(wěn)事件的確定性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中確定所述可能的失穩(wěn)事件的確定性包括比較基于所感 測的壓力波而對可能的失穩(wěn)事件的確定與一個或多個所感測的管道網(wǎng)絡(luò)操作條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9的監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法，還包括 產(chǎn)生報告所述可能的失穩(wěn)事件的存在和確定性的警報。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括 管理所述警報的產(chǎn)生。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項的監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法，還包括響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中所述可能的失穩(wěn)事件的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法，還包括產(chǎn)生報告所述可能的失穩(wěn)事件的存在和位置中的至少一者的警報。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13的監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的方法，其中以周期性間隔在所述 管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)感測壓力波，并且其中響應于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中所述可能的失穩(wěn)事件的位置包括識別出在第一感測時刻在哪些預定位置處感測出所感測的壓力波；識別出在第二感測時刻在哪些預定位置處感測出所感測的壓力波；以及基于在所述第一感測時刻和在所述第二感測時刻所感測的壓力波的位置而確定可能的失穩(wěn)事件的位置。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項的方法，還包括通過比較使用基于專家的診斷子程序的當前失穩(wěn)事件的特性與在先的失穩(wěn)事件、所述 管道網(wǎng)絡(luò)的當前操作模式、所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作條件和所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作 事件而識別出所感測的失穩(wěn)事件的潛在的起因。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括報告所感測的失穩(wěn)事件的所述潛在的起因。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括響應于所感測的失穩(wěn)事件而確定至少一個矯正措施；以及執(zhí)行向所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作者報告所述至少一個矯正措施和自動執(zhí)行所述至少一個 矯正措施中的至少一者。
18.—種管理管道網(wǎng)絡(luò)中的可能的失穩(wěn)事件的警報的產(chǎn)生的方法，包括在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的預定位置處感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波；基于所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作模式、所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作條件和所述管道網(wǎng)絡(luò)中的 當前操作事件中的至少一者而自動調(diào)整在所述預定位置處所述管道網(wǎng)絡(luò)的預定的穩(wěn)定操 作閾值；通過確定所感測的壓力波是否超過經(jīng)調(diào)整的預定的穩(wěn)定操作閾值而確定所述管道網(wǎng) 絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件的存在；以及當所感測的壓力波超過經(jīng)調(diào)整的預定的穩(wěn)定操作閾值時產(chǎn)生表明可能存在失穩(wěn)事件 的警報。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中響應于所感測的壓力波而確定所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能 的失穩(wěn)事件的存在還包括檢測所感測的壓力波的變化，并確定檢測到的變化是否超過可接 受的標準偏差。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述可接受的標準偏差為憑經(jīng)驗確定的標準偏差。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中產(chǎn)生表明可能存在失穩(wěn)事件的警報還包括當所感測 的壓力波超過所述經(jīng)調(diào)整的預定的穩(wěn)定操作閾值且檢測到的變化超過所述可接受的標準 偏差時產(chǎn)生表明可能存在失穩(wěn)事件的警報。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中響應于所感測的壓力波而確定所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能 的失穩(wěn)事件的存在還包括確定在檢測所感測的壓力波的變化之后是否存在隨后的減壓特性。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中產(chǎn)生表明可能存在失穩(wěn)事件的警報包括當確定存在 所述隨后的減壓特性時，產(chǎn)生表明存在泄漏的警報。
24.一種監(jiān)視管道網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，其中所述管道網(wǎng)絡(luò)具有第一設(shè)備、第二設(shè)備、連接所述 第一設(shè)備和所述第二設(shè)備以使流體可在所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備之間流動的至少一 個管道段、以及連接到所述至少一個管道段的至少一個泵站，從而流動通過所述至少一個 管道段的流體流動通過所述至少一個泵站，所述系統(tǒng)包括多個壓力感測裝置，其用于感測在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一個或多個壓力波的存在；多個遠程監(jiān)視裝置，其被操作地連接到所述第一設(shè)備、所述第二設(shè)備和所述至少一個 泵站，其中所述遠程監(jiān)視裝置監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作并收集所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作數(shù)據(jù)，其中所述多個壓力感測裝置中的每一個被操作地連接到至少一個遠程監(jiān)視裝置；以及控制單元，其被操作地連接到所述多個遠程監(jiān)視裝置，用于基于從所述多個遠程監(jiān)視 裝置接收到的信號而監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作，其中所述控制單元通過確定是否存在所感 測的壓力波的變化和所述變化是否超過可接受的標準偏差而檢測在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能 的失穩(wěn)事件的存在。
25.一種用于輸運流體的管道網(wǎng)絡(luò)，包括 第一設(shè)備；第二設(shè)備；連接所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備以使流體在所述第一設(shè)備與所述第二設(shè)備之間流 動的至少一個管道段；連接到所述至少一個管道段的至少一個泵站，從而流動通過所述至少一個管道段的流 體流動通過所述至少一個泵站；以及用于監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作的監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視系統(tǒng)包括 多個壓力感測裝置，其用于感測在所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一個或多個壓力波的存在； 多個遠程監(jiān)視裝置，其被操作地連接到所述第一設(shè)備、所述第二設(shè)備和所述至少一個 泵站，其中所述遠程監(jiān)視裝置監(jiān)視所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作并收集所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作數(shù)據(jù)， 其中所述多個壓力感測裝置中的每一個被操作地連接到至少一個遠程監(jiān)視裝置；以及控制單元，其被操作地連接到所述多個遠程監(jiān)視裝置，用于基于從所述多個遠程 監(jiān)視裝置接收到的信號而控制所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作，其中所述控制單元基于確定以下 (i)-(iii)中的至少一者而響應于所感測的壓力波檢測在所述管道網(wǎng)絡(luò)中可能的失穩(wěn)事件 的存在(i)檢測到的所感測的壓力波的變化是否超過可接受的標準偏差，(ii)在檢測所 感測的壓力波的變化之后是否存在隨后的減壓特性，以及(iii)所感測的壓力波是否超過 預定的穩(wěn)定操作閾值，其中基于當前操作模式、當前操作條件和當前操作事件而調(diào)整所述 預定的穩(wěn)定操作閾值。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或權(quán)利要求25的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元憑經(jīng)驗確定所述 可接受的標準偏差。
27.根據(jù)權(quán)利要求對到沈中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元還通過確定所 感測的壓力波是否超過預定的穩(wěn)定操作閾值而確定可能的失穩(wěn)事件的存在。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元響應于所述操作模式、當前操 作條件和當前操作事件中的至少一者而調(diào)整所述預定的穩(wěn)定操作閾值。
29.根據(jù)權(quán)利要求對到觀中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述至少一個泵站中的每一 個包括泵，其中所述多個壓力感測裝置包括用于每個泵站的壓力感測裝置對，其中所述壓力感測裝置對中的第一感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的所述 泵的一側(cè)，并且所述壓力感測裝置對中的第二感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的 所述泵的相反側(cè)，并且其中每個壓力感測裝置能夠感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波。
30.根據(jù)權(quán)利要求四的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元通過比較基于所感測的壓力波 的對可能的失穩(wěn)事件的確定與由所述多個遠程監(jiān)視裝置感測的一個或多個感測的管道網(wǎng)絡(luò)操作條件確定所述可能的失穩(wěn)事件的確定性。
31.根據(jù)權(quán)利要求M-30中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述至少一個泵站中的每一 個包括泵，其中所述多個壓力感測裝置包括用于每個泵站的壓力感測裝置對，其中所述壓力感測裝置對中的第一感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的所述 泵的一側(cè)，并且所述壓力感測裝置對中的第二感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的 所述泵的相反側(cè)，并且其中每個壓力感測裝置能夠感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元包括實時優(yōu)化器，其中所述實 時優(yōu)化器基于所感測的壓力波而確定在所述管道網(wǎng)絡(luò)中失穩(wěn)事件的存在。
33.根據(jù)權(quán)利要求M-32中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元響應于存在可 能的失穩(wěn)事件的確定而識別補救措施以隔離或矯正所述可能的失穩(wěn)事件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元執(zhí)行向所述管道網(wǎng)絡(luò)的操作者 報告所述補救措施和自動執(zhí)行所述補救措施中的至少一者。
35.根據(jù)權(quán)利要求M-34中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元還通過比較使 用基于專家的診斷子程序的所感測的失穩(wěn)事件的特性與在先的失穩(wěn)事件、所述管道網(wǎng)絡(luò)的 當前操作模式、所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作條件和所述管道網(wǎng)絡(luò)中的當前操作事件中的至 少一者來診斷所感測的失穩(wěn)事件的潛在的起因。
36.根據(jù)權(quán)利要求M-35中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，還包括至少一個顯示器，其被操作地連接到所述控制單元，其中在所述至少一個顯示器上顯 示失穩(wěn)的存在。
37.根據(jù)權(quán)利要求M-36中任何一項的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，其中所述控制單元包括實時優(yōu)化 器，所述實時優(yōu)化器確定是否存在所感測的壓力波的變化，其中所述實時優(yōu)化器還確定所 述變化是否超過可接受的標準偏差。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的管道網(wǎng)絡(luò)，其中所述實時優(yōu)化器通過比較基于所感測的壓力波 的對可能的失穩(wěn)事件的確定與由多個遠程監(jiān)視裝置感測的一個或多個感測的管道網(wǎng)絡(luò)操 作條件而確定所述可能的失穩(wěn)事件的確定性。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的管道網(wǎng)絡(luò)，其中所述至少一個泵站中的每一個包括泵，其中所 述多個壓力感測裝置包括用于每個泵站的壓力感測裝置對，其中所述壓力感測裝置對中的第一感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的所述 泵的一側(cè)，并且所述壓力感測裝置對中的第二感測裝置被設(shè)置在所述至少一個管道段中的 所述泵的相反側(cè)，其中每個壓力感測裝置能夠感測所述管道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個或多個壓力波，其中所述實時優(yōu)化器基于感測壓力波的所述壓力感測裝置的位置而確定在所述管道 網(wǎng)絡(luò)中所述失穩(wěn)事件的位置。
全文摘要
公開了一種用于增強管道網(wǎng)絡(luò)的操作的實時方法和基于動態(tài)邏輯的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)和方法進行對管道網(wǎng)絡(luò)的操作的監(jiān)視，響應于失穩(wěn)管道操作的不同程度而產(chǎn)生警報，基于已知的操作事件和操作條件而管理警報的產(chǎn)生，診斷檢測到的失穩(wěn)事件的潛在的來源，并管理管道的操作。
文檔編號G01M3/28GK102132138SQ200980133107
公開日2011年7月20日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者K·C·麥克道爾 申請人:?？松梨谘芯抗こ坦?br>