本发明属于，具体涉及一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置与方法。
背景技术：
1、一般情况下，油田原油介质通过多条集油管线被汇集至站内总机关，再经管道输送至下游处理站，该集油工艺中的总机关与上游多条集油管线连通。集油管线因输送介质复杂、服役环境恶劣及第三方损坏频发等问题，易发生失效泄漏，进而引发管线压力降低。当总机关压力高于泄漏管线压力时，进入总机关内的原油将会部分反向流入已泄漏管线，如不能快速对该异常流动状态进行准确在线监测报警及控制，易导致原油的长时间大量泄漏与产量大幅降低问题，甚至可造成严重的经济损失及环境污染事故。然而，当前缺乏针对原油管道介质反向流动监测及控制的方法及装置。因此，建立一种简单易行的集油管线介质反向流动状态在线监测报警及自动控制方法，并形成管内原油介质反向流动状态在线监测报警及自动控制的一体化装置，成为亟待解决的工程技术难题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服当前缺乏针对原油管道介质反向流动监测报警及控制装置与方法的问题，提出了一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置与方法，实现了液体管道介质流向的在线监测报警及回流的自动控制。解决了无法快速判断与处置管道因介质反向流动而造成的经济损失及环境污染等问题，全面准确掌握管道内的介质流向信息，及时发现集油管道内液体介质流动的异常状况，确保在役集油管道的流动安全。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，包括直管段、传感器、止回阀门、压差开关和显示报警装置，所述止回阀门在直管段的中段设置，所述压差开关的测试端与直管段连接，所述压差开关的测试端设置有两个，压差开关的两个测试端分别布置在止回阀门的两侧，用于测量压差开关的两个测试端之间的流体介质压差，所述压差开关的输出端与显示报警装置连接，所述传感器的测试端与直管段连接，所述传感器的输出端与显示报警装置连接。
4、进一步地，所述直管段包括第一直管段和第二直管段，所述第一直管段的上游端部连接集油管线上游端，所述第一直管段的下游端部与止回阀门的入口端法兰连接，所述第一直管段上设置有安装孔和低压端引压孔，所述安装孔与传感器连接，所述低压端引压孔与压差开关的低压端口连接，所述第二直管段的上游端部与止回阀门的出口端法兰连接，所述第二直管段的下游端部连接集油管线下游端，所述第二直管段上设置有高压端引压孔，所述高压端引压孔与压差开关的高压端口连接。
5、进一步地，所述传感器包括温度传感器和压力传感器，所述安装孔包括测温孔和测压孔，所述温度传感器与测温孔连接，所述压力传感器与测压孔连接，所述测温孔和测压孔之间的距离≥150mm，所述温度传感器的最大量程≥集油管线的设计温度，所述压力传感器的最大量程≥集油管线的设计压力。
6、进一步地，所述第一直管段的长度≥400mm，所述第二直管段的长度≥200mm。
7、进一步地，所述第一直管段的上游端部与安装孔的距离≥100mm，所述压差开关低压端引压孔与第一直管段的下游端部的距离≥100mm，所述第二直管段的上游端部与压差开关高压端引压孔的距离≥100mm。
8、进一步地，所述止回阀门的耐压指标≥集油管线的设计压力，所述止回阀门的耐温指标≥集油管线的设计温度。
9、进一步地，所述止回阀门采用旋启式止回阀，所述传感器采用具有防爆、显示和远传功能的传感器。
10、进一步地，所述显示报警装置包括温度显示模块、压力显示模块和反向流动报警模块。
11、一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制方法，利用以上所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，当集油管线流体介质处于正向流动状态时，止回阀门处于开启状态，压差开关的低压端口的压力高于压差开关的高压端口的压力，压差开关的测量值小于零，不触发压差开关发出电讯号；
12、当集油管线流体处于反向流动状态时，止回阀门快速自动关闭，阻止集油管线介质发生回流，由于发生回流的集油管线与其他集油管线处于连通状态，压差开关高压端口的压力高于压差开关低压端口的压力，压差开关的测量值大于零，触发压差开关发出电讯号；
13、将集油管线流动正反向流动条件下产生的压差特征电讯号，作为在线监测集油管线介质反向流动的特征信号。
14、进一步地，触发压差开关发出电讯号的设定压差值根据集油管线的运行压力、反向流动监测灵敏性要求及反向流动可靠性要求综合确定，具体方式如下所示：
15、dp≥sv；反向流动
16、dp＜sv；正向流动
17、其中，dp为压差开关引压端口间实际压差值，sv为压差开关的触发电讯号的开关设定值，sv设置在20-50kpa之间
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
19、本发明将压差开关的测试端与直管段连接，压差开关的两个测试端分别布置在止回阀门的两侧，用于测量压差开关的两个测试端之间的流体介质压差，通过止回阀门与压差开关的联合使用，可实现对集油管线因泄漏、压力不平衡等原因造成的集油管线介质反向流动的在线监测报警及回流自动控制功能，可及时警示管理人员对集油管线流动异常状况进行快速应急响应，避免因流动异常等问题处理不及时造成的环境生态污染或经济损失等事件事故的发生，以保障集油管线安全高效服役，节约时间与经济成本。
20、本发明传感器采用具有防爆、显示和远传功能的传感器，由于原油属易燃易爆介质，具有防爆功能提高本发明的安全性，具有显示和远传功能方便观察。
21、本发明止回阀门采用旋启式止回阀在不减小集油管道的流通面积保证进行清管作业的同时，可以实现对集油管道流体介质回流的自动控制。此外，旋启式止回阀门也不会明显增加管线压降。
22、显示报警装置的显示部分包括温度显示模块、压力显示模块，压力传感器和温度传感器的在线测量值均可在显示模块实时查看。报警部分可对反向流动实时报警，报警信号可根据实际需求分别或同时设定为声、光等易被发现的信号，以便及时对管线流动异常状况。
23、本发明将旋启式止回阀门与压差开关联合运用，建立了基于集油管道介质正反流条件下止回阀前后压差特征的流向判别准则及在线监测报警方法。
1.一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，包括直管段、传感器、止回阀门(3)、压差开关(4)和显示报警装置(5)，所述止回阀门(3)在直管段的中段设置，所述压差开关(4)的测试端与直管段连接，所述压差开关(4)的测试端设置有两个，压差开关(4)的两个测试端分别布置在止回阀门(3)的两侧，用于测量压差开关(4)的两个测试端之间的流体介质压差，所述压差开关(4)的输出端与显示报警装置(5)连接，所述传感器的测试端与直管段连接，所述传感器的输出端与显示报警装置(5)连接。
2.根据权利要求1所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述直管段包括第一直管段(1)和第二直管段(2)，所述第一直管段(1)的上游端部连接集油管线上游端，所述第一直管段(1)的下游端部与止回阀门(3)的入口端法兰连接，所述第一直管段(1)上设置有安装孔和低压端引压孔，所述安装孔与传感器连接，所述低压端引压孔与压差开关(4)的低压端口连接，所述第二直管段(2)的上游端部与止回阀门(3)的出口端法兰连接，所述第二直管段(2)的下游端部连接集油管线下游端，所述第二直管段(2)上设置有高压端引压孔，所述高压端引压孔与压差开关(4)的高压端口连接。
3.根据权利要求2所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述传感器包括温度传感器(6)和压力传感器(7)，所述安装孔包括测温孔和测压孔，所述温度传感器(6)与测温孔连接，所述压力传感器(7)与测压孔连接，所述测温孔和测压孔之间的距离≥150mm，所述温度传感器(6)的最大量程≥集油管线的设计温度，所述压力传感器(7)的最大量程≥集油管线的设计压力。
4.根据权利要求2所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述第一直管段(1)的长度≥400mm，所述第二直管段(2)的长度≥200mm。
5.根据权利要求2所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述第一直管段(1)的上游端部与安装孔的距离≥100mm，所述压差开关(4)低压端引压孔与第一直管段(1)的下游端部的距离≥100mm，所述第二直管段(2)的上游端部与压差开关(4)高压端引压孔的距离≥100mm。
6.根据权利要求1所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述止回阀门(3)的耐压指标≥集油管线的设计压力，所述止回阀门(3)的耐温指标≥集油管线的设计温度。
7.根据权利要求1所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述止回阀门(3)采用旋启式止回阀，所述传感器采用具有防爆、显示和远传功能的传感器。
8.根据权利要求1所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，所述显示报警装置(5)包括温度显示模块、压力显示模块和反向流动报警模块。
9.一种管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制方法，利用权利要求1-8任一项中所述的管道介质反向流动的在线监测报警及自动控制装置，其特征在于，当集油管线流体介质处于正向流动状态时，止回阀门(3)处于开启状态，压差开关(4)的低压端口的压力高于压差开关(4)的高压端口的压力，压差开关(4)的测量值小于零，不触发压差开关(4)发出电讯号；
10.根据权利要求9所述的管道介质反向流动在线监测报警及自动控制方法，其特征在于，触发压差开关发出电讯号的设定压差值根据集油管线的运行压力、反向流动监测灵敏性要求及反向流动可靠性要求综合确定，具体方式如下所示：
