[发明专利]自动再熔化控制系统

说明书

本发明涉及自动再熔化控制系统。一种系统可以自动控制管道加热系统以维持期望的温度和/或提供过程流体沿着管道的流动保证。该系统可以通过监测沿管道的温度并从监测的温度识别与给定过程流体的凝固或熔化相关联的潜热特征的发生和位置，来识别给定过程流体的凝固或给定过程流体的熔化的发生和位置。该系统可确定凝固过程流体沿管道的分布。该系统可以逐米地确定管道的给定区段被固态和/或液态过程流体填充的百分比。该系统可以执行自动再熔化操作以解决可能在管道中发生的凝固过程流体的堵塞。

本申请是申请人于2017年9月11日提交的申请号为201780068913.9(国际申请号PCT/US2017/051024)、发明名称为“自动再熔化控制系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请基于2016年9月9日提交的美国临时申请序列号62/385,718和2016年12月13日提交的美国临时申请序列号62/433,706，要求这两项申请的优先权，并通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明涉及管道(pipeline)监测和管理系统，并且特别涉及用于自动控制管道加热系统以维持期望温度和/或提供过程流体(process fluid)沿管道的流动保证的系统。

背景技术

在通过管道输送期间管理过程流体(例如，油，天然气，熔融材料)的温度可能是关键问题，特别是当该过程流体是相对于温度表现出变化的粘度特性的材料时。例如，硫管道的性能和使用寿命中最关键的问题是凝固硫的安全可靠的再熔化以重建流动。历史上最受关注的是确保在正常操作期间实现所需的管道维持温度。液态硫管道的管理主要留给了轮班操作员，轮班操作员利用他的判断和经验做出适当的决策。这是一种高度手动且依赖于操作员的方法，其中用于驱动决策的实时数据有限或没有。它很多次成为管理管道的“最佳猜测”手动方法。由于人为错误，手动驱动的再熔化程序会失败，并且由于凝固过程流体的过度移动和/或管锚失效而造成的管道破裂或损坏，未能对管道中的凝固过程流体使用安全、可靠和可重复的再熔化方法的可能性会导致工厂停工。

因此，会希望提供改进的管道再熔化系统和方法。

发明内容

通过用于自动监测和管理管道的均匀热分布以便维持管道中的过程流体的期望特性(特别是温度)的方法、装置和/或系统来满足前述需求。在一些实施例中，用于管道的监测和管理系统可以包括：一根或多根跟踪加热线缆，例如趋肤效应热管，以向管道提供热量(例如，作为加热系统的一部分)；光纤线缆，用于沿管道进行分布式温度感测；多个传感器，用于检测和报告管道操作数据；预隔热管；隔离管支架和锚杆；以及在计算机化监测设备上实现的再熔化程序。沿着管道的组合仪器可用于收集关键的决策数据；本过程对这些数据进行操作，以确定是否改变加热系统的操作参数和/或响应于热分布的变化而生成警报。

特别是关于硫管道维护，本系统和方法结合了预测建模、瞬态分析和改进的软件解决方案的最新发展，为凝固硫创建动态的实时模型，因为凝固硫在管道内通过其相变转变为液态。由于存在在管道的各个部分中以不同速率发生再熔化的可能性，因此必须以不允许发生过压或其他管道故障模式的方式执行该活动。此外，可以通过减少或消除它们对硫的熔点和凝固点的依赖性来改善自动再熔化决策，硫的熔点和凝固点会由于材料纯度、管道压力和其他因素而变化。本公开尤其解决了在管道投入使用之前的初始测试、预调试、调试和/或初步再熔化测试活动期间收集数据的要求以及收集这些数据的必要程序。在一些实施例中，本公开提供了一种用于液态硫管道的数据驱动的自动再熔化/再加热方法，其组合了从各种集成技术生成的数据，并且使用定制的算法。结果是一个复杂的专有软件框架，其具有资产映射、参数基准测试、密集数据收集和专门数据处理技术，所有这些都通过管道管理显示控制台上的专用“仪表板”提供。

根据以下描述，本发明的这些和其他方面将变得清晰。在本描述中，参考了形成本发明的一部分的附图，并且在附图中示出了本发明的实施例。这些实施例不一定代表本发明的全部范围，因此，参考本文的权利要求来解释本发明的范围。

附图说明