Published January 23, 2021
| Version v1
Publication
Open
Petroleum pipeline monitoring using an internet of things (IoT) platform
- 1. Federal University of Technology Minna
Description
In this study, we present the use of an internet of things (IoT) analytics platform service to mimic real-time pipeline monitoring and determine the location of damage on a pipeline. Pressure pulses, based on the principle of vibration in pipes are used for pipeline monitoring in this study. The principle of time delay between pulse arrivals at sensor positions is also adopted in this study. An Arduino and a Wi-Fi module were combined, programmed and used to produce a wireless communication device which communicates with the ThingSpeak internet of things (IoT) analytics platform. A total of five channels were created on the platform to collect data from the five sensors that were used in the experimental test rig that made use of wireless communication device. Signal data was collected once every 15 s and all the channels were updated every 2 min. ThingSpeak provided instant visualizations of data posted by the wireless communication device. Online analysis and processing of the data was performed as it came in. A second test rig was built that made use of a data logger for processing of data. The measured velocity of pulse propagation using the data logger and air as transport fluid was 355 m/s. The computed estimates of event location for the 50 measurements taken ranged between 4.243 m and 4.246 m. This had a scatter of just 3 mm against the actual measured event location of 4.23 m. The experimental results obtained showed that the performance of the wireless communication device compared satisfactorily with the data logger and is capable of detecting the location of damage on real pipelines when used for real time monitoring. Using this communication device and an analytics platform, real-time monitoring of pipelines can be carried out from any location in the world on any internet-enabled device.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، نقدم استخدام خدمة منصة تحليلات إنترنت الأشياء (IoT) لمحاكاة مراقبة خط الأنابيب في الوقت الفعلي وتحديد موقع الضرر على خط الأنابيب. يتم استخدام نبضات الضغط، بناءً على مبدأ الاهتزاز في الأنابيب لمراقبة خطوط الأنابيب في هذه الدراسة. كما تم اعتماد مبدأ التأخير الزمني بين وصول النبضات إلى مواضع المستشعر في هذه الدراسة. تم دمج الأردوينو ووحدة Wi - Fi وبرمجتهما واستخدامهما لإنتاج جهاز اتصال لاسلكي يتصل بمنصة تحليلات إنترنت الأشياء (IoT) ThingSpeak. تم إنشاء ما مجموعه خمس قنوات على المنصة لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار الخمسة التي تم استخدامها في جهاز الاختبار التجريبي الذي استخدم جهاز الاتصال اللاسلكي. تم جمع بيانات الإشارة مرة واحدة كل 15 ثانية وتم تحديث جميع القنوات كل دقيقتين. قدمت ThingSpeak تصورات فورية للبيانات المنشورة بواسطة جهاز الاتصال اللاسلكي. تم إجراء تحليل البيانات ومعالجتها عبر الإنترنت فور ورودها. تم بناء جهاز اختبار ثانٍ استخدم مسجل بيانات لمعالجة البيانات. كانت السرعة المقاسة لانتشار النبضات باستخدام مسجل البيانات والهواء كسائل نقل 355 م/ث. تراوحت التقديرات المحسوبة لموقع الحدث للقياسات الخمسين التي تم أخذها بين 4.243 م و 4.246 م. كان لهذا تشتت يبلغ 3 مم فقط مقابل موقع الحدث المقاس الفعلي البالغ 4.23 متر. أظهرت النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها أن أداء جهاز الاتصال اللاسلكي يقارن بشكل مرضٍ مع مسجل البيانات وقادر على اكتشاف موقع الضرر على خطوط الأنابيب الحقيقية عند استخدامه للمراقبة في الوقت الفعلي. باستخدام جهاز الاتصال هذا ومنصة التحليلات، يمكن إجراء المراقبة في الوقت الفعلي لخطوط الأنابيب من أي مكان في العالم على أي جهاز يدعم الإنترنت.Translated Description (French)
Dans cette étude, nous présentons l'utilisation d'un service de plateforme d'analyse de l'Internet des objets (IoT) pour imiter la surveillance des pipelines en temps réel et déterminer l'emplacement des dommages sur un pipeline. Les impulsions de pression, basées sur le principe de vibration dans les tuyaux, sont utilisées pour la surveillance des pipelines dans cette étude. Le principe du délai entre les arrivées d'impulsions aux positions des capteurs est également adopté dans cette étude. Un Arduino et un module Wi-Fi ont été combinés, programmés et utilisés pour produire un dispositif de communication sans fil qui communique avec la plate-forme d'analyse de l'Internet des objets (IoT) ThingSpeak. Au total, cinq canaux ont été créés sur la plate-forme pour collecter des données à partir des cinq capteurs utilisés dans le banc d'essai expérimental utilisant un dispositif de communication sans fil. Les données de signal ont été collectées une fois toutes les 15 s et toutes les chaînes ont été mises à jour toutes les 2 min. ThingSpeak a fourni des visualisations instantanées des données publiées par le dispositif de communication sans fil. L'analyse et le traitement en ligne des données ont été effectués au fur et à mesure de leur arrivée. Un deuxième banc d'essai a été construit qui a utilisé un enregistreur de données pour le traitement des données. La vitesse mesurée de propagation des impulsions à l'aide de l'enregistreur de données et de l'air comme fluide de transport était de 355 m/s. Les estimations calculées de la localisation des événements pour les 50 mesures prises variaient entre 4,243 m et 4,246 m. Cela avait une dispersion de seulement 3 mm par rapport à l'emplacement réel de l'événement mesuré de 4,23 m. Les résultats expérimentaux obtenus ont montré que les performances du dispositif de communication sans fil étaient comparées de manière satisfaisante à celles de l'enregistreur de données et qu'il était capable de détecter l'emplacement des dommages sur des pipelines réels lorsqu'il était utilisé pour une surveillance en temps réel. En utilisant cet appareil de communication et une plate-forme d'analyse, la surveillance en temps réel des pipelines peut être effectuée à partir de n'importe quel endroit dans le monde sur n'importe quel appareil connecté à Internet.Translated Description (Spanish)
En este estudio, presentamos el uso de un servicio de plataforma de análisis de Internet de las cosas (IoT) para imitar el monitoreo de tuberías en tiempo real y determinar la ubicación de los daños en una tubería. Los pulsos de presión, basados en el principio de vibración en las tuberías, se utilizan para el monitoreo de tuberías en este estudio. En este estudio también se adopta el principio del retardo de tiempo entre las llegadas de impulsos a las posiciones de los sensores. Un Arduino y un módulo Wi-Fi se combinaron, programaron y utilizaron para producir un dispositivo de comunicación inalámbrica que se comunica con la plataforma de análisis de internet de las cosas (IoT) ThingSpeak. Se crearon un total de cinco canales en la plataforma para recopilar datos de los cinco sensores que se utilizaron en el banco de pruebas experimental que hizo uso del dispositivo de comunicación inalámbrica. Los datos de la señal se recopilaron una vez cada 15 segundos y todos los canales se actualizaron cada 2 minutos. ThingSpeak proporcionó visualizaciones instantáneas de los datos publicados por el dispositivo de comunicación inalámbrica. El análisis y procesamiento en línea de los datos se realizó a medida que entraban. Se construyó un segundo banco de pruebas que hizo uso de un registrador de datos para el procesamiento de datos. La velocidad medida de propagación del pulso utilizando el registrador de datos y el aire como fluido de transporte fue de 355 m/s. Las estimaciones calculadas de la ubicación del evento para las 50 mediciones tomadas oscilaron entre 4.243 m y 4.246 m. Esto tuvo una dispersión de solo 3 mm contra la ubicación real del evento medido de 4.23 m. Los resultados experimentales obtenidos mostraron que el rendimiento del dispositivo de comunicación inalámbrica se compara satisfactoriamente con el registrador de datos y es capaz de detectar la ubicación de los daños en las tuberías reales cuando se utiliza para la supervisión en tiempo real. Usando este dispositivo de comunicación y una plataforma de análisis, el monitoreo en tiempo real de las tuberías se puede llevar a cabo desde cualquier lugar del mundo en cualquier dispositivo habilitado para Internet.Files
s42452-021-04225-z.pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ac5da227dc93f5bb28d2b79f67d1c374
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مراقبة خط أنابيب البترول باستخدام منصة إنترنت الأشياء (IOT)
- Translated title (French)
- Surveillance des oléoducs à l'aide d'une plateforme Internet des objets (IoT)
- Translated title (Spanish)
- Monitoreo de oleoductos utilizando una plataforma de Internet de las cosas (IoT)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3122693472
- DOI
- 10.1007/s42452-021-04225-z
References
- https://openalex.org/W2092569619
- https://openalex.org/W2346605265
- https://openalex.org/W2514766611
- https://openalex.org/W2575383127
- https://openalex.org/W2769072971
- https://openalex.org/W2800414230
- https://openalex.org/W3032923489
- https://openalex.org/W3095649057
- https://openalex.org/W4205106507