油气管道泄漏检测技术综述(新版)
燃气管道泄漏检测新技术
Ｋｅ ｒ ｓ ｇ ｓｐ ｐ ｌ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｉ ｅ ｉ ； ｌａ ａ ｅ ｄ ｔ ｃｉｎ； ｄ ｒ ｃ ｔ ｏ ； ｉ ｄｒ ｃ ｔ ｏ ｎ ｅ ｋ ｇ ｅｅ ｔ ｏ ｉ ｔｍｅｈ ｄ ｎ ｉ ｔｍｅｈ ｄ ｅ ｅ
管 道运输 作 为燃 气 的最 主 要输 送 方 式 ， 有 造 具 价低 、 运行 费 用低 、 安全 性 好 、 输 量 大 的优 点 。管 运
间接 法是 利用 数据 采集 系统 提供 的管 道 的管 内 压力、 流量 、 温度 等 数 据 ， 行 计 算 分 析来 检测 管 道 进 泄漏 的方 法 。因为 检测 的结果 是 通过计 算分 析 得来 而 不是 直接 检测 出来 的 ， 也 称 为 间接 推 理 法 或 基 故
道存在生命期限 ， Ｊ在整个管道寿命期 内都有事故 发生 。在幼年期 ， 由于管道本身、 设计施工方面的缺 陷及周 围的环境 仍 未 达 到稳 定 而 造 成 的 事 故较 多 ；
在平稳 期 ， 由于 周 围环 境趋 于稳 定 ， 在幼年 期造 成事
于软件的检测方法 ， 如质量平衡法、 压力波分析法 、 实 时模 型法 、 统计 检漏 法 等 。
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｔｈｅ ｍａｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｉ ｅ ｉ ｅ ｋ ｇ ｅｅ ｔｏ ｒ ｕ ｍａ ｉｅ ｉ ｔ ｏ ｓｆ ｒｐ ｐ ｌ ｎｅ ｌａ ａ ｅ ｄ ｔ ｃｉｎ ａ ｅ ｓ ｍ ｒｚ ｄ，ｔ ｅ ｎｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｈ ｗ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ
・
检测 到 ３ ０ｍ范 围内的甲烷泄漏。对于一些危险地 段 （ 如繁忙的公路、 敷设管道的桥梁 ） 的燃气管道 ，
输油管道泄漏检测技术综述
输油管道泄 漏检 测 技术综述
张德顺
（ 大 庆 榆 油 气 分公 司 ， 黑 龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 在 日常经济建设 中， 输油管道带来便捷的 同时 ， 也 出现 一些弊端 ， 伴 随而来的是经 济损 失， 甚至更 大的危 害， 比如输油管道的 泄露 ， 会 造成一 系列经济损 失 ， 对 于环境保护也是很不利的。 关键词 ： 输油管线； 泄露； 检测； 方案设计 ； 具体措施 随着经济建设 的 １ ３益推进 ， 管道运 输用途越 来越广 ， 作 用越来 当输气管 道发生泄 漏的时候 ， 由于其气体具 有挥发性 ， 可 以通 越大， 对社会经济建设 的影响越来越重要 ， 在此过程 中， 由于一系列 过一定 的检测 设备 ， 检测 出管道周 围环 境的气体浓度 ， 进 而判断管 外 部因素 ， 导致 的管道泄漏 问题 ， 严重威胁 了人们 日常 的生命 财产 道的泄漏情况 。一般来说 ， 这种 气体 检测设备要距离检测环境 比较 安全 ， 不利于环境保护 ， 以及 国家经济建设 的可持续发展。 为 了确保 近的距离 以方便检测管道 四周流散的气体 的浓度 ， 需要伴 随着管道 管道建 设 的安 全运行 ， 需要研究更加具 有可靠性 、 准确 性 的泄漏 检 线路进行检测 ， 其检测 时间也 是 比较长 的 ， 这种检 测方法不适 合应 测技术 ， 以促 进管道运输运行的安全 。 用于输液管道检测 。 １ 关 于输油 管道泄露检测及定位的性能评价 ２ ． ６关 于 放射 物法 进行严格 的输油管道泄漏技术检验工作 ， 能够有效 预防管道 泄 放射物法对 一些 特定 环境 的管道检 测具有一定 的意 义 ， 这种 检 漏， 有利 于避 免管道泄 漏带来危 害 ， 减少 日常的经 济损失 ， 有利 于保 测方法起源于美国 ， 其一次检测长度在 ２ ０千米 以上 ， 主要适用 于水 护环境 。对于 日常输油管道泄漏的检测技术工作 开展 ， 需要从 以下 管道 、 气管道 以及油管道等 ， 由于这种检测方 法需要 的操作 周期较 几 个方面开展 。为 了确保输油管道 的Ｊ ｌ ｂ ￣ ， Ｎ运行 ， 需要积极进行泄漏 长 ， 并且不利 于在线实时检测管道运行 ， 一般情况下 ， 很少被使用 。 检 测的灵敏度分析。及时对于非常小 的泄漏信号也能做 出反应 ， 给 ３基于软件的方法的具体分析 ３ ． １ 关 于 压 力 波 法 出借测结果 ， 有 利于 防范 日常的管道泄漏 问题 ， 为了满足现 实的需 要， 需要积极实现泄漏系统 的及时反馈 ， 通过操作人员 的具体应 用 ， 当管道 发泄泄漏 的时候 ，其泄漏 部位会产 生一定 范 围的减压 得 到管 道泄漏的具体 信息 ， 再通过具体 的仪器 ， 反馈到操作者手 中 ， 波， 我们称它为负压波 ， 在管道两侧进行压力传感器设计 ， 就能有效 以实现对管 道泄漏问题 的监控管理 。 为了确保有效避免管道泄漏 的 检测出管道泄漏 的位置 ， 进 而有 利于泄漏定 位。应用负压波检测法 问题 ， 需要提升泄漏报警的准确性 ， 避免 由于其他原 因， 导致的误报 的关键 问题是如何 区分正常操作与泄漏带来 的负压波 。 负压波检测 的问题 。以确保管道检测 的准确度 ， 通过科学性 、 合理性 的措施 ， 实 法灵敏准确 ， 可 以迅速地 检测 出大 的泄漏， 但 是对于 比较小 的泄 漏 现对整体管道检测 的实时监控 ， 确保管道泄漏故 障的及时排除 。 或已经发生 的泄漏效果则不明显。 ２关 于管道泄 漏检 测方 法简介 ３ ． ２关于压力点分析方法 目前来说 ，国际上现有 的检测方法一般 分为基于硬件 的方法 、 压力点分析法就是我们 日常所 用的 Ｐ Ｐ Ａ法 ，这种方法 的应 用 基于生物 的方法 以及基于软件 的方法等 。 范围是 比较广泛 的 ， 具体来说 ， 它对 于不同方式的管道 检测具有很 ２ ． １ 关 于生物方 法的分析 重要 的作 用 ， 比如对 日常管道运输 中的气体 、 液体等进行 的管道检 所谓的生物方法 ， 就 是利用训练有序动物或者利用相关经验 丰 测泄漏等 。 通过对其稳定安全状况 的管道运行情况以及 出现故 障的 富 的人 ， 依靠 系列感官 ， 找到 管道的泄漏点 ， 进而采取 一系列措施 ， 管道运行情况 ， 进行 比较得到两者不 同的结论 。从而采取不 同的管 降低损失。 通过这些方式检测管道泄漏 ， 不利 于省时省力 ， 并且对 于 道泄漏检测方法进行 分析 ，以确保 日常管道 泄漏 问题 的合 理解 决。 些特定 的环境 ， 比如海底 ， 沼泽 以及 荒原 中的管道难 以进 行人工 在压力点分析法的运行过程 中，需要借助专业 的计算机运 行系统 ， 巡查 。在检 测过程中 ， 生物巡查效果 主要依 靠个体经验 以及动物训 该计算机系统通 过对管道检测各个环节 的监控 ，得到确切 的结 论 ， 练水平 ， 随着经济 的发展 ， 这种 检测方式 已经不能适应 时代需要 了 ， 对这些得 出来 的数据信息进行分 析 ，以确定管 道泄漏点 的具 体位 只是有些特殊场合 ， 需要运用这种方法罢了。 置， 实现定点定时监控 ， 及时进行故 障排 除， 实现 日常管道运行的正 ２ ． ２关于硬件方法 的分析 常开展。 在Ｅ ｌ 常管道检测 中 ， 利用一系列硬件进行泄 漏孔 与泄漏物的检 ３ ． ３关于小波分析法的分析 测工作 ， 主要 的硬件设 备有 ， 气体传感器 、 声学 传感器 、 压力传 感器 小 波分 析法是以前非常流行数学理论方法 ， 它有利 于积极进 行 以及放射物传感器等 。 时频分析 。对于 日常管道检测 中信号进行积极 的分析 ， 得出具体 的 ２ ． ３ 关 于软件方法的分析 解决数据 。 实现对具体故障的及 时排 除 ， 实现管道检测 的科学性 ， 合 在管道检测环节 中， 利用一些计算机软件包来进行检测也是 不 理性 ， 有效性 。 小波变换法 的优点是不需要管线的数学模型 ， 对输 入 错的方法 ， 对 管道泄漏的存在进行检测找 出泄漏孔 的位置 。所谓 的 信号 的要求 较低 ， 计算量也不大 ， 可以进行在线实时泄漏 检测， 克 服 计算机软件包就是利用信息科技手段 ，对管道泄漏造 成的流量 、 压 噪声 能力强 ， 但是， 此 方法对 由工况变化及 泄漏引起 的压 力突降难 力、 流速等信息参数 的变化进行 日常采 集 、 处理 、 评估工作 。对管道 以识别 ， 易产生误报 。 结 束 语 的非线性 、 不确定性 、 随机性 因素引起 的误差进行补偿 ， 提高泄漏检 测的灵敏度 以及定位 精度 ， 在此过程 中 ， 软件包 的可靠完 整性是很 根据前 文所讲 ， 管道泄 漏的检测 方法是多种 多样 的 ， 只有 针对 重要的 ， 这些方 法包括质量体 积平衡法 ， 动态模 型法 以及压力 点分 管道泄漏 的具体情况 ， 运用相应 的检 测方法 ， 才 能确 保管 道泄漏检 析法 等。 测 的顺 利进 行。有利 于避免泄漏事故 的发生 ， 有利于保证人 民的生 ２ ． ４关于声学法 的分析 命财产安全 ， 保证 国家经济建设 的顺利开展 。 在有些情况下 ， 运用一 管 道发生泄漏 问题 的时候 ， 其必然会 出现一 些现象 ， 这些 现象 种检测方法是不够 的 ， 就需要综合 运行 多种技术 ， 进行检测 ， 实现对 能够 被我们所用 ， 作 为检查管道 泄漏 的一种手段 ， 管 内高压流 体 由 输油管道泄漏 的检测 以及定位 。 破裂 处喷成 ， 因为其 与管壁发生 的相 互作用 ， 容易产 生一种振 动噪 参考文献 声， 通过应 力波 的形 势沿着管壁进行 传播 ， 这种管道 泄漏声信 号属 ［ １ 】 游保华． 输油 管道泄漏检 浏技 术『 Ｊ １ ． 甘肃科技， ２ ０ ０ ９ ． 于一种连续声发射信号 ， 利 用设 置好 的传感器来接收这种声波 ， 从 ［ ２ 】 隋 溪， 韩 东． 输 油 管道 泄漏检 测技 术 综述［ Ｊ ］ ． 内蒙石 油化 工 ， ２ ０ ０ ９ 而对管道 的泄漏情 况进行检 测定 位。一般来说 ， 这种 方法的成本 比 （ ２ ｏ ） ． 较高 ， 它不适合应用于埋地输油管道的检测 。 ［ ３ 】 宋艾玲 ， 梁光 川， 王文难． 世界 油气管道现状 与发展趋 势『 Ｊ １ ＿ 油气储 ２ ． ５关于气体法 运． ２ ０ ０ ６ （ １ ０ ） ．
油气管道泄漏检测定位专利技术综述
油气管道泄漏检测定位专利技术综述发表时间：2019-08-29T14:23:57.233Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：杜芳1 刘腾2 [导读] 摘要：油气管道的泄漏检测定位是油气管道运输的重要环节，国内外学者对于检测定位技术一直进行着不断的探索和研究。
1.国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心 2．北京盈科（天津）律师事务所摘要：油气管道的泄漏检测定位是油气管道运输的重要环节，国内外学者对于检测定位技术一直进行着不断的探索和研究。
本文主要以VEN数据库以及CNABS数据库的检索结果为分析样本，从总体概述、专利申请量及国别分布、技术发展脉络等专利的角度对油气管道泄漏检测定位技术的发展进行了分析，概述了该技术领域发展状况，并对国内外的技术路线作了详细的梳理及分析，以期能对该领域今后的相关科研或技术的实施有所帮助。
关键词：管道；泄漏；专利；检测；定位1概述随着全球油气产业的蓬勃发展，油气管道输送随之迅速增长，已经成为当前油气输送的主要方式，而管道泄漏事故的频繁发生却造成了严重的生命财产损失和环境污染。
建立高效的油气管道泄漏实时检测与监测预警系统，及时报告泄漏事故的发生和位置，最大可能地减少甚至避免经济损失及环境污染已经成为世界各国的研究重点[1]。
国外一些发达国家从20世纪70年代末就已经开始对管道泄漏进行研究，80年代末进入较实用的商品阶段；国内对管道检测技术的研究起步较晚，直到80年代初期才进入研究。
而在专利申请方面，全球专利技术的保护则相对于该领域的技术研究则出现的晚些；管道漏失的预防、检查和位置的确定主要位于分类号F17D5/02下，更确切的使用电或声学的方法则位于小组F17D5/06下；为了较全面的了解该领域中的专利技术发展状况，本文检索分类号覆盖到F17D5/+下。
2全球、国内专利态势分析2.1 全球专利申请量针对全球专利申请量，使用关键词pipe+ 与leak+，分类号F17D5/+，在VEN数据库中进行检索。
长输油气管道泄漏检测技术综述
运行 中的泄漏既造 成 资源的损 失 ， 污 染了环境 ， 也 是一 个急 需解决 的 问题 。 本文介绍 了长输 管道 泄漏检
测技 术 的现状 ， 出以软件 为基 础 的 实时瞬变模 型法 和统 计决 策 方 法 以及 光 纤侍 感 嚣 泄漏检 测 方 法有 指 着 良好 的发展 前景 。 主题 词 长输 管道 泄漏 检测
与正常 操作 产生 的负压 波形状 不 同来 确认 泄漏 ｌ 。负 ２ Ｊ
漏磁通 检删法Ｈ 超声 波檀删法
管道应 力渡 卜一 ＿ 嗅 觉峙癌器槛
压波检 测法可 以迅速 检 测 出大 的泄 漏 ， 是 对 于 比较 但
小的泄 漏或 已经发 生 的泄漏效 果不 佳。
１ ３ 应 力 波 检 测 法 ．
１２ 负 压渡检 测 法 ．
各种 介质 的腐蚀 以及 其它破坏 因素 ， 会引起 管道 泄漏 。 例如 泵站 的开关 所带来 的应力 、 力 控制 阀 的误 操作 、 压 处 于腐蚀 环 境下管道 的老化 、 管 土 壤 潮 湿及 温 度 变 埋 化、 通过 公路 时受压过 大 、 为 的破坏等 等都 是常见 的 人
地 改变 自身 网络 的权值 ， 更好 地监控 管道 运行情 况 。
Ｉ 堕 变 兰卜 塾 薹 壅 堕 堡 兰
图１ 管道泄漏测鼙常用方法
ｌ 声菠、 负压 ．
当管道发生泄漏时， 在泄漏点处会产生噪音。通 ２ 管内智雠属机
维普资讯
是在 管道 的两 端各 安 放两个 传 感 器 ， 通过 硬件 电路延
根据 工作 原理 的不 同 ， 输管 道 泄 漏 检 测 主要 方 长
法 如图 １ 示 。 所
长辅筲道泄漏控： 别 幕干泄漏 带褒的ｌ理现氤 托 智能 机
天然气管道泄漏检测技术综述
天然气管道泄漏检测技术综述天然气作为一种清洁、高效的能源形式，被广泛应用于各个领域，在能源消费中占据了至关重要的地位。
然而随着气管道的日益发展，管道泄漏事件时有发生，不仅会对环境造成污染，还会对人们的生命财产安全带来严重威胁。
因此，如何及时、准确地检测管道泄漏，成为了气管道安全的一个重要方面。
本文将对天然气管道泄漏检测技术进行综述，并探讨其现状及未来发展方向。
一、天然气管道泄漏检测技术的现状目前，国内外天然气管道泄漏检测技术取得了很大的进步，逐渐从手工巡检向自动化、智能化方向转变。
下面就介绍一些目前应用较为广泛的技术：1、超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波在介质中的传播特性，检测介质流体中的变化，从而判断管道中是否有泄漏。
该技术具有非接触、灵敏度高、检测速度快等优点，但对管道介质和管道温度、压力等条件要求较高。
2、红外线检测技术红外线检测技术是利用红外线在介质中的传播特性，通过检测管道周围的温度变化，从而判断是否有泄漏。
该技术具有便携、操作简单、不受管道介质限制等优点，但对管道周围环境干扰较大。
3、母线电位降技术母线电位降技术是通过检测管道上的电位，来判断管道是否有泄漏。
该技术具有实时性强、不受温度影响等优点，但对管道涂层、接地等环境要求较高。
4、飞行时间质谱法飞行时间质谱法是利用质谱技术对管道中的气体成分和流量进行实时检测，从而判断是否有泄漏。
该技术具有极高的精度和可靠性，但设备价格较高，不易普及。
目前，上述检测技术都得到了应用和完善，但各自存在一些瓶颈和限制，需要进一步发展改进。
二、天然气管道泄漏检测技术的发展方向随着科技的不断进步，人们对天然气管道泄漏检测技术的要求也越来越高，未来的发展方向一般集中在以下几个方面：1、智能化目前，许多管道泄漏检测技术还是处于人工判断和干预的阶段，未来的趋势是建立智能化检测系统，实现全自动化检测和及时报警。
2、多元化当前的管道泄漏检测技术大多只能检测单一的物理量，对管道泄漏的判断和诊断还存在不足，未来的方向是将多种检测方法结合起来，形成多元化检测系统。
4-油气管道泄漏监测技术简介
φ720超声波检测器
2、管道内检测器的选择
目前在油气管道内检测上应用最多的是漏磁式与超声波检
测器，两种检测器的原理不同，因而在检测对象、检测范 围、检测结果及适用性上各有特点，有所不同。
两种检测方法中，漏磁法操作较简单，对检测环境要求不高， 检测费用低于超声波法。它可以检测出管壁各种缺陷，对检 测金属损失把握较大，但对于很浅、长而且窄的细小裂纹就 难以检测到。它的检测精度受到各种因素影响，壁厚越大， 精度越低，使用范围一般在壁厚12 mm以下。
超声波检测器主要由密封圈、里程轮、探头、超声仪器系 统、数据处理记录系统、电源等组成，其中超声仪、数据 记录仪、电源部分都装在密封舱内，以防与油气接触。 下图是一台φ720超声波检测器示意图。它全长6880 mm， 重l 935kg。主要技术指标：超声波探头数256个；测管壁厚 度范围7～12 mm，壁厚测量精度±0.5 mm；里程系统定位 精度±1.0 m；连续检测长度150 km；可以通过2.5D的弯头 和变形量13％D的管段。
管道MFL检测器主机示意图
1一管壁；2一电池组；3一密封舱；4一漏磁检测仪；5一里程轮；
6一弹簧；7一橡胶皮碗；8一电子元件；9一磁带记录仪
(3) 超声波检测器 超声波检测器主要是利用超声波的脉冲反射原理来测量管 壁厚度。探头发射的超声波脉冲达到管壁后，反射回来由 探头接收，根据接收时间间隔来检测管壁形状及厚度变化。 这种方法的检测原理简单，能够检测到各种裂纹和管材夹 杂等缺陷，能够对厚壁管道进行精确测量，并判别是管内 壁还是外壁的缺陷。其缺点是超声波在气体中衰减很快， 用于输气管道上需要耦合剂，才能更好地传输和接收超声 波信号。
1、管道内检测器的类型 (1) 检测管道几何形状的通径检测器 最广泛使用的测径器是由伞架式曲柄连杆机构及若干个探头 组成的辐射架，探头上的位移传感器均匀地压在管壁上。
油气管道泄漏检测技术综述范本
油气管道泄漏检测技术综述范本油气管道泄漏是目前世界各国面临的一个重大环境与安全问题。
由于油气管道的运输过程中存在着泄漏的风险，及时准确地检测泄漏并采取有效的应对措施对于防止环境污染、保障人员安全和维护设施的正常运行至关重要。
随着技术的不断发展，油气管道泄漏检测技术也在不断创新和完善。
本文将综述近年来油气管道泄漏检测技术的发展情况，总结各种技术的优缺点，并展望未来的发展方向。
一、传统方法1. 可燃气体检测法可燃气体检测法是最常用的油气管道泄漏检测方法之一。
该方法通过安装气体传感器，测量管道周围空气中是否存在可燃气体浓度的变化来判断是否发生泄漏。
当泄漏发生时，管道周围空气中的可燃气体浓度将超过设定的阈值，从而触发报警系统。
这种方法的优点是简单、成本低廉，但存在误报率高和实时性差的问题。
2. 压力差法压力差法是通过检测管道压力的变化来判断是否发生泄漏。
在正常情况下，管道的压力应保持稳定，当发生泄漏时，管道中的压力会减少，通过检测压力差异来判断是否发生泄漏。
这种方法的优点是操作简单，并且可以实时监测管道的状态。
但是，由于各种因素的干扰，比如温度变化和管道阻塞等，可能导致误报或漏报的情况。
二、无损检测技术1. 红外热像法红外热像法是一种无损检测技术，通过测量目标区域的红外辐射来判断是否有泄漏情况。
当油气泄漏时，泄漏区域的温度会发生变化，通过红外热像仪可以捕捉到温度异常的区域。
该方法具有非接触、高效率的优点，可以实时监测管道的运行状况。
但是，该技术对环境光线和温度的干扰较大，需要在特定的工况下使用。
2. 超声波检测法超声波检测法是一种利用超声波传感器检测泄漏的方法。
当泄漏发生时，泄漏点会产生高频音波，在管道表面或周围的超声波传感器可将此信号捕捉到。
该方法具有高灵敏度和准确性的优点，可以检测不同尺寸和类型的泄漏。
但是，该方法对环境噪声的干扰较大，需要有较好的信噪比。
三、无人机技术无人机技术在油气管道泄漏检测中得到了广泛应用。
长输油气管道泄漏检测技术综述
长输油气管道泄漏检测技术综述陈春刚 王 毅 杨振坤(西安交通大学) 摘 要 随着石油、天然气工业的不断发展,管道输送在国民经济中地位越来越重要。
长输管道在运行中的泄漏既造成资源的损失,也污染了环境,是一个急需解决的问题。
本文介绍了长输管道泄漏检测技术的现状,指出以软件为基础的实时瞬变模型法和统计决策方法以及光纤传感器泄漏检测方法有着良好的发展前景。
主题词 长输管道 泄漏 检测 管道技术在石油、天然气等输送中有着独特的优势。
随着西部油田的开发和“西气东输”工程的进行,管道运输将会在我国国民经济中占据越来越重要的地位。
由于管道服役时间不断增长而逐渐老化,或受到各种介质的腐蚀以及其它破坏因素,会引起管道泄漏。
例如泵站的开关所带来的应力、压力控制阀的误操作、处于腐蚀环境下管道的老化、埋管土壤潮湿及温度变化、通过公路时受压过大、人为的破坏等等都是常见的原因[1]。
石油、天然气管道的泄漏不仅导致了资源的损失,同时极大地污染了环境,甚至发生火灾爆炸,严重威胁人民生命财产的安全。
因此,对石油管道泄漏检测技术的研究,是一个有实际意义的工作。
根据工作原理的不同,长输管道泄漏检测主要方法如图1所示。
1 声波、负压波、应力波检测1.1 声波检测法当管道发生泄漏时,在泄漏点处会产生噪音。
通过设置好的传感器可以接受到这种声波,从而探测泄漏,并进行定位。
传统的声波检测是利用离散型传感器,即沿管道按一定间隔布置大量传感器,这种方法成本很高。
近年来随着光纤传感技术的发展,已开发出连续型光纤传感器进行泄漏噪声检测。
据有关报道,单根光纤的检测距离就可以达到60km ,这样一根光纤就可以替代大量的传统传感器,降低了成本;而且连续型传感器与传统传感器相比也提高了检测能力。
1.2 负压波检测法在管道发生突然泄漏时,由于泄漏部位会产生一个向上游或下游传播的减压波,称之为负压波。
如果在管道两端设置压力传感器检测到负压波,就可以判断泄漏并对泄漏进行定位。
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油气管道泄漏检测技术综述(新版)Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0015油气管道泄漏检测技术综述(新版)摘要：简单说明了油气长输管道泄漏的原因和泄漏的危害，简单回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史，详细介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像、传感器法、探测球法、半渗透检测管检漏法、GPS时间标签法、放射性示踪剂法、体积或质量平衡法、压力波法、小波变换法、相关分析法、状态估计法、系统辨识法、神经网络法、统计检漏法和水力坡降法等20多种管道泄漏检测技术方法，同时介绍了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标，最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。
关键词：油气；长输管道；泄漏；原因；检测方法；性能指标；问题；发展；趋势油气长输管道发生泄漏的原因多种多样，但大致可以分为：(1)管道腐蚀：防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀；(2)自然破坏：由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏；(3)第三方破坏：不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏；(4)管道自身缺陷：包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。
油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失，而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。
1检漏技术发展历史国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。
早在1976年德国学者R.Isermann和H.Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法；1979年ToslhioFukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法；L.Billman和R.Isermann在1987年提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法；A.Benkherouf在1988年提出了卡尔曼滤波器方法；1991年Kurmer等人开发了基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统；1993年荷兰壳牌(shell)公司的X.J.Zhang提出了统计检漏法；1999年美国《管道与气体杂志》报道了一种称作“纹影”(Schlieren)的技术，即采用空气中的光学折射成象原理可用于管道检漏；2001年Witness提出了采用频域分析的频域响应法，其基本思想是将管道系统的模型转换到频域进行泄漏检测和定位分析；2003年MarcoFerrante提出了采用小波分析的方法，利用小波技术对管道的压力信号进行奇异性分析，由此来检测泄漏。
我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚，但发展很快。
1988年方崇智提出了基于状态估计的观测器的方法；1989年王桂增提出了一种基于Kullback信息测度的管线泄漏检测方法；1990年董东提出了采用带时变噪声估计器的推广Kalman滤波方法；1992年提出了负压波法泄漏检测法；1997,1998年天津大学分别采用模式识别、小波分析等技术对负压波进行了很大程度的改进；1997年唐秀家等人首次提出基于神经网络的管道泄漏检测模型；1999年张仁忠等提出了压力点分析(PPA)法和采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法；2000年胡志新等提出了分布式光纤布拉格光栅传感器的油气管道监测系统；2002年崔中兴等介绍了声波检漏法；2003年胡志新提出了基于Sagnac光纤干涉仪原理的天然气管道泄漏检测系统理论模型；2003年潘纬等利用小波分析方法来分析信号的奇异性及奇异性位置,来检测天然气管线泄漏；2003年夏海波等提出了基于GPS时间标签的管道泄漏定位方法；2004年白莉等提出了一致最大功效检验探测泄漏信号；2004年吴海霞等运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警；2004年伦淑娴等利用自适应模糊神经网络系统的去噪方法可以提高压力信号；2005年张红兵等介绍了根据管道的瞬态数学模型，并应用特征线法求解进行不等温输气管道泄漏监测；2005年刘恩斌等研究了一种新型的基于瞬态模型的管道泄漏检测方法,并对传统的特征线法差分格式进行了改进,将其应用于对管道瞬态模型的求解；2005年朱晓星等提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中；2005年白莉等等将扩展卡尔曼滤波算法,应用于海底管道泄漏监测与定位；2006年白莉等利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测；2006年提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉原理的新型分布式光纤检漏测试技术[1-12]。
2泄漏检测技术方法对于检漏技术的分类，现在没有统一的规定，根据检测过程中所使用的测量手段不同，分为基于硬件和软件的方法；根据测量分析的媒介不同可分为直接检测法与间接检测法；根据检测过程中检测装置所处位置不同可分为内部检测法与外部检测法；根据检测对象的不同可分为检测管壁状况和检测内部流体状态的方法[1-19] 。
2.1热红外成像对于加热输送的液体管道，当管道发生泄漏时,土壤被泄漏的液体加热后温度上升，通过红外辐射的不同来感知这种异常的温度，将其与事先保存在计算机中的管道周围土壤正常温度分布图进行比较检测泄漏。
近年美国OILTON公司开发出一种机载红外检测技术，由直升飞机携带一高精度红外摄像机沿管道飞行，通过分析输送物资与周围土壤的细微温差确定管道是否泄漏。
这类方法不能对管线进行连续检测，因此发现泄漏的实时性差而且对管道的埋设深度有一定的限制,具有关资料介绍,当直升机的飞行高度为300m时,管道的埋设深度应当在6m之内。
2.2探地雷达探地雷达(GPR)将脉冲发射到地下介质中，通过时域波形的处理和分析探知地下管道是否泄漏。
当管道内的原油发生泄漏时,管道周围介质的电性质会发生变化,从而反射信号的时域波形也会发生变化,根据波形的变化就可以检测到管道是否发生了泄漏。
应用探地雷达探测时,物体必须有一定的体积,因此这种方法不适用于较细的管道。
而且用探地雷达探测泄漏时,与管道周围的地质特性有关,地质特性的突变对图象有很大的影响,这也是应用中的一个难点。
2.3气体成像在输气管道泄漏检测中,气体成像技术也是一个比较有效的方法。
以前气体成像的原理主要是根据背景吸收气体成像和红外辐射吸收技术。
设备比较笨重,需要大型的激光器。
近年来,开发了一种称之为“纹影”的技术,即采用空气中光学折射成像原理检漏。
其设备轻巧、使用方便,还能提供有关泄漏量的指示。
这种光学非侵入技术，可以远距离观测漏失量为每分钟仅为几毫升的轻微泄漏。
泄漏到大气中的天然气比周围的空气折射率高，天然气泄漏使光线发生折射，在摄像机和照明条件下光栅之间的泄漏，使光线到达摄像机时产生位移。
这样肉眼见不到的天然气泄漏就变成可视的纹影图象并可拍摄下来。
利用这种技术，氧气和氮气难于在空气中成象，但烃类气体、挥发性流体的蒸气却容易看到；氦气、氢气、含氯氟烃等密度大于或小于空气的气体都可成象。
同样纹影摄像机也能看到冷暖气流和超声冲击波。
纹影成象技术不仅能发现气休泄漏而且能提供信息估算泄漏量。
这种技术是地面成象系统，但检测来自地下的天然气泄漏也是可行的。
2.4传感器法随着传感器技术的发展,人们已经制造出对某种化学物质特别敏感的传感器,再借助于计算机和现代信号处理技术可以大大地提高检测的灵敏度和精确度。
(1)嗅觉传感器将嗅觉传感器应用于管道检测还是一项不大成熟的技术。
可以将嗅觉传感器沿管道按一定的距离布置,组成传感器网络对管道进行实时监控。
当发生泄漏时,对泄漏物质非常敏感的嗅觉传感器就会发出报警。
(2)分布式光纤声学传感器方法是利用Sagnac干涉仪测量泄漏所引起的声辐射的相位变化来确定泄漏点的范围，这种传感器可以用于气体或液体运输管道。
这种方法是把光纤传感器放在管道内，通过接收到的泄漏液体或气体的声辐射，来确定泄漏和定位。
由于是玻璃光纤，所以不会被分布沿线管道的高压所影响，也不会影响管道内液体的非传导特性，而且光纤还不受腐蚀性化学物资的损害，寿命较长。
在理论上，10km 管道定位精度能达到±5m，反应也较灵敏及时，但成本较高。
2.5探测球法基于磁通、超声、涡流、录像等技术的探测球法是上世纪80年代末期发展起来的一项技术，将探测球沿管线内进行探测，利用超声技术(“超声猪”)或漏磁技术(“磁通猪”)采集大量数据，并进行事后分析，以判断管道是否有泄漏点。
该方法检测准确、精度较高，缺点是探测只能间断进行，易发生堵塞、停运的事故，而且造价较高。
2.6半渗透检测管法这种检漏管埋设在管道上方，一旦气体管道发生泄漏，安装在检测管一端的抽气泵持续地从管内抽气，并进入烃类检测器，如检测到油气，则说明有泄漏发生。
但这种方法安装和维修费用相对较高，另外，土壤中自然产生的气体(如沼气)可能会造成假指示，容易引起误报警。
美国谢夫隆管道公司在天然气管道上安装了这种检测系统(LASP)。
2.7检漏电缆法检漏电缆多用于液态烃类燃料的泄漏检测。
电缆与管道平行铺设，当泄漏的烃类物质渗入电缆后，会引起电缆特性的变化。
目前己研制的有渗透性电缆、油溶性电缆和碳氢化合物分布式传感电缆。
这种方法能够快速而准确地检测管道的微小渗漏及其渗漏位置，但其必须沿管道铺设，施工不方便，且发生一次泄漏后，电缆受到污染，在以后的使用中极易造成信号混乱，影响检测精度，如果重新更换电缆，将是一个不小的工程。
2.8GPS时间标签法GPS(全球定位系统)的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
采用GPS同步时间脉冲信号是在负压波的基础上强化各传感器数据采集的信号同步关系，通过采样频率与时间标签的换算分别确定管道泄漏点上游和下游的泄漏负压波的速度，然后利用泄漏点上下游检测到的泄漏特征信号的时间标签差就可以确定管道泄漏的位置。
采用GPS进行同步采集数据，泄漏定位精度可达到总管线长度的1%之内，比传统方法精度提高近3倍。
2.9放射性示踪剂检测放射性示踪剂检测是将放射性示踪剂(如碘131)加到管道内,随输送介质一起流动,遇到管道的泄漏处,放射性示踪剂便会从泄漏处漏到管道外面,并附着于泥土中。