油气管道泄漏检测定位技术概述
油气管道泄漏检测技术
油气管道泄漏检测技术许旺松【摘要】Pipeline transport was a rapidly developing field in oil and natural gas transmission because of its economical and convenient,but the leakage problem became a hazard to safe operation of pipelines,and was the main factor causing a variety of accidents.The pipeline leak detection technology was an important pipeline management techniques to prevent the leakage occurred（or after the timely detection of theleak）.Therefore,the research pipeline leak detection technology for the safe operation of the pipeline was important.A systematic description of this technology,classification and comparison,and its development prospects were predicted.%管道输送因其经济方便,正在石油天然气等输送领域迅速发展,但泄漏问题已经成为危害管道安全运行、造成各种事故的主要因素。
借助管道泄漏检测技术防止泄漏发生（或在泄漏发生后及时发现）是管道管理采取的重要技术手段。
因此,研究管道泄漏检测技术对管道安全运行具有重要意义,本文对油气管道泄露技术进行了系统性介绍、分类和比较,并对其发展前景进行了预测。
天然气管线泄漏检测与定位方法综述
天然气管线泄漏检测与定位方法综述摘要：天然气输送管道的泄漏，会造成损失和危害，及时检测出泄漏并确定泄漏点是至关重要的。
为此，本文系统介绍了近几十年来国内外天然气管线的泄漏检测及定位技术，并指出了各种方法的优缺点。
随着天然气工业的发展，管道输送在国民经济中的地位越来越重要，研究出一种可靠、经济的检漏定位方法显得异常重要。
文章对泄漏检测与定位技术未来可能发展方向也作了系统的阐述。
关键词：天然气管道泄漏检测定位引言：管道技术在天然气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。
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，对天然气管道泄漏检测技术的研究，是一个有实际意义的工作。
正文：管道泄漏检测方法可以分成管内检测法和管外检测法。
1：管内检测法将探测球Spherical detector从管道一端放入，球在管道内部流动介质的推动下，顺流而下，采用漏磁，超声波Ultrasonic detection 、涡流、录像等技术采集管道内的信息，然后从管道另一端将探测球取出，最后进行数据分析和处理，确定泄漏点位置。
定位较为准确，但是投资巨大。
实时性差，只适用于较大口径管道。
而且极易发生管道堵塞、停运等严重事故。
2：管外检测法管外检测法又可分为直接检测法和间接检测法。
2·1：直接检测法直接检测法含4种检测方法：人工巡线法、检测元件法、气体检测法、机载红外线法。
2·1·1：人工巡检法由技术人员携带检测仪器或经过训练的动物分段对管道进行检测，或者在管道沿线设立标志桩，公布管道所辖单位的电话号码，管道发生泄漏时由附近居民打电话报警。
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。
油气管道泄漏检测定位技术概述
中国智能化油气管道技术交流大会暨智慧管网技术交流会油气管道泄漏检测定位技术概述目录1 绪论2 油气管道泄漏检测3 结论与展望1绪论截止到2017年底，中国长距离油气管道总长约133100km，其中输气管道总长为77200km，原油管道为28700km（扣除退役封存管道），成品油管道为27200km。
管道建设平稳推进。
中俄东线天然气管道工程的建设完工，标志着我国油气管道开始从“数字管道”步入“智慧管道”时代。
我国管道工业正面临着严重的安全运行问题，据不完全统计，近二十年来，我国的事故率年平均值达到了3次 / km ，远高于其他国家，由泄漏引发的事故所占比例较大。
油气泄漏除了对埋地土壤造成污染，严重泄漏事故会引发爆炸，给周边群众正常的生产生活和生命财产造成严重威胁。
黄岛输油管道泄漏爆燃事故为我国管道事业敲响了警钟，管道泄漏智能检测与定位技术的发展日益受到各大单位的重视。
输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂，原油泄漏流入排水暗渠，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸。
该事故造成62人遇难、136人受伤，直接经济损失人民币75172万元。
1.2管道泄漏原因和部位管道泄漏主要包括以下原因：1) 外力作用，包括管道占压、施工挖掘和打孔盗油；2）管道腐蚀，影响因素包括土壤pH 值、细菌、杂散电流、金属材料的不均匀性等；3）环境影响，季节的更换会引起土壤结构的变化造成埋地管道沉降度不稳定，管道切口发生破坏。
法兰泄漏、螺纹连接部位泄漏焊接存在的缺陷如未焊透、杂渣、气孔裂纹引起的泄漏；由于天然气高速流动在改变方向时对管壁产生较大的冲刷力导致管道穿孔泄漏阀门的填料处或机泵的轴向填料密封处发生的泄漏连接部位焊接部位冲刷填料部位泄漏部位2油气管道泄漏检测2油气管道泄漏检测管道泄漏检测系统即管道泄漏信息管理系统，可以对油气输送管道全天候实时监测，一旦管线发生穿孔泄漏，则检测系统可通过其信息管理系统及时报警定位。
油气管道泄漏检测技术综述优选稿
油气管道泄漏检测技术综述集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-油气管道泄漏检测技术综述摘要：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]。
油气管道泄漏检测技术综述
仅供参考[整理] 安全管理文书油气管道泄漏检测技术综述日期：__________________单位：__________________第1 页共18 页油气管道泄漏检测技术综述摘要：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年第 2 页共 18 页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。
输油管道泄漏检测技术综述
输油管道泄漏检测技术综述摘要：输油管道的泄露，不仅会造成巨大的经济损失，还会带来极大的危险，而且会造成对环境的严重污染。
对此，本文系统介绍了近年来国内外输油管线泄漏检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。
关键词：输油管线泄露检测管道运输在原油输送方面应用越来越广泛。
随着管道的增多，管龄的增长，由于施工缺陷和腐蚀穿孔、突发性自然灾害以及人为破坏等都会造成管道泄漏，给人们的生命财产和生存环境造成了巨大的威胁。
为了确保管道安全运行和减少泄漏事故危害，研究具有更高可靠性和准确性的泄漏检测技术，具有重要的理论意义和应用价值。
一、输油管道泄露检测及定位的性能评价管道泄露检测及定位技术能够及时准确报告泄漏事故，可以最大限度地减少经济损失和环境污染及更大危险的发生。
对一种泄露检测方法的优劣和性能的评价，应从以下几个标准考虑：1.泄漏检测的灵敏度指泄漏检测系统对小的泄漏信号的检测能力。
2.泄漏检测的及时性指检测系统在尽可能短的时间内检测到泄漏发生的能力。
3.泄露的误报率误报率是指系统没有发生泄漏时却被错误地判定出现泄露的概率。
4.泄露的漏报率漏报率是指系统出现了泄漏却没有被检测出来的概率。
5.泄露辨别的准确性指泄漏检测系统对泄漏的大小及其时变特性的估计准确度。
对于泄漏时变性的准确估计，不仅可以识别泄漏的程度，而且可对老化、腐蚀的管道进行预测并给出一个合理的处理方法。
二、管道泄漏检测方法简介目前，国际上已有的检测和定位方法大体上分为基于生物的方法、基于硬件的方法和基于软件的方法三大类。
1.基于生物的方法利用富有经验的人或训练有素的狗等生物，依靠视觉，气味或声音发现并且找到管道的泄漏点。
2.基于硬件的方法依靠各种硬件装置直接来探测和发现泄漏孔和泄漏物。
使用的典型硬件包括声学传感器、气体传感器、放射物传感器和压力传感器等。
3.基于软件的方法利用各种不同的计算机软件包来发现管道泄漏的存在并确定泄漏孔的位置。
软件包对因泄漏而造成的影响(如压力、流量、流速、摩阻等管道动态模型参数的变化)进行采集、处理和估计，从而对管道的非线性、不确定性、随机性等因素引起的误差进行补偿，进而提高泄漏检测的灵敏度和定位精度，因此软件包的完整性和可靠性是十分重要的。
输油管道泄漏检测方法综述
输油管道泄漏检测方法综述2 检漏系统的性能指标对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的评价 ,应从以下几个方面加以考虑1 泄漏位置定位精度当发生不同等级的泄漏时 ,对泄漏点位置确定的误差范围。
2 检测时间管道从泄漏开始到系统检测到泄漏的时间长度。
3 泄漏检测的范围系统所能检测管道泄漏的大小范围 ,特别是系统所能检测的最小泄漏量。
4 误报警率误报警指管道未发生泄漏而给出报警信号。
它们发生的次数在总的报警次数中所占比例。
5 适应性适应性是指检漏方法能否对不同的管道环境 ,不同的输送介质及管道发生变化时 ,是否具有通用性。
6 可维护性可维护性是指系统运行时对操作者有多大要求 , 及当系统发生故障时 ,能否简单快速地进行维修。
7 性价比，性价比是指系统建设、运行及维护的花费与系统所能提供性能的比值。
3 检漏方法管道的泄漏检测技术基本上可分为两类 ,一类是基于硬件的方法 ,另一类方法是基于软件的方法。
基于硬件的方法是指对泄漏物进行直接检测。
如直接观察法、检漏电缆法、油溶性压力管法、放射性示踪法、光纤检漏法等。
基于软件的方法是指检测因泄漏而造成的影响 ,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生及泄漏位置。
这类方法有压力/ 流量突变法、质量/ 体积平衡法、实时模型法、统计检漏法、 PPA (压力点分析)法等。
除上述两类主要方法外 ,还有其他的一些检漏法 ,如清管器检漏法。
各类方法都有一定的适用范围。
3. 1 基于硬件的检漏法3. 1. 1 直接观察法有经验的管道工人或经过训练的动物巡查管道。
通过看、闻、听或其他方式来判断是否有泄漏发生。
近年美国 OIL TON 公司开发出一种机载红外检测技术。
由直升飞机带一高精度红外摄象机沿管道飞行 ,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。
3. 1. 2 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。
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中国智能化油气管道技术交流大会
暨智慧管网技术交流会
油气管道泄漏检测定位技术概述
目录
1 绪论
2 油气管道泄漏检测
3 结论与展望
1绪论
截止到2017年底，中国长距离油气管道总长约133100km，其中输气管道总长为77200km，原油管道为28700km（扣除退役封存管道），成品油管道为27200km。
管道建设平稳推进。
中俄东线天然气管道工程的建设完工，标志着我国油气管道开始从“数字管道”步入“智慧管道”时代。
我国管道工业正面临着严重的安全运行问题，据不完全统计，近二十年来，我国的事故率年平均值达到了3次 / km ，远高于其他国家，由泄漏引发的事故所占比例较大。
油气泄漏除了对埋地土壤造成污染，严重泄漏事故会引发爆炸，给周边群众正常的生产生活和生命财产造成严重威胁。
黄岛输油管道泄漏爆燃事故为我国管道事业敲响了警钟，管道泄漏智能检测与定位技术的发展日益受到各大单位的重视。
输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄
、管道破裂，原油泄漏流入排水暗渠，现
场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板
打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油
气爆炸。
该事故造成62人遇难、136人受伤，直接
经济损失人民币75172万元。
1.2管道泄漏原因和部位
管道泄漏主要包括以下原因：1) 外力作用，包括管道占压、施工挖掘和打孔盗油；2）管道腐蚀，影响因素包括土壤pH 值、细菌、杂散电流、金属材料的不均匀性等；3）环境影响，季节的更换会引起土壤结构的变化造成埋地管道沉降度不稳定，管道切口发生破坏。
法兰泄漏、螺纹连接部位泄漏
焊接存在的缺陷如未焊透、杂渣、气孔裂纹引起的泄漏；由于天然气高速流动在改变方向时对管壁产生较大的冲刷力导致管道穿孔泄漏
阀门的填料处或机泵的轴向填料密封处发生的泄漏连接
部位焊接部位冲刷填料部位
泄漏部位
2油气管道泄漏检测
2油气管道泄漏检测
管道泄漏检测系统即管道泄漏信息管理系统，可以对油气输送管道全天候实时监测，一旦管线发生穿孔泄漏，则检测系统可通过其信息管理系统及时报警定位。
根据检测手段、检测装置所在的位置和检测对象的不同，管道泄漏检测技术大体上可按以下方式分类: 直接检测法与间接检测法，基于硬件与软件的检测法，内部检测法与外部检测法。
现代科技的飞速发展，使管道泄漏检测
的新方法和新成果层出不穷。
特别是与
传感器技术、计算机技术、探测技术、
仪表自动化的融合，为检漏技术向智能
化、多样化发展提供了广阔发展空间。
直接检测法是将检测元件（如光纤传感法和电缆）和管道在管沟中同时敷设，检测元件与泄漏介质接触性质发生变化从而达到检测的目的，管道建设期就需要安装建设。
人工巡线电缆检测法光纤传感检测法
直
接
检
测
法最直接的检测方法，无法实时监测
常用于原油和成品油管道检测，但是电缆受到污染后需要及时更换，否则管道再次泄漏后无法准确定位，因此投资成本很大可以避免信号在传递过程中严重衰减的状况，具有耐腐蚀可
长距离传输的优点，还可以在管沟中同时敷设通信光缆，同
时实现检测和通讯的目的，具有广泛的应用前景
间接检测法是通过监测管道内参数运行情况来判断是否发生泄漏。
灵敏度较直接检测法低，适用于泄漏量较大（一般为1%）的检测，这种检测方法的优点是在不影响管道安全运行的条件下进行安装。
间接检测法建设投资费用低于直接检测法，随着计算机技术和信号处理技术的发展，间接检测方法仍在不断地改进完善，其中负压波法和声波法得到广泛应用。
流量平衡
法
负压波法
智能球法声波法实时模型
法
1. 流量平衡法
油气管道在正常工况下，首/末两端流出/流入流体的质量流量约是相等的，首末两端的流量差值大于一定阈值时则管道发生泄漏。
这种方法的灵敏性较低，对于微小的泄漏只有泄漏量积累到一定程度才能够达到检测目的。
所以这种检测方法无法及时报警和定位，一般与其他检测方法配合使用。
2. 实时模型法
建立管道的流动模型，设定一定的边界条件进行求解，将管内实时参数和计算所得参数进行比较，若是两者的偏差超过一定范围，则管道发生了泄漏。
采用压力梯度法对泄漏点进行定位。
实时模型法能够对大于5%的泄漏量进行检测，由于没有考虑温度对诸多参数的影响，误报率较高。
3. 负压波法
当管道泄漏时，泄漏处因流体质量损失而引起局部
流体密度减小，会产生一个瞬间压力降和速度差，
并形成负压波。
将所得到的负压波与正常工况下的
进行分析判断管道有无泄漏，对负压波传递到首末
端的时间差进行分析确定泄漏点的位置。
这种方法是国内外最成熟的泄漏检测方法，天津大学已将该技术成功地商品化，并且取得了极好的应
用效果。
负压波法对突发性大规模泄漏反应灵敏，对于管道腐蚀穿孔和焊缝开裂等微小泄漏状况往往
会出现漏报的情况。
也常受到启停泵和调整阀门等站内正常操作压力波动的影响，容易出现误报，多
用于液体介质输送管道。
常和流量平衡法结合使用，从而达到及时准确检测和定位的目的。
4. 声波法
当油气管道发生泄漏时,气体介质从泄漏点喷射流出,由于管内外压差及气体与管壁的相互作用形成强烈的湍流,从而产生压力和速度脉动,产生喷射四极子声源辐射声波。
同时气体碰到输气管道中存在的管壁、阀门、弯头等固壁又会伴随产生偶极子声源。
偶极子声源和四极子声源相互叠加,叠加效果表现为管道内介质中有一个声波波动信号传播着,声波法泄
漏检测技术正是通过检测泄漏瞬间产生
的声波波动及时发现管道泄漏。
这种方法适用范围广，油气管道均可使用c为声速，
L为首末端传感器之间的距离，
a1/a2为泄漏点与上/下游传感器之间管段内气体流速，△t为同一泄漏声波传播到首末站传感器的时间差值
5. 智能球法
智能球在管道内运动可以记录全频段的声波信号，泄漏点处与正常工况下的声信号在幅度和频率分布方面并不相同，由此判断管道是否泄漏。
传统的管内检测仪器往往会受到电缆长度和管道变形和弯曲的影响，限制了检测距离，还具有卡堵风险。
智能球直径小，运动时对管道的变形和弯曲不敏感，具有功耗低、定位准确、使用方便和运行安全等优点。
天津大学精仪学院在
国内首先提出了智能
球检测的这一概念，
在中石化珠三角成品
油输送管道进行了现
场试验测试，定位精
度达到0.3%。
2.3
检测方法对比
泄漏检测方法
灵敏度
定位精度
误报率
实时性
适应能力
费用
人工巡线法高高低低有高电缆检测法高高较低较低无高光纤传感检测法高高低高有高流量平衡法较低低高低无低负压波法较高较高高较高有较高声波法高较高低高有较高实时模型法较高较高高较高有低智能球法
高
高
低
高
有
较高
评价一种泄漏检测方法的优劣，主要包括灵敏度、定位精度、误报率、实时性、适应能力等指标
3结论与展望
3.1结论
对于某种检测方式往往具有一定的缺陷，结合多种方法进行综合检测，发挥各自的
优势，从而提高整个系统的综合检测定位性能。
由于负压波法和声波法具有灵敏性和定位精度较高，原理简单，适应性强的优点，
被国内外广泛应用。
但是，负压波和声波在长距离传输过程中会出现严重衰减的问
题，只有当管道总泄漏量大于1％（气体管道泄漏量为5%）可以有效地进行突发性
检测。
管道泄漏如腐蚀和裂缝通常无法及时检测，会出现漏报情况。
Conclusion
智能球法可以检测泄漏点附近的泄漏信号，有效避免长距离传播衰减，具有良好的
通行性和操作性，能够在短时间内，以高频率，低成本和准实时方式检测陆地和海
底管道中的小泄漏。
因此，这种方法将是管道泄漏检测的一个重要发展方向。
3.2尚待解决的问题与展望
尚待解决问题
多相流管道和海底管道的泄漏和定位方法需重点研究
对于小泄漏，泄漏信号的提取和增强需进一步研究。
通过靠近泄漏源以提高信号的信噪比。
可以在管道上密集地敷设传感器，但是需要技术创新来解决供电、功耗和组网问题。
应用智能球检测法也需要解决球体在管道内翻滚和壳体声屏蔽的问题
研究展望
进行理论分析、数值模拟和实验研究泄漏特征信号传播规律
针对不同检测原理改进检测方法提高定位精度
敬请各位点评指正！
谢谢！。