输油管道泄漏监测技术及应用
智能化输油管道泄漏监测技术研究

智能化输油管道泄漏监测技术研究随着能源需求的不断增长,输油管道成为了地下能源运输的重要方式。
输油管道长期以来存在泄漏风险,一旦泄漏发生,不仅会造成环境污染,还会对人们的生命财产安全造成威胁。
如何有效监测输油管道的泄漏情况成为了一个亟待解决的问题。
为了解决这一难题,智能化输油管道泄漏监测技术应运而生。
传统的输油管道泄漏监测技术主要采用人工巡检和传感器监测的方式,这种方式存在监测范围狭窄、监测效率低、监测结果不够实时等问题。
智能化输油管道泄漏监测技术的研究和应用显得尤为重要。
智能化输油管道泄漏监测技术主要基于现代信息技术和传感器技术,通过数据采集、数据传输和数据分析,实现对输油管道泄漏情况的及时监测和预警。
传感器是智能化输油管道泄漏监测技术的核心,目前主要以声波传感器、光纤传感器、红外传感器等技术为主。
这些传感器可以对输油管道的压力、温度、流速等参数进行实时监测,并且可以实现对输油管道周围环境的监测,从而及时发现泄漏情况。
目前,智能化输油管道泄漏监测技术已经取得了一些成果,但仍然存在一些挑战。
首先是技术的成本问题,智能化传感器和信息技术设备的成本较高,给输油管道监测系统的建设和运行带来了一定的压力。
其次是技术的稳定性和准确性问题,智能化输油管道监测技术需要面对复杂多变的地下环境,传感器的稳定性和准确性是技术发展的重要挑战。
智能化输油管道监测技术的应用也需要考虑到数据安全和隐私保护的问题。
为了克服这些挑战,有必要继续加大对智能化输油管道泄漏监测技术的研究和应用。
一方面,可以通过技术创新,降低智能化传感器和信息技术设备的成本,提高技术的稳定性和准确性。
可以加强对智能化输油管道监测技术的标准化和规范化,建立统一的技术标准和数据安全保护措施。
智能化输油管道泄漏监测技术的研究和应用具有重要的意义,可以有效提高输油管道的安全性和运行效率。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大,相信智能化输油管道泄漏监测技术将会成为未来输油管道监测的重要手段,为能源运输安全和环境保护作出积极贡献。
长输油气管道泄漏检测技术应用

长输油气管道泄漏检测技术应用随着社会的不断发展和技术的不断革新,液态化石油天然气等重要能源的需求也越来越大。
同时,石油天然气等资源的开发与利用也直接关系到国家的经济发展和能源安全。
其中,长输油气管道作为能源输送的重要途径之一,其安全性和稳定性对能源运输与供应具有非常重要的意义。
在这一大前提之下,长输油气管道泄漏检测技术也逐渐成为了人们关注的热点话题。
下面,我们将从不同角度来谈论一下长输油气管道泄漏检测技术的应用。
一、长输油气管道泄漏检测技术的背景分析目前,全球各国都在不断拓展石油天然气储存和交通运输的规模。
而长输油气管道作为传统的、安全可靠的石油天然气运输方式,正承载着越来越多的能源输送任务。
然而,在长输油气管道的建设和运输过程中,泄漏问题也日益引人关注。
由于长输油气管道穿越范围广泛,传统的人工巡检方式已不能满足全面监管的需要,因此,针对长输油气管道的泄漏检测技术有了更高的要求。
二、长输油气管道泄漏检测技术的目的长输油气管道泄漏检测技术的主要目的就是发现和定位泄漏,以便及时采取措施避免泄漏对环境造成更大危害。
泄漏的原因很多,比如管道结构的老化、管道接口的过度磨损或损坏、管道所经过地区的地质条件等。
因此,对于长输油气管道泄漏检测技术,我们需要通过不同的方法综合应用,以发现泄漏并减少对环境的危害,并保证管道的长期稳定运营。
三、长输油气管道泄漏检测技术的应用方法(一)声波检测法声波检测法是一种常用的长输油气管道泄漏检测方法。
主要原理是利用声音传输时的声学波特性,通过安装在管道上的检测仪器,对管道内部的振动进行监测,并通过分析波形信号来检测是否有管道泄漏问题。
声波检测法适用于各种管道类型、管道径、输送介质和工作温度,是一种非侵入式的泄漏检测技术,因此也被广泛应用于管道安全监测和维护。
(二)光学检测法光学检测法是利用可见光、红外光、紫外光、激光等光学原理进行泄漏检测的方法。
其中,红外线检测技术主要是通过红外线热成像仪对管道进行监测,能够准确地测量管道上的温度,从而判断是否存在泄漏问题。
试论输油管道泄漏检测技术及应用

技术与应用|试论输油管道泄漏检测技术及应用文/陈锋摘要:输油管道泄漏检测技术运用对提升输油管道油气运输稳定性具有重要意义,同时切实保障输油管道油气运输系 统的安全及规范化作业,以免输油管道泄漏问题的产生给油气运输带来巨大损失。
输油管道泄漏问题的产生在管道油 气运输中无可避免,为有效对该问题加以解决,要求技术人员能够对多种不同输油管道检测技术灵活运用,并提高技 术运用实际效果,确保可在输油管道发生大面积泄漏前对发现问题同时予以解决,以便为输油管道系统的尤其运输提 供有利保障,继而推动油气管道运输系统的安全化及稳定化发展与运行。
本文将以输油管道检测技术运用现状及多种 输油管道检测技术特点展开分析,同时根据东北地区某输油管道泄漏检测实例对相关检测技运用进行深入探究,进而 为输油管道泄漏检测技术的科学合理应用提供理论知识方面的相关帮助。
关键词:输油管道泄漏检测技术应用近年来,应市场资源供应需求,我国输油管道系统建设逐 步趋于完善化发展,使各地区油气资源使用便捷性有所提升,继而成为城市化发展不可或缺的重要资源供应系统之一。
为进一步提高输油管道系统油气运输安全性及稳定性,对输油 管道泄漏问题的实时监测与解决至关重要,不仅可有效避免 大范围油气泄漏事故的发生,同时是充分发挥油气管道运输 系统资源运输重要作用的有效途径。
一、输油管道泄漏检测的研究现状管道输送是我国五大运输方式之一,由于管道生命周期 不长.时间长了容易出现管道破裂、损坏、腐化的现象,导致 管内原油的泄露。
如何改革输油管道泄漏检测技术,防止原油 在运输过程中泄露,已经成为各企业越来越重视的问题。
随着 科学技术的进步和发展,我国在对检测硬件进行了改革和创 新,提出了检漏电缆法、油检测元件法等检测方法。
近年来,随 着科学技术的发展和进步,从上个世纪80年起,对输油管道 检测的方法就逐步趋向于以现代计算机网络系统为主的现代 电子检测系统新的输油管道检测系统对管道泄漏的检测和速 度检测及定位原油在输油管道内是否正常流通。
长输管道泄漏监测技术的应用探析

长输管道泄漏监测技术的应用探析1. 引言1.1 长输管道泄漏监测技术的应用探析长输管道泄漏监测技术的应用在近年来备受关注,随着能源行业的快速发展和管道运输的普及,对长输管道泄漏监测技术的要求也越来越高。
长输管道泄漏监测技术的应用探析旨在深入研究目前的监测技术发展历程、现有的监测技术、新型监测技术的应用案例分析、监测技术的优势和局限性以及未来发展趋势,从而全面了解长输管道泄漏监测技术的现状和未来。
2. 正文2.1 监测技术的发展历程长输管道泄漏监测技术的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
在早期阶段,长输管道泄漏的监测主要依靠人工巡检和简单的压力监测设备。
然而,这种方法存在着监测范围有限、监测效率低、监测准确性不高等问题。
随着科技的不断进步和发展,各种先进的监测技术逐渐被引入到长输管道泄漏监测领域。
其中,最为重要的技术包括声音检测技术、红外线技术、气体探测技术、地面变形监测技术等。
这些技术的应用大大提高了长输管道泄漏监测的准确性和效率,为管道运行安全提供了有力保障。
在长输管道泄漏监测技术发展的过程中,还涌现出了一些新的监测手段和设备,如无人机监测、人工智能监测等。
这些新技术使得长输管道泄漏监测更加智能化和自动化,极大地提升了监测的精准度和实时性。
总的来说,长输管道泄漏监测技术在不断进步和完善,从最初的简单监测方法发展到如今的智能化监测手段,为长输管道运行安全奠定了坚实的技术基础。
随着技术的不断革新和发展,相信长输管道泄漏监测技术的应用前景会更加广阔。
2.2 现有的长输管道泄漏监测技术目前,长输管道泄漏监测技术已经相当成熟,主要包括以下几种常见的监测技术:1. 基于压力变化的监测技术:通过监测管道内的气体或液体压力变化来判断是否发生泄漏。
当管道泄漏时,压力会下降,通过监测压力的变化来实现泄漏监测。
2. 基于流量监测的技术:监测管道内的流量变化,当流量异常时即可判断是否发生泄漏。
这种方法对于检测小型泄漏效果较好。
智能化输油管道泄漏监测技术研究

智能化输油管道泄漏监测技术研究随着石油输送量的不断增加,输油管道泄漏问题成为一个严重的环境和安全隐患。
为了及时、准确地发现和处理管道泄漏事件,智能化输油管道泄漏监测技术愈发重要。
智能化输油管道泄漏监测技术主要包括传感器技术、数据分析技术和远程监控技术等几个方面。
传感器技术是智能化输油管道泄漏监测技术的核心。
传感器可安装在管道上,通过感知物理量的变化来检测是否发生泄漏。
传感器的种类有很多,常见的有温度传感器、压力传感器、声波传感器和振动传感器等。
这些传感器可实时监测温度、压力、声音和振动等物理量,通过数据采集系统将监测数据传输到后台服务器。
数据分析技术是智能化输油管道泄漏监测技术的关键。
传感器获取的监测数据需要进行分析处理,以准确判断是否发生泄漏。
数据分析技术包括模式识别、统计分析和机器学习等方法。
模式识别是通过构建合适的模型,根据不同的泄漏模式进行识别和判断;统计分析是通过对历史数据的统计分析,找出与泄漏相关的特征;机器学习是利用计算机算法学习和识别泄漏模式。
远程监控技术是智能化输油管道泄漏监测技术的另一个重要方面。
通过远程监控技术,可以实现对输油管道的实时监测和远程控制。
远程监控技术包括无线通信技术、云计算和物联网技术等。
无线通信技术可以实现传感器与服务器之间的实时数据传输;云计算技术可以实现对大量数据的存储和处理;物联网技术可以将传感器、服务器和操作终端等设备连接起来,实现统一管理和控制。
智能化输油管道泄漏监测技术的研究还面临许多挑战。
传感器的选择和布局是一个关键问题。
不同的泄漏模式对传感器的要求不同,如何选择合适的传感器以及如何合理地布局传感器是需要进一步研究的问题。
对大量数据进行分析和处理是一个难点。
如何从大量的数据中提取有用的信息,并准确地进行泄漏判定是需要解决的问题。
远程监控技术的可靠性和安全性也是一个关注点。
如何保证传感器数据的准确性和传输的可靠性,以及如何保障远程监控系统的安全性,是需要重视的问题。
输油管道泄漏监测技术

输油管道泄漏监测技术摘要:油田输油管道随着服役时间的延长,管壁不断腐蚀变薄,原油泄漏的事件时有发生,给企业生产运行带来极大的安全环保及舆论压.力,严重制约企业发展,更不符合“绿水青山就是金山银山”的新发展理念。
关键词:输油管道;泄漏监测系统;现场试验;评价输油管道运行的主要故障是油气的泄漏。
输油管道由于腐蚀穿孔而发生泄漏的事故,一是造成油田生产的经济损失;二是输油管道泄漏易发生油气聚集,存在火灾爆炸等风险;三是成品油泄漏可导致空气、土壤及地表水等环境污染。
随着数字油田的应用和发展,油田数字信息化已逐步成为输油管道泄漏监测系统中的重要组成部分。
所以,输油管道泄漏监测技术的研究应用,已悄然成为油田急需解决的问题。
另一个方面,精准运用管道泄漏监测技术,能够做到提早发现泄漏,并迅速采取补救措施,一定程度上减少漏油造成的损失及风险,具有一定经济效益和社会效益。
1输油管道特点输油管道一般具有以下三点特点:一是运输量大、能耗少、运费低;二是管道大部分埋设于地下,占地少,受地形地物限制少,能够长期连续稳定运行;三是适于大量、单项、定点运输油品,便于管理,易于实现远程集中控制,劳动生产率高。
2输油管道泄漏监测技术管道安全运行的关键问题是处理管道泄漏监测与控制技术。
一项可靠安全的管道泄漏监测技术,要解决的重点技术是:一是正确识别产生泄漏的信号,二是精确定位泄漏点的位置。
实时传输管道运行数据,并且做到科学管理,实现输油管道的实时在线以及远距离分布式监测,从而提高输油管道的监测水平。
目前对于输油管道泄漏监测技术可分为基于硬件的监测方法,以及基于软件的监测方法。
2.1硬件监测法硬件监测法主要是指直接通过检测器对泄漏进行时所露出的地表痕迹以及散发的气味等进行检测检的方法。
例如使用气体检测器、声波检测器、压力检测器等等。
2.1.1声发射技术当管道内流体发生泄漏时,流体流出管道会发出泄漏噪声,在管道内产生声场形成声波,通过安装在管道壁外侧的声音传感器,可通过压电转换器探测其强度。
石油天然气管道泄漏监测技术研究及其应用

石油天然气管道泄漏监测技术研究及其应用石油天然气是现代工业的重要能源,石油天然气管道系统是其主要的供应途径。
然而,石油天然气管道泄漏事故会对环境和人体健康带来极大的危害。
如何通过监测手段迅速准确地发现管道泄漏,是石油天然气工业中亟待解决的技术难题。
本文将就石油天然气管道泄漏监测技术的发展、现状及其应用作分析探讨。
一、石油天然气管道泄漏监测技术发展历程1.早期的泄漏监测技术:为了检测石油天然气管道泄漏,早期采用人工巡检、听声器及警报器等方法,但这些方法存在很多弊端,难以准确及时地发现泄漏。
2.磁流计法:磁流计法是一种基于磁场测量的泄漏监测技术,利用磁场测量管道内的流量,从而判断是否有泄漏。
虽然该技术能够检测管道内的泄漏,但仍存在漏报或误报的风险,尤其对于慢漏的泄漏事件。
3.压力波法:该方法通过传感器测量管道内的压力变化,从而判断是否有泄漏。
但该技术仅适用于单一的泄漏源,并且对于管道系统内的压力变化幅度较小的泄漏难以准确判断。
4.红外光谱法:红外光谱法是一种通过监测管道周围的气体浓度变化,从而检测管道泄漏的方法。
该方法需要安装专门的气体传感器及红外光谱仪器,成本较高且对气体浓度变化的响应时间较慢。
5.声发射法:声发射法是一种通过监测管道本体的震动信号来判断管道泄漏的方法。
该方法对于特殊环境下的泄漏如地下管道泄漏具有较好的适用性,但对于长距离管道及复杂管道系统难以全面监测。
二、当前石油天然气管道泄漏监测技术的现状新一代的石油天然气泄漏监测技术主要基于无线通讯、云计算、人工智能等先进技术实现。
具体的技术手段有:1.多元传感器:多元化传感器结合红外、压力、声音、振动等多种传感技术,提高泄漏监测的准确性。
2.传输技术:蜂窝通信(如4G、5G)、卫星通信等无线通讯技术,保障了数据的实时性和可靠性。
3.云计算:基于云计算的泄漏监测系统可以存储多方数据,实现数据共享,提高泄漏监测的可靠性和全面性。
4.人工智能:利用人工智能技术进行数据分析和处理,提高泄漏监测的准确性,并且可以实现自动化管控和快速应对。
智能化输油管道泄漏监测技术研究

智能化输油管道泄漏监测技术研究随着近年来全球能源需求的不断增长,输油管道作为能源运输的重要工具,扮演着非常重要的角色。
管道泄漏事件常常会对环境和人员造成严重影响,因此对于输油管道的泄漏监测技术的研究和应用显得尤为重要。
智能化输油管道泄漏监测技术的研究与应用,可以有效的提高管道运输安全性,减少泄漏事件的发生,保护环境和减少经济损失。
一、传统输油管道泄漏监测技术存在的问题传统的输油管道泄漏监测技术主要包括原位检测技术和远程监控技术。
原位检测技术主要是基于管道表面的温度、压力和流速等参数的变化来进行泄漏监测,虽然在一定程度上可以实现对泄漏事件的监测,但仍然存在着监测灵敏度不高、误报率高等问题。
而远程监控技术主要是基于视频监控、无线通讯等手段进行监测,虽然可以实现对输油管道的远程监控,但对于泄漏事件的准确检测和定位仍然有较大的局限性。
传统的泄漏监测技术在灵敏度、准确性和实时性等方面存在很多不足,因此迫切需要发展一种更为智能化的输油管道泄漏监测技术。
二、智能化输油管道泄漏监测技术的发展现状随着科技的不断进步,各种新型传感器、数据采集技术和智能算法得到了广泛的应用。
在输油管道泄漏监测技术方面,各种基于智能化技术的研究不断涌现,逐渐改变了传统的监测模式。
智能化输油管道泄漏监测技术主要包括基于声波检测技术的监测、基于红外线检测技术的监测以及基于智能算法的监测等。
1.基于声波检测技术的监测声波检测技术是一种比较新兴的泄漏监测技术,它通过在管道内外部布设声波传感器,利用声波在管道中传播的变化来实现泄漏事件的监测。
当管道发生泄漏时,泄漏部位产生的声波信号会被传感器捕获并通过信号处理技术进行分析,从而实现泄漏事件的实时监测和定位。
利用声波检测技术进行泄漏监测具有灵敏度高、准确性高、实时性强等优点,逐渐成为智能化输油管道泄漏监测技术的研究热点。
3.基于智能算法的监测智能算法技术也成为智能化输油管道泄漏监测的重要手段。
利用机器学习、数据挖掘、模式识别等技术,对输油管道运行数据进行实时监测和分析,从而实现对泄漏事件的快速响应和定位。
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输油管道泄漏监测技术及应用摘要:文章对国内外输油管道泄漏检测方法进行了分析,对油田输油管道防盗监测的方法进行了探讨。
针对油田输油管道防盗监测问题,指出了油田输油管道防盗监测系统的关键技术是管道泄漏检测报警及泄漏点的精确定位,并介绍了胜利油田输油管道泄漏监测系统的应用情况。
主题词:输油管道泄漏监测防盗泄漏是输油管道运行的主要故障。
特别是近年来,输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生,严重干扰了正常生产,造成巨大的经济损失,仅胜利油田每年经济损失就高达上千万元。
因此,输油管道泄漏监测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。
先进的管道泄漏自动监测技术,可以及时发现泄漏,迅速采取措施,从而大大减少盗油案件发生,减少漏油损失,具有明显的经济效益和社会效益。
1 国内外输油管道泄漏监测技术的现状输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用,美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。
输油管道检漏方法主要有三类:生物方法、硬件方法和软件方法。
1.1 生物方法这是一种传统的泄漏检测方法,主要是用人或经过训练的动物(狗)沿管线行走查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等,这种方法直接准确,但实时性差,耗费大量的人力。
1.2 硬件方法主要有直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等,直观检测器是利用温度传感器测定泄漏处的温度变化,如用沿管道铺设的多传感器电缆。
声学检测器是当泄漏发生时流体流出管道会发出声音,声波按照管道内流体的物理性质决定的速度传播,声音检测器检测出这种波而发现泄漏。
如美国休斯顿声学系统公司(ASI)根据此原理研制的声学检漏系统(wavealert),由多组传感器、译码器、无线发射器等组成,天线伸出地面和控制中心联系,这种方法受检测范围的限制必须沿管道安装很多声音传感器。
气体检测器则需使用便携式气体采样器沿管道行走,对泄漏的气体进行检测。
1.3 软件方法它采用由SCADA系统提供的流量、压力、温度等数据,通过流量或压力变化、质量或体积平衡、动力模型和压力点分析软件的方法检测泄漏。
国外公司非常重视输油管道的安全运行,管道泄漏监测技术比较成熟,并得到了广泛的应用。
壳牌公司经过长期的研究开发生产出了一种商标名称为ATMOS Pine的新型管道泄漏检测系统,ATMOS Pine是基于统计分析原理而设计出来的,利用优化序列分析法(序列概率比试验法)测定管道进出口流量和压力总体行为变化以检测泄漏,同时兼有先进的图形识别功能。
该系统能够检测出1.6kg/s的泄漏而不发生误报警。
目前国内油田长距离输油管道大都没有安装泄漏自动检测系统,主要靠人工沿管线巡视,管线运行数据靠人工读取,这种情况对管道的安全运行十分不利。
我国长距离输油管道泄漏监测技术的研究从九十年代开始已有相关报道,但只是近两年才真正取得突破,在生产中发挥作用。
清华大学自动化系、天津大学精密仪器学院、北京大学、石油大学等都在这一方面做过研究。
如:中洛线(中原—洛阳)濮阳首站到滑县段安装了天津大学研制的管道运行状态及泄漏监测系统(压力波法),东北管道局1993年应用清华大学研制的检漏系统(以负压波法为主,结合压力梯度法)进行了现场试验。
2 管道泄漏监测技术的研究通过对国内外各种管道泄漏检测技术的分析对比,结合油田输油管道防盗监测的特殊要求,胜利油田油气集输公司等单位组织开展了广泛深入的调查研究。
防盗监测系统的技术关键解决两方面的问题:一是管道泄漏检测的报警,二是泄漏点的精确定位。
针对这两项关键技术胜利油田采用的技术思路是:以压力波(负压波)检测法为主,和流量检测法相结合。
2.1 系统硬件构成①计算机系统:在管道的上下游两端各安装了一套工业控制计算机,用于数据采集及软件处理。
②一次仪表: 压力变送器温度变送器流量传感器③数据传输系统:两套扩频微波设备,用于实时数据传输。
孤岛首站管道泄漏监测系统结构图2.2 检漏方法2.2.1负压波法当长输管道发生泄漏时,泄漏处由于管道内外的压差,使泄漏处的压力突降,泄漏处周围的液体由于压差的存在向泄漏处补充,在管道内产生负压波动,这样过程从泄漏点向上、下游传播,并以指数律衰减,逐渐归于平静,这种压降波动和正常压力波动大不一样,具有几乎垂直的前缘。
管道两端的压力传感器接收管道的瞬变压力信息,而判断泄漏的发生,通过测量泄漏时产生的瞬时压力波到达上游、下游两端的时间差和管道内的压力波的传播速度计算出泄漏点的位置。
为了克服噪声干扰,可采用小波变换或相关分析、基于随机变量之间差异程度的kullback 信息测度检测等方法对压力信号进行处理。
前苏联从20世纪70年代开始研究和使用自动检漏技术,负压波检漏系统的普及,使输油管线泄漏事故减少88%。
负压波的传播规律跟管道内的声音、水击波相同,其速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性。
国内曾经实测过大庆原油管道在平均油温44℃、密度845kg/m 3时的水击波传播速度为1029m/s 。
对于一般原油钢质管道,负压波的速度约为1000~1200m/s ,频率范围0.2~20kHz 。
负压波法对于突发性泄漏比较敏感,能够在3min 内检测到,适合于监视犯罪分子在管道上打孔盗油,但是对于缓慢增大的腐蚀渗漏不敏感。
负压波法具有较快的响应速度和较高的定位精度。
其定位公式为:p 1 p 2上下游分别设置压力测点p 1、p 2,当管线在X 处发生泄漏时,泄⎰+-∞→-=ΦTTT dtt pt p T)()(21lim)(41ττ漏产生的负压波即以一定的速度α向两边传播,在t 和t+τ0时刻被传感器p 1、p 2检测到,对压力信号进行相关处理,式中α为波速,L 为p 1、p 2之间的距离未发生泄漏时,相关系数Φ(τ)维持在某一值附近;当泄漏发生时,Φ(τ)将发生变化,而且当τ=τ0时,Φ(τ)将达到最大值。
理论上:解出定位公式如下:式中:X 泄漏点距首端测压点的距离 mL 管道全长ma 压力波在管道介质中的传播速度 m/s 0τ 上、下游压力传感器接收压力波的时间差 s由以上公式可知要实现准确的定位,必须精确的计算压力波在管道介质中的传播速度a 和上、下游压力传感器接收压力波的时间差0τ① 压力波在管道介质中传播速度的确定压力波在管道内传播的速度决定于液体的弹性、液体的密度和管材的弹性:1)]/)(/[(1/C e D E K K +=ρα式中 α——管内压力波的传播速度,m/s ;),(αατL L -∈ατLX -=20)(210ατ+=L XK——液体的体积弹性系数,Pa;ρ——液体的密度,kg/m3;E——管材的弹性,Pa;D——管道的直径,m;e——管壁厚度,m;——与管道约束条件有关的修正系数;C1式中弹性系数K和密度ρ随原油的温度变化而变化,因此,必须考虑温度对负压波波速的影响,对负压波波速进行温度修正。
在理论计算的基础上,结合现场反复试验,可以比较准确的确定负压波的波速。
τ的确定②压力波时间差τ,必须捕捉到两端压力波下降的拐点,要确定压力波时间差采用有效的信号处理方法是必须的,如:Kullback信息测度法、相关分析法和小波变换法。
③模式识别技术的应用正常的泵、阀、倒罐作业等各种操作也会产生负压波。
为了排除这些负压波干扰,在系统中采用了先进的模式识别技术,依据泄漏波与生产作业产生的负压波波形等特征的差别,经过现场反复模拟试验, 提高了系统报警准确率,减少了系统误报警。
2.2.2流量检测管道在正常运行状态下,管道输入和输出流量应该相等,泄漏发生时必然产生流量差,上游泵站的流量增大,下游泵站的流量减少。
但是由于管道本身的弹性及流体性质变化等多种因素影响,首末两端的流量变化有一个过渡过程,所以,这种方法精度不高,也不能确定泄漏点的位置。
德国的阿尔卑斯管道公司(TAL)原油管道上安装使用了该系统,将超声波流量计,夹合在管道外进行测量,然后根据管道温度、压力变化,计算出管道内总量,一旦出现不平衡,就说明出现泄漏。
日本在《石油管道事业法》中也规定使用这种检漏系统,并且规定在30s中检测到泄漏量在80L 以上时报警。
流量差法不够灵敏,但是可靠性较高,它跟压力波结合使用,可以大大减少误报警。
3 应用效果与推广情况经过胜利油田组织的专家验收和现场试验,系统达到的主要技术指标:①最小泄漏量监测灵敏度:单位时间总输量的0.7%;②报警点定位误差:≦被测管长的2%;③报警反应时间:≦200秒。
胜利油田输油管道泄漏监测报警系统整体水平在国内居于领先地位,应用效果和推广规模都是较好的,目前胜利油田油气集输公司输油管道上已经推广应用检漏系统,取得了明显的效益,多次抓获盗油破坏分子,有力地打击了盗油犯罪,为油田每年减少经济损失1000多万元,为管道的安全运行提供了保证。
4结论4.1 采用负压波与流量相结合的方法监测输油管道的泄漏是有效的、可靠的;4.2 依靠油田局域网进行实时数据传输能够提高泄漏监测系统的反应速度,能够实现全自动的泄漏监测报警与定位;4.3 在油田输油管道安装管道泄漏监测系统能够确保管道安全运行,明显减少管道盗油事故的发生,具有明显的社会效益和经济效益。
参考文献1、《管线状态监测与泄漏诊断》化工自动化与仪表王桂增等2、《原油管道泄漏检测与定位》仪器仪表学报靳世久等3、Designing a cost-effective and reliable pipeline leak-detection system Dr JunZhang Pipes & Pipelines International January-February 19974、W Al-Rafai and R J Barnes Underlying the performance of real-time software-based pipeline leak-detection systems Pipes & Pipelines International Nov-Dec. 1999。