管道泄漏检测技术研究进展
管道泄漏检测技术研究进展
李 平1,张园园2
(1.中石化胜利油田集输公司,山东东营 257100;2.中国石油大学(华东),山东东营 257061)
摘要:按照检测位置的不同,管道泄漏检测技术可分为管内检漏法和管外检漏法。后者根据检测对象的不同,又大致可分为直接检漏法和间接检漏法。文中总结了各种检漏技术的原理及优缺点,重点介绍了近年来迅速发展的基于软件的检漏方法,并预测这方面的研究将在很长一段时间内成为管道泄漏检测技术的热点。
关键词:管道;泄漏检测;技术
中图分类号:U178;TE973.6 文献标识码:A 文章编号:1004-9614(2006)02-0021-04
Summ ary of Pipeline Leakage Detection T echnology
LI Ping1,ZHANG Yuan2yuan2
(1.G athering and T rans fer C om pany of Shengli Oilfield Oil&G as SI NOPEC,D ongying257100,China;
2.China University of Petroleum,D ongying257061,China)
Abstract:In view of the difference in the detection position,technologies of pipeline leakage detection were categ orized into inner detec2 tion methods and outer detection methods.The latter can als o be divided mainly into direct detection methods and indirect detection methods.The paper summarized the principles,advantages and disadvantages of each technology,introduced em phatically the leakage detection method based on s oftware,which had developed quickly,and predicted that the research in this field w ould be a hot topic of pipeline leakage detection technology.
K ey w ords:pipeline;leakage detection;technology
0 引言
管道的老化、锈蚀、突发性自然灾害及人为破坏等,都会造成管道破裂乃至泄漏,如不及时发现并加以制止,不仅造成经济损失,污染环境,而且会危及人身安全,甚至造成灾难事故。因此,对管道泄漏检测技术的研究是有实际意义的。
管道泄漏检测技术的分类方式有多种,根据检测位置的不同,可分为管内检漏法和管外检漏法。管内检测适用于检测管道腐蚀状况和微小泄漏,而管外检测多用于突发性泄漏。
1 管内检漏法[1-2]
管内检漏法是基于超声、磁通、涡流、摄像等技术发展起来的,相应的设备如爬机和管内探测球PIG.
爬机在管道工业中使用广泛,如果配置各种传感器,就能组成智能爬机检测系统。目前利用爬机可以检测管内的压力、流量、温度以及管壁的完好程度,爬机可以分为2类:超声波检测器和漏磁通检测器。应用较多的是漏磁通检测器,即将爬机放入管内,它就会在流体的推动下运动到下游,同时收集有关管内流动和管壁完好程度的信息。对记录在爬机内的数据进行处理后,可以得到很多信息,同时也可以判断管道是否泄漏。在国外,此项技术已经比较成熟,并用于各种管道当中。它的作用不仅在于泄漏检测,而且是综合型的管道检测系统。但是爬机只适用于那些没有太多的弯头和联接处的管道,它的操作需要有丰富的经验。此外,爬机系统价格非常昂贵,也不适于国内的高黏原油。
基于录像、磁通、超声、涡流等投球技术的管内探测球法,即是用探测球沿管道内进行探测,利用超声技术、视觉技术、漏磁技术等采集大量数据进行事后分析以判断漏点。该法具有定位精度高和误报率较低的特点,但由于探测球在管内随介质漂流,容易发生堵塞、停运等事故,并且探测球比较昂贵,运行成本较高。
管内检漏法较为准确,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 管外检漏法
根据检测对象的不同,管外检漏法又大致可分为直接检漏法和间接检漏法。
2.1 直接检漏法
2.1.1 人工巡检法
由有经验的技术人员携带检测仪器设备或经过训练的动物分段对管道进行泄漏检测和定位,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。这类方法定位精度高,误报率低,但依赖于人的敏感性、经验
2006年 第2期管 道 技 术 与 设 备
Pipeline T echnique and Equipment
2006
N o12
收稿日期:2005-10-11 收修改稿日期:2005-11-19
和责任心,只能发现一些较大的泄漏,而且检测只能间断地进行。
2.1.2 检测元件法[3]
在管道外侧按适当间隔设置相应的检测元件,以检测管道泄漏的油料。其中作为检测元件的油膜检测器、导电性粉体元件(渗油后电极之间阻抗增大的小圆板)需要导油沟道和积油槽与之配合使用。电缆阻抗检测法、特性阻抗变化法和冲气压力带法等均属于这类方法,第三种方法比较原始,现已不再使用,前两种方法的检测定位精度虽高,但均不适用于已建成管道。
2.1.3 气体检测法
利用检测有无可燃气体的方法来确定可燃性气体及液体的泄漏,一般多采用基于直接接触燃烧热原理的可燃性气体检测器,多用于气体管道。检测输气管道泄漏时主要采用火焰电离子检测器,它受温度、污染或机械运行的影响较小,但对密闭空间内的管道泄漏检测时易引起燃烧或爆炸事故。
2.1.4 机载红外线法[4]
该方法是用直升机吊一航天用的精密红外摄像机沿管道飞行,记录埋地输油管道周围某些不规则的地热辐射效应,利用光谱分析可检测出较小泄漏位置,分析结果记录在摄像机内。这种方法可用于长管道微小泄漏的检测。
2.2 间接检漏法
此类方法主要是基于压力、流量、温度等外部运行参数的检测法。近年来,随着计算机技术的迅速发展以及SC ADA系统在管道上的应用,充分依靠计算机并采用某种或某些运算策略,利用泄漏所引起的传输质在管道内或管壁上所产生的信息进行泄漏检测和定位的方法,即基于软件的检漏方法正逐步发展完善。
2.2.1 基于信号处理的方法[6]
基于信号处理的方法不需要建立管道的数学模型,该方法包括压力梯度法、负压波法、压力点分析法、流量平衡法和声学方法等。
2121111 压力梯度法
在稳定流动的条件下,泄漏将导致沿线的压力梯度分布呈折线变化(见图1)。若用p1和p2得到上游管段的压力梯度,p3和p4得到下游管段的压力梯度,就不难算出实际泄漏位置。一般情况下可采用以下2种方法。
(1)线性压力梯度法。在理想情况下,管道压力沿管道呈线性变化,当发生泄漏并且再次稳定后,用p1和p2计算出上游管段的压力梯度,用p3和p4计算出下游管段的压力梯度,两者在泄漏点出处有相同的边界条件,由此计算出泄漏点位置。该方法的定位精度较低
。
图1 泄漏对压力分布的影响
(2)非线性压力梯度法。非线性压力梯度法采用了不等温长输管道泄漏定位原理。对于加热输送的管道,首末端温度相差很大,而流体的黏度、摩阻以及密度参数等随温度的变化也很大,导致沿线压力分布呈非线性,线性压力梯度法将存在很大误差。因此,通过建立反映管道沿程热力变化的水力和热力综合模型,找到更能反映实际情况的非线性压力梯度分布进行泄漏定位。该算法对于流体在黏度、密度及热容等特性随着沿程温度下降有较大变化的管道具有很大的优越性,不考虑这些变化的管道,常温泄漏定位法只是此方法的一个特例。由于加热输送管道沿程水力变化的非线性,忽略热力变化的简化方法将产生很大误差,以至无效。该方法的不足之处在于需要流量信号及建立数学模型,而且模型较复杂,增加了计算的复杂性。
2121112 负压波法
当管道某处突然发生泄漏时,泄漏处将出现瞬态压力突降,形成一个负压波。该负压波以一定的速度向管道两端传播,而管壁则像一个波导管,压力波传播时衰减很小,可以传播很远。经过若干时间后,分别传到上下游,上下游压力传感器捕捉到特定的瞬态压力波形就可以进行泄漏判断。如果能够准确确定上下游端压力传感器接收到此压力信号的时间差,根据负压波的传播速度就可以确定泄漏点。负压波传播的速度等于流体中的声速,在原油管道中为1200 m/s,在气体管道中为320m/s,可以事先测量出来。根据这一原理,可采用相关分析法和小波变换法进行泄漏检测及定位。
相关分析法对上下游的压力信号去除均值并求取差分信号后,实时计算其相关函数。当没有泄漏时,相关函数的值在零附近。泄漏发生后,由于上下游压力信号会先后下降,所以相关函数的值将显著变化,以此进行泄漏检测。相关函数的极值点对应的时间就是负压波到达两端的时间差,以此可进行泄漏点定位。为了增
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强系统抗干扰能力,还可以在上下游各增加一个压力测点。相关分析法检漏和定位,只需要检测4个压力信号,不必建立数学模型,计算量小,还可依靠自身的信号处理算法消除上下游泵站操作引起的工况扰动,是一种有效而可行的方法,尤其适合国内管道,但要求泄漏发生是快速、突发的。如果泄漏速度很慢,没有明显的负压波出现,则此方会就失效。
小波变换是一种时间尺度分析方法,在时频域中具有表征信号局部特征的能力。将连续小波变换应用于动态系统故障诊断,并利用小波变换的极值可检测信号的边沿,还可抑制噪音,若采用小波变换可检测到管道的压力降,并且能准确定位负压波到达上下游压力测点的时间差,就可以利用与相关分析法相同的原理来定位泄漏点。小波变换法也是一种精确度很高的检漏和定位方法,不需要流量信号,不用建立管道的数学模型,处理信号的方法简单,但与相关分析法一样,适合于快速的、突发的泄漏事故。如果泄漏速度很慢,没有明显的负压波出现,则此方法失效。它的另一个缺陷是抗干扰能力差,对于工况扰动易误报警。
2121113 压力点分析法(Pressure P oint Analysis,PPA)管道在正常运行时,其压力值呈现连续变化的稳定状态。当泄漏发生时,泄漏点处出现压力突降,破坏了原有的稳态,使管道向新的稳态过渡。泄漏点处产生的负压波以声速沿管道向两个方向传播,同时将失稳的瞬态传递到管道的沿线各点,这样,管道的沿线各点都会发生向新的稳态的过渡过程。通过在管道沿线设点进行压力检测,用统计的方法分析检测值,提取压力变化曲线,并与管道处于正常运行状态时的曲线作比较,根据两者之间的差别来判断泄漏是否发生。PPA法只需要一个或几个检测点的压力信号,不需要建模,存储数据量和计算量都比较小,对气体管道泄漏的响应时间比较快,但其最大的缺点是无法定位,同时对泄漏量的评估能力比较差。
2121114 流量平衡法[7-8]
该法根据质量平衡原理,基于管道出入口的流量是否相等来判断泄漏。由于实际所测流量与流体的温度、压力、密度、黏度等性质及流体的状态有关,使得流量法对任意扰动或管道本身动力学变化都非常敏感,易造成误检,从而使得情况变得复杂。文献[8]通过对流量幅值的估计,基于流量不确定性的不同估计,建立许多泄漏检测曲线,并与现场泄漏实验的曲线进行对照。这样,对流量不确定性的适当估计,泄漏流速在很大范围内的泄漏都能可靠地被检测到。2121115 声学方法
该方法通过声音传感器检测沿管壁传播的泄漏点噪声(或流质在泄漏后产生的压力波信号),利用相关信号处理技术(如相关分析法,小波变换等)进行泄漏检测和定位。由于受检测对象和应用环境的限制,对长距离管道检漏,必须沿管道安装许多声音传感器。该方法泄漏检测准确率高,定位精度高,但沿程安装大量传感器在许多场合是不适宜的,限制了其应用。文献[9]研究了注满液体的埋地管道的声发射泄漏检测和定位技术,针对两相流情况,利用不同的泄漏源和实验数据对泄漏的机理进行了分析,在测试条件适宜的情况下,可检测011m/s的泄漏,并采用一种称作可调整的线性定位技术实现定位。
2.2.2 基于模型的方法
为了提高泄漏检测和定位的准确性,用模型在线观测管道的压力和流量,并与压力和流量的实测值比较来进行泄漏故障诊断,这是模型法的基本思想。该方法主要有状态观测器法、系统辨识法、K alman滤波器法、实时模型法及瞬变流检测法等。
2121211 状态观测器法
状态观测器法即建立管道内流体压力和流量的状态方程,以被检测的两站压力为输入,对两站流量的实测值和观测值的偏差信号采用适当的算法进行检漏和定位。该方法假定两站的压力不受泄漏量的影响,所以仅适于小泄漏量情形。文献[10]给出了一种非线性自适应观测器,可以较好地解决管道各物理参数随时间变化问题,并通过对摩阻的在线辨识,可控制泄漏报警信号的消失与否。文献[11]针对多泄漏的情况,利用管道首末端的压力和流量信号间的冗余关系实现多泄漏检测。泄漏检测是基于已知的管线分布模型,在状态空间将其离散化,根据沿管道假定的一组泄漏分布实现泄漏检测;泄漏定位是通过评价一组未知输入观测器的残差来实现。
2121212 系统辨识法
该法辨识出管道模型,并与管道实际值进行比较来进行判漏。文献[12]通过建立管道的故障灵敏模型和无故障模型进行检测和定位,以满足泄漏和定位对模型的不同要求。在管道完好的情况下,建立管道无故障模型和故障灵敏模型。基于故障灵敏模型,用相关分析法实现泄漏检测;基于无故障模型,用适当的算法进行定位。该法需在管道上施加M序列激励信号,并假设两站的压力不受泄漏量的影响,也仅适于小泄漏量情形。
2121213 K alman滤波器法[13]
该法建立包含泄漏量在内的压力、流量状态空间离散模型,以管道首末端的压力和流量作为输入,将整个管道空间定量划分为若干段,在每一个分段点上设定压力、流量、泄漏量等3个状态,并以各分段点处
第2期李平等:管道泄漏检测技术研究进展23
的泄漏量作为输出,运用适当判别准则(如K ullback信息测度等)就可进行泄漏检测和定位。该法需要知道过程噪声的均值、方差等先验知识,且检测与定位精度和等分段数有关。
2121214 实时模型法[14]
即利用流体的质量、动量、能量守恒方程等建立管内流体动态模型,此模型与实际管道同步执行,定时采集管道上的一组实际值,如管道首末端的压力和流量,运用这些测量值,由模型观测管道中流体的压力和流量值,然后将这些观测值与实测量值作比较来检漏,若二者不一致,则说明管道发生泄漏。该法的检测精度依赖于模型和硬件的精度,且泄漏点的定位机理大都是基于线性压力梯度法。
2121215 瞬变流检测法[15]
该法是目前输油管道泄漏检测准确性、可靠性较高的一种方法。其检测系统由瞬变流数学模型,流量、压力和温度检测装置,计算机和数据采集板组成。中心计算机中装有在线仿真软件,该软件主要由实时模块、泄漏检测定位模块和报警模块等组成。实时模块是在线仿真软件的核心模块,描述管道运行的数学模型就在此模块中。将管道中的瞬时流量、压力和温度检测数据传输到监控微机的通讯设备中,再通过无线发射器与中心计算机通讯。为提高检测的准确性、灵敏度及精度,可在监测管道中间增加若干压力和温度传感器。
2.2.3 基于知识的方法
基于知识的方法主要有模式识别法、统计学法、神经网络法和诊断专家系统法等。
2121311 模式识别法
基于模式识别的方法原理是通过对泄漏产生的瞬态负压波进行特征提取和结构模式识别,以此进行泄漏检测[16]。泄漏引发的负压波与调泵、调阀等引发的负压波波形特征有相当大的区别,采用模式识别的方法对管道负压波进行描述,从而建立管道负压波形结构模式的分类系统,用于区别管道正常调节状态和泄漏状态,可以有效地降低管道泄漏的漏报率和误报率,提高泄漏检测系统的准确性。另外基于模式识别的方法[17]是基于分段积分算法的瞬态负压波结构模式识别,经此算法处理后的负压波序列,去除了干扰,突出了特征信息,具有高效、快速的特点。
2121312 统计分析法
管道一旦发生泄漏,压力和流量都会发生变化(压力会下降,进出口处的流量会产生偏差),原管道压力和流量满足的关系就不再成立。这就是基于统计分析法的基本原理。该方法采用一种“顺序概率测试”(Sequential Probability Ratio T est)假设检验的统计分析方法,从实际测量到的流量和压力信号中实时计算泄漏发生的置信概率。在实际统计时,输入和输出的质量流通过流量变化(Inventory Variation)来平衡。在输入的流量和压力均值与输出的流量和压力均值之间会有一定的偏差,但大多数偏差在可以接受的范围之内,只有一小部分偏差是真正的异常。通过计算标准偏差和检验零假设,对偏差的显著性进行检验,来判断是否出现故障。泄漏发生后,采用最小二乘算法进行定位。该方法的优点是不需要建立管道模型,计算量比较小,误报警率低,对工况条件变化的适应能力非常好。其缺点是对仪器的精度要求比较高,对气体管道泄漏的响应时间比较慢,而且需要流量信号。
2121313 神经网络法[18]
基于人工神经网络检测管道泄漏的方法,能够运用自适应能力学习管道的各种工况,对管道运行状况进行分类识别,是一种基于经验的类似人类的认知过程的方法。理论分析和实践表明:这种检漏方法能够迅速准确预报出管道运行情况,检测管道运行故障,并且有较强的抗恶劣环境和抗噪声干扰的能力。泄漏引发应力波适当的特征提取指标能显著提高神经网络的运算速度。基于神经网络研制的管道泄漏检测仪器简捷实用,能适应复杂工业现场。神经网络检测方法可推广应用到管道堵塞、积砂、积蜡、变形等多种故障的检测中,对于管网故障诊断有广泛的应用前景。
2121314 诊断专家系统法[19]
利用泄漏机理数学模型研制的泄漏诊断专家系统是一类非常复杂的非线性分布参数控制系统,其整个推理过程是经验知识、泄漏模式、泄漏机理模型、物理定律综合使用的过程。系统将深浅知识结合起来,采用广度优先和深度优先相结合,时间推理和实时推理相结合的控制策略,首先完成管道最严重异常现象的广度搜索,然后进行深度优先搜索,完成基于经验知识的快速、有效的定性诊断,确定有无泄漏及可能的漏量和漏位;在确定有泄漏可能的情况下,再根据参数变化模式,搜索泄漏模式库,若有相同模式,则直接给出诊断结果,若没有,则根据泄漏机理模型,进一步对漏量和漏位进行估计。
3 结束语
管道泄漏检测技术从硬件为主的检测技术进入了软硬件结合、以软件为主的SC ADA阶段,这一领域研究的热点一直是运用现代控制理论和信号处理技术的各种方法。早期的研究方法着眼于对管道的各种基于模型的方法,研究的重点是改善模型的精度,使其动态性能与运行中的管道尽(下转第35页)
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为安全裕度,S=失效压力比率/最大允许操作压力比率,失效压力比率=计算失效压力/屈服压力,最大允许操作压力比率=最大允许操作压力/屈服压力;t为正常壁厚,mm;G为增长率,mm/a.
需注意的是计算剩余寿命时,所依据的腐蚀缺陷不是优先级中计划维修的异常,而是所有开挖中最严重的,或是次最严重的。标准还要求至少直接开挖1处或初次应用时直接开挖2处来验证该程序是否成功,来评价EC DA程序的整体有效性。此外,标准推荐了几种跟踪方法来建立准则评价EC DA程序的长期有效性,用户可根据实际情况选用适用于自己的方法。2 评价方法优点与局限性
EC DA应用的优点:第一,它可用于许多由于管道结构或运行要求,内检测和压力试验无法应用的管线;第二,它比内检测和压力试验在费用上要更经济;第三,它不仅可以被动地确定哪里已经发生了腐蚀,而且可以确定正在发生和将要发生腐蚀的位置。
EC DA应用中也存在局限与不足,首先,它需求的数据较多,在国内的早期管道的资料流失较为严重状况下,收集充分的真实数据具有较大难度;其次,在有些情况下它难以应用,如有电流屏蔽产生的管段、岩石回填的区域、钢筋混凝土路面及冻土地面,附近有地下金属构筑物的位置,在正常的时间段无法进行地面检测的管段等;最后,它用到的检测方法较多,检测数据多样,分析过程相对也较复杂,操作人员的主观因素太多,结果可能因人而异。
3 结束语
EC DA本身是一个不断完善与发展的过程,它的执行也要求操作上的连续性,通过参考历史数据与执行过程中的不断反馈,反复的调整,达到确定管道腐蚀状况的目的。当前NACE正在进一步完善EC DA,对其在有些地区难以应用的情况在进一步研究,对地面检测工具的适用状况也在进一步研究细化[4]。管道安全工作者通过学习借鉴国际标准,结合国内实际情况与自己的研究成果,灵活研究运用,以实现埋地管道的完整性管理,这是当前国情下切实可行的方式。参考文献
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作者简介:杨永,硕士,从事压力管道检测研究工作。
(上接第24页)可能一致,以此监视管道是否工作在正常状况。随着各种信号处理技术和统计方法、人工智能方法的发展,很多新的方法都已经应用在管道泄漏诊断与定位技术上,而且取得了良好的效果。可以预测,这方面的研究将在很长一段时间内成为管道泄漏检测与定位技术的热点,而且各种新兴的信号处理、人工智能等方法都将为管道泄漏检测与定位方法的研究提供启发与工具。
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第2期杨永等:外腐蚀直接评价方法的相关探讨35
油气管道泄漏检测技术综述(新版)
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
管道泄漏检测方法简单比较
管道泄漏检测方法简单比较 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年代开始，历经二十年，已经有放射物检测法、质量平衡法、电缆检测法、微波探测、磁场感应传感器探测法、红外探测法等多种直观、简单的方法被淘汰，现在行业中有三种方法被广为介绍：光纤检漏法、负压波法、次声波法。 1、光纤检漏法： 根据Joule-Thomson效应原理，当管道发生泄漏时，泄漏源附近的温度会相应降低，监视该局部温度变化，可以对泄漏进行监测和定位。根据这个原理，光纤法应该是非常有效并且定位准确的，但存在以下几个问题： ①当泄漏量较小时，泄漏源附近温度变化较小，对光纤传感器的检测灵敏度要求相当高，因此成本也相应偏高。 ②当使用与管道平行埋设的光纤时，由于当初埋设光纤的目的不是做管道泄漏检测，因此，光纤的埋设离管道有一定的距离，并不是贴着管道埋设（实际工程中，我们多次遇到光纤离管道有十几米距离的情况），如此一来，因管道发生泄漏而引起的温度降低，光纤就检测不到。 ③即使原有光纤与管道离得很近，当发生图一情况时，由于光纤和泄漏点处于管道的两端，仍然无法报警，按照国外的报道，光纤检测系统里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围（如图二所示），才能确保管道的泄漏报警。 图一：检测光纤与泄漏点处于管道两端
图二：光纤应埋设三根，均匀分布在管道周围 2、负压波法 当管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内介质外泄造成管道压力突然下降，在流体中产生一个瞬态负压波，负压波沿管道向上、下游传播。由于管道的波导作用，负压波可传播数十公里，根据负压波到达上、下游测量点的时间差以及负压波在管道中的传播速度，可以计算泄漏位置。由于负压波法有效距离长、安装简捷、成本较低，目前在国内得到广泛的的应用。 负压波法有其自身的缺陷，表现在以下几个方面： ①对泄漏量要求很大：负压波法能迅速检测出泄漏量很大的泄漏，对泄漏量较小的泄漏没有效果。目前，业界对能够报警的泄漏量值说法不一，根据胜利油田一个招标项目里给出的指标：灵敏度：系统应在20秒之内探测出大于流量10%的泄漏，2分钟内探测出大于管道设计流量2%的泄漏；我们依稀可以推测出2％是一个很高的指标（详见胜利油田2013年3月招标文件《07管线漏失监控系统》）； ②在天然气管道上不起作用：在天然气管道上，如果发生泄漏，泄漏处的压缩气体迅速扩张，不产生可以检测得到的负压波，因此，负压波法对天然气管道无能为力； ③在海底管道上不起作用：海底的管道受海浪冲刷，在海底如同面条般不停的摆动，管道内的介质压力相应的不停变化，负压波系统会不停的发出报警信号；福建泉港联合石化的一条总长15公里的海底管道，原本设计安装一套负压波系统，后因不停报警而撤换成次声波系统。 ④定位不准确：负压波信号是直流信号（波形如图3所示），信号从开始到结束的时
输油管道泄漏监测技术及应用
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），
管道泄漏检测技术应用分析
管道泄漏检测技术应用分析 摘要:近年来,油气输送管道泄漏事故时有发生,造成了巨大经济损失和环境污染。因此,对液体输送管道进行检测和定位的研究与实践非常必要。介绍了国内外液体输送管道泄漏检测与定位的主要方法,分析了各种方法的原理及优缺点,提出了实际实施过程中应注意的问题及相应对策。 关键词:泄漏;检测技术;分析 1 基于硬件的管道泄漏检测方法 基于硬件的检测方法主要有:直接观察法,泄漏电缆法,示踪剂检测法[1]和光纤泄漏检测法[2],其中基于光纤传感器的管道泄漏检测方法越来越受到人们的重视。 1.1 直接观察法 该方法是指有经验的工作人员用肉眼观测、闻气味、听声音查出泄漏的位置, 或专门训练过的狗通过辨气味确认泄漏位置。 早期的管道泄漏检测方法是有经验的技术人员沿管线行走查看管道附近异常情况,闻管道释放出来的介质的气味,或听介质从管道泄漏时发出的声音。这种检测方法的结果主要依赖于个人经验和查看前后泄漏的发展。另外一种方法是用经过训练的、能够对管道泄漏物质的气味很敏感的狗进行检测。该方法无法对管道泄漏进行连续检测,灵敏性较差。 宁波广强机器人CCTV管道检测机器人利用先进的CCTV内窥检测技术进行管道检测。广强管道检测机器人是按照国家卫生部颁发的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》的相关技术要求，设计的进行检测的专业设备，可完成各种检测作业，还可搭载各种声纳、切割设备，可按需定制。广强机器人是完成公共场所集中空调检测项目的得力工具。 管道机器人具有超强驱动力，通过镜头可以观测管道内景了解管道内部情况并完成采样维护作业。广强管道机器人小巧灵活，便于携带，造型美观，可搭载在车上，一次即可完成多种检测和维护作业。广强机器人管道机器人用途：用于公共场所集中空调采样和检测、用于环境卫生、职业安全、检验检疫等场所的检测，是检测人员的最佳安全伴侣、最得力的工具.宁波广强机器人科技有限公司管道检测机器人是由控制器、爬行器高清摄像头、电缆等组成。在作业的时候主要是由控制器控制爬行器搭载检测设备进入管道进行检测。检测过程中，管道机器人可以实时传输管道内部情况视频图片以供专业维修人员分析管道内部故障问题。 去年7月，由广强公司自主研发的高端化管道探测机器人在杭州市萧山机场开始应用；该公司普及型管道探测机器人研发成功并投入使用，目前为止已经在浙江、江苏、安徽、山东等多省的管网检测中获得应用，在功能上设计上更加符合城乡管网的检验要求。与此同时，为满足高端市场实际需求，该公司还自主研发了多种cctv管道检测车，通俗来说就是将cctv管道检测系统集成到汽车内部。今年以来，广强公司已在浙江、江苏等省的相关政府招投标项目中中标。据了解，
油气管道泄漏检测技术综述
油气管道泄漏检测技术综述 摘要： 石油是维持我国经济高速发展的战略性资源，石油管道则是是保障能源供给、关系国计民生的基础性设施。管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式,但是随着管道的广泛应用、运行时间的延长,由于各种原因导致的管道泄漏也逐渐增多，不仅造成资源的浪费和环境污染,而且有火灾爆炸的危险，对周围居民的生产生活带来较大的威胁。因此，建立管道泄漏检测系统,及时准确地报告事故的范围和程度,可以最大限度地减少经济损失和环境污染，防止事故的发生。本文主要总结国内外近几十年来发展起来的管道泄漏检测和定位的主要方法,原理及优缺点。 关键词： 管道泄漏事故检测定位原理 正文： 1、事故案例 （1）、事故经过 2008年3月14日凌晨3时30分左右， 4名协勤人员在回兴镇兴科一路巡逻时，发现郑伟集资楼17# “小精点发廊”门市附近有较浓的天然气异味，在隔壁经营夜宵店的王祥金，就去敲门告知该户可能有天然气泄漏，当该门市人员开灯时随即发生爆炸。 （2）、事故原因 直接原因 临街PE（d110）燃气管线被拉裂，导致天然气泄漏，泄漏天然气通过地下疏松回填土层窜入室内，形成爆炸性混合气体，遇开关电器产生的火花引起爆炸。 间接原因 A、管线回填未对地基进行处理或采取防沉降措施，回填土层在雨水的浸润作用下产生沉降。 B、管线在外部载荷应力叠加作用下，对管线热熔焊缝产生一定影响，导致管线拉裂。 C、对管线走向不明，巡管不到位。 泄漏是输油管道运行的主要故障。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括：生物方法、硬件方法和软件方法。本文主要介绍硬件方法和软件方法，生物方法
国内外管道泄漏检测技术
国内外管道泄漏检测技术 [转帖]国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术 通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA宣布，迄今为止已开发出30多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术 随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t)、y(t)。两个随机信号x(t)和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周
管道泄漏监测技术的关键问题和定位方法
管道泄漏监测技术的关键问题和定位方法 1、动态管道泄漏监测的关键技术问题 动态管道泄漏监测要解决的问题其实只有两个，一个是正确的识别出什么是泄漏，另一个就是这种事件到底是何时发生的。 1.1 过去，人们有一种误区，认为管道泄漏了能否报警是关键问题。其实，泄漏报警并非难事，难得是没有泄漏别报警。往往是为了泄漏要报警，搞得没有泄漏经常报警，总喊狼来了，狼真的来了还有谁相信？世界上所有的动态管道泄漏监测系统都在设法解决这个问题，这已经成了衡量系统性能的关键指标。之所以困难，是因为不知道什么是泄漏，没有智能。所以说，管道泄漏的关键技术问题是系统能否正确的识别出什么是泄漏。 具有世界领先水平的HKH3.1版监测系统软件很好的解决了这个问题。这是一项基于模糊神经网络的人工智能型管道泄漏监测系统，这一智能型监测装置是在国内外先进管道泄漏监测技术的基础上开发出来的，并且在国内多条管道上得到了应用，实践证明该系统对管道的泄漏和定位具有完全的识别能力，可以应用于各种管道的泄漏监测。 1.2 何时发生的泄漏？ 第一个问题就解决了，接下来的就是定位的问题了。由于人们希望定位准确，所以把定位误差作为一个重要技术指标，往往误差大了，以为是定位方法有问题。其实，定位方法远在管道泄漏技术出现以前就有了，其正确性是毋容质疑的。是什么问题影响了定位？是不能准确的知道泄漏时刻和泄漏前后的数据。 北京昊科航公司在独家拥有的中国发明专利“流体输送管道泄漏监测定位方法”的基础上，研制开发出了比较适合我国管道实际状况的《HKH系列管道泄漏监测报警定位系统》。这套系统很好的解决了这个问题，定位自然会有很好的效果。 2、动态管道泄漏监测报警系统的定位方法 关于定位方法，在以流量和压力为监测参数的管道泄漏监测系统中，目前世界上采用的定位方法共有两种，一种是人们熟知的水击波速度法，一种是水力坡降法。 2.1 水力坡降法
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
输油管道泄漏检测及定位技术综述
本文由tonyxiong77992贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ｉｌｔｔ信■ ｏ科教前沿ｏ ２００８年第３５搠 输油管道泄漏检测及定位技术综述 朱志千王兮璐Ｉ西安科技大学陕西西安７１００５４） 【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，而且套造成对环境的严重污染。对此，本文系统介绍了近年来国内，Ｆ，ＩＩ油管线泄满检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。【关键词】输油管绒；泄露；检测；定位０．引‘言管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式。然而．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人为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波法、压力梯度法等。 时性较强，对泄漏点的定位较为精确。但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。闭基于硬件检测的方法还有很多。比如管内智能爬机系统（即“管道猪”）、光线检测、电缆检测及ＧＰＳ检测等。 ３．软件检测方法 基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统（如ＳＣＡＤＡ系统）实时采集管道的流量、压力．温度及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位。３．１负压波检测法当管道发生突然泄漏时，由泄漏部位会产生一个向管道上游或管道下游传播的减压波，称之为负压波。在管道两端设置压力传感器，当传感器检测到负压波。就可以削断泄漏并对泄漏进行定位。应用负压渡检测法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或已经发生的泄漏效果则／ｆｉ明显。‘３１３．２压力梯度法当输油管道内原油流动平稳时．压力沿管道是线性变化的，也就是说．压力呈斜直线分布。在管道的上、下游分别设置两个压力传感器．通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度。当管道发生泄漏时，泄漏点前的流量变大，压力梯度变陡；泄漏点后的流量变小，压力梯度变平，其折点就是泄漏点。由此可以计算出泄漏点的位置。在实际运行中，由于沿管道压力梯度是非线性分布，因此压力梯度法的定位精度较差，并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有较大的影响。３．３小波分析法小波分析是２０世纪８０年代中期发展起来新的数学理论和方法，是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此，可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪，以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管线的数学模型。对输入信号的要求较低，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以识别．易产生误报。３．４瞬变模型法瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型，在一定边界条件下求解管道内流场。然后将计算值与管道端的实测值相比较。当实测值与计算值的偏差大于一定范围时，即认为发生了泄漏。在泄漏定位中使用稳态模型。根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间均密切关。如果采用较小门限值来检测更小的泄漏。那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的
国内外管道泄漏检测技术
国内外管道泄漏检测技术 ［转帖］国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998 年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300 起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek 公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA 宣布，迄今为止已开发出30 多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t) 、y(t) 。两个随机信号x(t) 和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周期成分，那么，即使t 趋近于无穷大，互相关函数也不收敛并会出现该频率的周期成分。如果两信号含有频率不等的周期成分，则两者不相关。 压力波法。压力波法是目前国内应用比较普遍的检漏方法。当管线某点发生泄漏时，该点可视为向上、下游传递压力的压力源，同时向上、下游传递一个减压波，即现为上站的出站压力和下站的进
石油管道泄漏检测与精确定位
《过程装备腐蚀与防腐》科技论文指导老师：黄福川 （2010下学期） 学院：化学化工学院 班级：过程装备与控制工程081班姓名：罗涛 学号：0804310129
管道泄漏检测与精确定位 摘要：本文主要介绍了声波在检测管道泄漏方面的应用。国内外较为广泛应用的管道测漏技术主要为负压波法和新声波法，在介绍声波法原理及发展趋势的基础上，对新声波法测漏技术的原理、系统配置、技术指标、关键技术、现场测漏试验及应注意的问题进行了分析，为国内管道测漏系统的开发提供了技术依据，也在泄露事故和防止盗油有实际意义。 Abstract: This paper mainly describes the acoustic detection application in pipeline leaks. Suction wave and sound wave are widely used for detecting pipeline leaks. Base on the principle and the development trend of acoustic method, analysis for acoustic leak detection technology on the new principles, system configuration, technical indicators, key technologies, on-site leak testing and should pay attention to issues. provide a technical basis on pipeline leak detection system, and it is also meaningful to leak and prevent the Stolen oil and pipeline leaks. 关键词: 石油管道管道泄漏检测与定位声发射检测神经网络小波分析SCADA系统 一、管道泄漏检测与定位的意义： 管道运输已经是我国的主要运输手段之一，目前全国各地建成的各类输送管道长度已超过70 000 km。但是由于管道设备老化（腐蚀）和人为原因(施工、盗油和破坏等)还有防腐失效的影响,管道泄漏事故经常发生。比如最近发生的大连新港输油管道爆炸带来重大污染；英国石油公司可能在墨西哥湾出现的海底管道渗漏都是不仅造成大量的损失而已造成了严重的污染。。因此，及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位,防止泄漏事故进一步扩大,具有重要的经济效益和社会效益。 二、泄漏点检测常用方法和评测手段： (1) 目前广泛应用的是基于负压波和基于声波信号的泄漏检测与定位方法。当管道某处突然发生泄漏时,在泄漏处将产生瞬态压力下降,形成一个负压波,该波以1 000 m/ s的速度从泄漏点向两端传播然后根据压力信号分析，但是基于负压波的有几类共性的问题： ①由于管道都是高压1—5 MP，所以对小泄露量和缓慢泄露（压力变化0.01MPa左右）不够灵敏和漏报比较普遍。 ②这类系统抗工况绕道能力比较差，系统误报比较多。 如果一味的提高对小泄流量检测的灵敏度，会导致更多的误报，所以需要寻找一种更好的方法。 (2) 常用的检测方法。一类是外部环境检测，早期就是用人员的外部巡视法（比较原始）、油气敏线缆、检测光纤（PCS和光纤温度传感器）。另一类是管内流动状态检测，有基于模型、基于信号处理、基于模式和人工神经元网络的方法. (3)常用的评测方法 对一个实际的故障诊断系统，可以用以下性能指标加以评价：泄漏检测的灵敏度、泄漏点的
燃气管道泄漏检测新技术范本
解决方案编号：LX-FS-A59514 燃气管道泄漏检测新技术范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
燃气管道泄漏检测新技术范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 摘要：总结了管道泄漏检测的主要方法，介绍了国内外燃气管道泄漏检测的新技术及应用情况，指出燃气管道泄漏检测的发展趋势。 关键词：燃气管道；泄漏检测；直接法；间接法New Technologies for Leakage Detection of Gas Pipeline LI Jun，XU Yong-sheng，YU Jian-jun (Tianjin Institute of Urban Construction，Tianjin 300384，China) Abstract：The main methods for pipeline leakage detection are summarized，the new
石油管道泄漏检测定位技术研究
石油管道泄漏检测定位技术研究 发表时间：2019-06-03T10:20:41.860Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：国超 [导读] 为石油资源的安全稳定运输创造良好的条件，这对于我国工业的长久健康发展有着很大的意义。 大庆油田创业腾飞建筑安装工程有限公司第三工程处 163113 摘要：众所周知，石油资源是当今世界最重要的能源之一，是促进工业发展的血液，而管道运输则是石油运输的主要方式，管道运输的安全性直接决定着工业化发展的成效，随时石油管道的长时间运行，管道难免会出现老化腐蚀、凝管等不良问题，导致石油管道泄漏，大大增加了石油运输的风险。基于此，本文将简要阐述石油管道泄漏的原因，并探讨石油管道泄漏检测定位技术，希望为广大技术工作者提供有益借鉴。 关键词：石油管道；泄漏检测；定位技术 通常情况下，铁路运输、公路运输、水路运输和航空运输是石油运输最为普遍的方式，相对于上述几种运输方式而言，管道运输适合长距离、长期性的石油运输，我国陆上油气运输一般采用管道运输的方式。随着社会经济和科学技术的快速发展，石油工业迎来了前所未有的发展机遇，石油管道运输以其不间断输送和高平稳定的优势也得到了快速发展，由于难以有效控制的管道老化、腐蚀等因素，石油管道泄漏的现象频发，这样不仅仅污染了我们赖以生存的自然环境，而且影响着人们的生命财产安全。因此，深入研究石油管道泄漏检测定位技术，能够快速有效地发现石油管道的泄漏点，并及时采取有效措施给予解决，为石油资源的安全稳定运输创造良好的条件，这对于我国工业的长久健康发展有着很大的意义。 一、石油管道泄漏的原因分析 在长距离石油管道运输过程中，导致石油管道泄漏的因素主要表现在以下四个方面：其一，管道的防腐绝缘层老化。石油管道在长期的运行过程中，难免会发生腐蚀老化的现象，一旦石油管道的防腐层遭到腐蚀，若是不及时给予处理，那么肯定会导致石油泄漏问题的产生，最终带来巨大的财产损失；其二，阴极保护逐步弱化。毋庸置疑，石油管道通常会采取阴极保护措施，在具体运行时，若是阳极区域产生了断电情况，这样必然会造成恒电位实效，石油管道运输的相关参数和阴极保护电压、电流都会发生很大的波动，直接弱化了阴极保护的功能，很容易发生泄漏问题；其三，环向焊缝发生开裂亦或是断裂情况。由于石油管道通常需要长距离运输，管道内的压力较大，这样会造成环向焊缝的缺陷进一步加大，促使其成为石油管道开裂的导火索，石油管道的开裂或者断裂情况肯定会造成管道开裂问题；其四，人为因素的影响。石油管道在施工的过程中由于工作人员的不规范操作，也会为石油管道泄漏增添风险，再加上一些不法分子偷到石油管道中的石油资源，这样就会发生很严重的石油泄漏问题，威胁着石油运输的安全性与稳定性。 二、石油管道泄漏检测定位技术 1. 直接检测法 随着现代化科学技术的进步与发展，传统的人工分段巡测石油管道泄漏问题已经退出了历史舞台，人工分段巡测有着难发现、效率低的缺点，若是石油管道发生泄漏且地面上出现了明显的石油痕迹，这样不仅仅直接影响着周围的生态环境，而且还浪费了大量的石油资源，在科学技术快速发展的背景下，如今管道泄漏检测定位技术一般会选择直接检测法，技术工作人员可以通过专业化的仪器和设备来检测泄漏问题与泄漏点，这样将大大提升石油管道泄漏检测的整体效率与准确度。通常情况下，直接检测法有以下三种方式：第一，由专业技术人员进行检测，这时专业技术人员的经验和细心程度直接影响着检测的效果与质量，但是依靠人工进行检测，只能发现比较大的泄漏情况；第二，专业检测人员通过专业化的检测仪器沿着石油管道进行检测，这样的检测方式不仅省力，而且大大提升了检测效率，但是此种检测方式仅仅可以用于间断检测；第三，在石油管道附近铺设特殊线缆，如检测光纤、半渗透检测管等等，这样的检测方式灵敏度很高，而且完全不受石油管道运行的任何影响，针对一些较小的泄漏问题也可以及时检出，但是有着施工埋线耗时耗力的缺点，需要付出更多的经济成本，难以得到大范围的实施。 2. 间接检测法 实质上，间接检测石油管道泄漏的方法有多种，比如常见的基于物质平衡的检漏、运用压力测量信号检测等等。首先，使用压力测量信号检测是最常用和最普遍的间接检测方式，主要分为梯度法和波敏法，所谓梯度法即是石油管道分段进行压力测试，若是某个区段的压力出现了波动，那么这个区段就很可能发生了泄漏问题，而波敏法主要针对石油管道突然泄漏现象的检测，需要计算出石油管道长距离上下游的负压力，专业检测技术人员需要根据负压力时间差来推算出石油管道泄漏的具体位置，这种检测方式有着很高的精准度。其次，基于物质平衡的检测方式，这样的检测方式主要依据动态体积与质量的平衡原理，根据石油管道进口、出口的流量差和检测是否有泄漏现象，这样不仅仅可以检测大范围的泄漏问题，而且还能够检测出点或者面的小泄漏，流量计的精度和石油管道中的存油量直接决定着检测的准确度。此外，放射性检测技术也是实践中较为常用的泄漏检测技术，主要是利用131I、82Br等具有放射性的标志性物质，将这些物质放入到石油管道中，若是石油管道发生了泄漏问题，那么技术人员可以利用示踪迹检漏仪附着在泥土上的放射性物质，这样就可以精准地定位到石油管道的泄漏点，实现了石油管道泄漏的快速定位目标。 三、结论 总而言之，石油是经济和工业发展的血液，针对石油管道泄漏问题，石油运输企业需要深入分析导致石油管道泄漏的原因，采取有效措施给予预防，并且要充分发挥现代化信息技术的显著优势，加强对石油管道运行的检测，及时发现石油管道的泄漏情况并定位泄漏点，为有效采取措施争取更多的时间，这样才能有效保障石油管道的安全稳定运行，为社会经济的发展提供稳定的石油资源支持。参考文献： [1]杨清云,齐晖.成品油长输管道泄漏检测技术研究[J].化工管理,2018(01):31-32. [2]杨换,牟野,褚彦吉.石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(19):31-32. [3]关博宇.石油管道泄漏检测定位技术的研究与开发[J].自动化与仪器仪表,2017(S1):26-28. [4]张龙.解析石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术标准[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(01):3-4.
供水管道检漏的主要方法和仪器
供水管道检漏的主要方法和仪 器(总18页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
谈我国供水管道检漏的主要方法和仪器 高伟（埃德尔集团） 水世界-中国城镇水网发布时间：2006-12-22 【进入论坛】 一﹑前言 淡水是人类生存最基本的条件之一，水资源贫乏和环境污染是制约城镇供水的主要因素。供水管道漏水是对宝贵水源的浪费，他不仅增加了净水成本，而且还额外地增大了供水设施的投资费用，同时，也导致一些次生灾害。因此，保护水源，节约用水，检漏降损，已成为全人类的共识。 二﹑我国供水管道漏失状况 据中国水协1998统计，我国城市水司平均漏失率为12～13%，如果按单位管长单位时间的漏水量统计，则我国的漏水量远大于经济发达国家，具体数字见表一： 表一：单位比漏水量统计表 其中，漏失率=漏水量/供水量×100%；单位比漏水量=年漏水量/(365×24×管长), m3/h/km，即为单位管长单位时间的漏水量。 目前我国多数城市采用被动检漏法或以此法为主，而地下管道漏水的规律是由暗漏到明漏，有时暗漏的水流入河道、下水道或电缆沟后始终成不了明漏，因此我国城市水司降低漏耗的潜力还相当大。做好检漏工作可极大地提高有效供水能力，对节约用水，提高水司的社会效益和经济效益具有重大意义。 三﹑供水管道漏水声的种类及传播
供水管道担负的任务是将净水输送到用户，以满足人们最基本的需要。然而，供水管道也会发生漏水情况，当发生时，喷出管道的水与漏口摩擦，以及与周围介质等撞击，会产生不同频率的振动，由此产生漏水声。漏水声的种类通常可分为三种：（1）漏口摩擦声：是指喷出管道的水与漏口摩擦产生的声音，其频率通常为300～2500Hz，并沿管道向远方传播，传播距离通常与水压﹑管材﹑管径﹑接口﹑漏口等有关，在一定范围内，可在闸门﹑消火栓等暴露点听测到漏水声。（2）水头撞击声：是指喷出管道的水与周围介质撞击产生的声音，并以漏斗形式通过土壤向地面扩散，可在地面用听漏仪听测到，其频率通常为100～800 Hz 之间。（3）介质摩擦声：是指喷出管道的水带动周围粒子（如土粒，沙粒等）相互碰撞摩擦产生的声音，其频率较低，当把听音杆插到地下漏口附近时，可听测到，这为漏点最终确认提供了依据。 四﹑供水管道检漏的主要方法 由于人类对供水管道漏水的共识，先后研究了一些检漏方法，也研制一些仪器，例如，在德国﹑英国等经济发达国家通常采用的检漏方法有：音听检漏法，相关检漏法，漏水声自动监测法和分区检漏法等。前三种检漏法是靠漏口产生的声音来探测漏点的，这对无声的泄漏就没有办法了。而分区检漏法是通过计量管道流量及压力来判别有无漏水存在，就是所谓的最小流量法。目前我国通常采用被动检漏法，音听检漏法或相关检漏法，有些水司也采用了漏水声自动监测法或分区检漏法，随着供水管网管理的规范和技术的进步，许多水司会逐步引进漏水声自动监测法或分区检漏法，这对快速降低漏失，控制漏耗将起到积极的作用。 1．音听检漏法 音听检漏法分为阀栓听音和地面听音两种，前者用于查找漏水的线索和范围，简称漏点预定位；后者用于确定漏水点位置，简称漏点精确定位。漏点预定位是指听漏棒、电子听漏仪及噪声自动记录仪来探测供水管道漏水的方法，根据使用仪器的不同，预定位技术主要有阀栓听音法和噪声自动监测法。（1）阀栓听音法阀栓听音法是用听漏棒或电子放大听漏仪直接在管道暴露点(如消火栓、阀门及暴露的管道等)听测由漏水点产生的漏水声，从而确定漏水管道，缩小漏水检测范围。金属管道漏水声频率一般在300～2500Hz之间，而非金属管道漏水声频率在100～700Hz之间。听测点距漏水点位置越近，听测到的漏水声越大；反之，越小，见图一。
iSafe油气管道泄漏在线监测系统解决方案设计
iSafe油气管道泄漏在线监测系统解决方案 一、概述 1.1 国油气管道现状 中国油气管道建设一直以突飞猛进的速度增长。新中国成立伊始，中国油气管道几乎一片空白，2004年我国油气管道总长度还不到3万千米，但截至2015年4月，油气管道总长度已达近14万公里，油气管网是能源输送的大动脉。过去10年，我国油气管网建设加速推进，覆盖全国的油气管网初步形成，东北、西北、西南和海上四大油气通道战略布局基本完成。频发的事故与不断上升的伤亡数字，也成为伴随着中国油气管道行业高速发展的阴影。2000年，中原油田输气管道发生恶性爆炸事故，造成15人死亡、56人受伤；2002年，市天然气管道腐蚀穿孔，发生天然气泄漏爆炸，造成6人死亡、5人受伤；2004年，省市发生天然气管道爆炸，5人死亡、35人受伤；2006年，省仁寿县富加输气站进站管道发生爆炸，造成10人死亡、3人重伤、47人轻伤。2013年11月22日黄岛区，中石化输油储运公司潍坊分公司输油管线破裂后发生爆炸，造成62人遇难。多发的管道事故特别是一些重大的油气泄漏、火灾爆炸等恶性事故对人身安全、自然环境造成了巨大危害。 1.2 国家和政府的要求 自2013年底开展油气输送管道安全隐患专项排查整治以来，各地区、各有关部门和单位协同行动、共同努力，取得了积极进展，全国共排查出油气输送管道占压、安全距离不足、不满足安全要求交叉穿越等安全隐患近3万处。2014年9月，国务院安委会发布关于深入开展油气输送管道隐患整治攻坚战的通知，要求完善油气输送管道保护和安全运行等法律法规、标准规、安全生产监管体系和应急体系建设。
1.3 系统建设目标 管道的完整性和安全运营的重要性和必要性显得尤为突出。为确保管道安全运行，消除事故隐患，保护环境，迫切需要对油气管道建设可靠的泄漏监测系统。用音波法、负压波法、质量平衡法融合一起的管道泄漏监测系统对压力管道进行泄漏监测是目前最先进、最可靠的泄漏监测技术。iSafe管道泄漏监测系统采用音波法、负压波法、质量平衡法三种方法融合的管道泄漏监测技术，能准确迅速发现泄漏并确定油气管道泄漏位置。 二、技术方案 2.1 现有管道管理及技术手段分析 国外从20世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。国管道泄漏技术的研究起步较晚，但发展很快。 目前，国现有的泄漏检测方法从最早的人工沿管路分段巡视检漏发展到较复杂的利用计算机软件和硬件相结合的方法；从陆地管道检测技术发展到海底检测。其中，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。直接检测法指直接用测量装置对管线周围的介质进行测量，判断有无泄漏产生。主要有直接观察法，气体法，清管器法。间接检测法是根据泄漏引起的管道流量、压力等参数及声、光、电等方面变化进行泄漏检测。主要有水压、气压检测法，质量、体积平衡法，压力点分析法，负压波检测法、音波法等。随着世界各国管道建设的快速发展，管道泄漏监测技术也伴随发展几十年。从油气管道泄漏监测的历史来看，国外早期的监测技术手段大多采用压力点分析法，负压波检测法，光学检测法，声发射技术法，动态模拟法，统计检测法等方法。 目前的泄漏监测和定位手段是多学科多技术的集成，特别是随着传感器技术、模式识别技术、通信技术、信号处理技术和模糊逻辑、神经网络、专家系统等人工智能技术等发展，为泄漏检测定位方法带来了新的活力，可对诸如流量、压力、温度、密度、粘度等管道和流体信息进行采集和处理，通过建立数学模型或通过信号处理，或通过神经网络的模式分类、或通过模糊理论对检测区域或信