油气管道泄漏检测技术概述.pdf

第46卷第5期
化工设备与管道
2009年10月
PROCESS EQUIPMENT PIPTNG
et.2009
油气管道泄漏检測技术概述
志伟,刘厢川2,刘鍌',刘正风3
.后勤工程学院研究生管理大队,重庆400016;:2.后勤工程学院军事供油工程系,重庆400016;
3中国人民解放车78479部队,成都610083)
摘要:油气管道泄满将造成巨大的銍济损失和环境污染,囻此,研究并选择合适的油气管道泄漏栓测技术尤为重
要。总了国内外油气管通泄漏检测与定位的一些技术,以及各种方法的原理与优缺点,并对存在的问题和发展
方向进行了说明
关键词:油气管道;泄漏;检测技术
中图分类号:TQ050
文献标识码:A
文章编号:1009-3281(2009)05-0041-06
Brief Statement of Leakage Detection Technique for Oil-gas Pipeline
ZHNG Zhi-wei ILIU Li-chuan, LIU Liu, LIU Zheng-fan
(1 2. Logistics Engineering insttute honging #006, China; 3. Unit 78479 of PL4, Chengdu 610083 China)
Abstract: The lcak age occure in oil-gas pipeline wili make huge economic loss and environmental pollution. Thus, it is very im-
portant to study and select appropriate leakage detective technique for oil-gas pipeline. In this article, some leakage detective and fi
alion techniques for oid-gas pipeline in Chin and at abroad as well as their mechanisms, disadvantages and advantages were summa
rized. Al the same times, the existed problems and possible development directions were also indicated
Keywords: oil-gas pipeline; leakage; detective technique
油气管道运输在国民经济中占有重要的地位,漏前的压力作为参考标准,泄漏时产生的减压波就
而管道泄漏危害严重,将造成巨大的经济损失和环称为负压波。基本原理如下:在管道首末两端各安
境污染。文中按照有、无数学模型分別总结概述了装一个压力变送器A和B,泄漏产生的负压波传播
国内外油气管道泄漏检测与定位的-一些技术和各种到A点、B点的时间分别为ち、2,接受信号时间差
方法的原理及优缺点,并说明了应注意的问题和发为△t,负压波传播的速度为c,液体的流速为,管道
展方向。
长为,A、B点距泄漏点的距离分别为L1、L(并假
设L>L2),管道泄漏如示意图
基于无模型的管道泄漏检測方法
压力变送器A
泄漏点C压力变送器B
基于无模型的管道泄漏检测方法主要有:负压
波法、音波法、压力点分析法、声发射法时、超
声导波法、光纤泄滿检测法、统计分析法和其他
方法等。
图1负压波泄漏检测技术的定位原理
负压波法
负压波检测法是一种声学方法。在泄漏发生
收稿日期:2009-08-20
时,泄漏处因为物体物质损失产生压力突降,这个瞬作者简介:志伟(1981-).男、湖北武汉人,后勤工程学院研究生
时的压力下降作用在流体介质[:,就作为减压波源
管理大队在读研究生。主要从事油气储存技术与装备研
通过流体介质向泄漏点的上下游以声速传播。以泄
化工设备与管道
卷第5期
管道泄漏位置讦算为
1.3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。该方法是在站场或于线某位置上安装一个
求解得到
压力传感器,泄漏时漏点产生的负压波向检测点传
L1=2[以(e-の)+(e-r)A]
(2)播引起该点压力(或流量)参数变化,分析比较检
测点数据与正常工况的数据,可检测到泄漏。由负
负波在原油管道中的传播速度约为1200my压波的传播速度和到达检测点的时间进行滿点定
5,在气体管道中约为320mM1。负压波传播連度位。美国谢夫降管道公司将PA方法作为管线
远远大于液体流速。所以式(2)中的可以忽略不 SCADA系统的一部分,得到了较好的试验效果:
计。简化定位公式为
PPA方法能在10min内确定189.25I/min的漏
Z+c?AtL+c?(ち1
失。压力点分析法要求捕捉初漏的瞬间信息,所
以不能檢测微漏。
实际中,负压波的传播速度是受液体的弹性、密1.4超声导波法
度、管材弹性以及温度等因素的影响而时刻交化,因
当超声波在管道介质中传播时,将会在界面来
此准确计算负压波速将是定位准确的关键。
回反射,产生复杂的波形转换以及相互干涉。这种
1.2音波法
经过介质边界制?传撈的超声波称为超声导波。该
油气管道发生泄灀时,管道压力平衡遭到破坏
法的优点是可以对各种管道进行长距离一次性检
造成系统流体弹性力量的释放,引起瞬间音波振荡
测,同时能对管道整个截面的缺陷进行检测。在现
音波属于连续声发射信号,实际成分由次声波、声波有的管道导波检测中,所使用的传感器主要包括压
和超声波组成,但绝大多数是相对高颍部分(175
电式、磁致伸缩式、脉冲激光式等
750kHz)?。高频部分在管道纵向衰减很快,低频部
1.5声发射技术法
分能够进行长距离传播,故音波法在管道中的应用主
要是测次声波低频信号。音波法泄漏检测技术定
当管道发生泄漏时,流体通过裂纹或者腐蚀孔
向外喷射形成声源,通过与管道的相互作用,声源向
位公式与负压波法相同,主要不同在于传感器(感测
信号)和波速确定的难易程度上。对于经过地形复杂
外辐射能量形成声波,声发射装置接受到声发射信
号,接受换能器的电压发生明显变化。通过采集若
的管道,音波波速不易准确算出,同时信噪比很低,如
何进行较好地降噪处理也是-个难点。音波法检测
干个泄漏点电压变化量,拟合出泄漏点与电压变化
原理如图2所示。娑定位法在新疆油田管道泄漏问
量的关系曲线,并求出幽线对应的函数表达式。用
题上得到了较好的应用,具体参阅文献[6]
此方法可以根据接受换能器上检测仪表电压的变化
立即发现泄漏,进而根据拟合曲线的表达式实现泄
控主机
GPS
漏点的定位。该方法在气体管道泄漏检测上具有可
行性,参阅文献[7]。
数据汇集处理器
1.6光纤泄漏检測法
基于光纤传感器的渗漏检技术是近来发展的
数采集器
数据采
GPS接收器
GPS接
」热点,也是在管道监控系统中极具应用港力的技术。
该方法的原理是:应用光纤的应力或传导涂层的