油气管道泄漏检测技术发展现状.pdf

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2008
杖术
後為
2008
第1期
Pipeline Technique and Equipment
油气管道泄漏检測技术发展现状
王效东,黄坤',朱小华2,陆姚华,迟宏佳1
(1.西南石油大学,四川成都610500;2.中石油西南油气销售分公司,四川成都610500)
摘要:简单说明了油气长掄管道泄的原因和泄漏的危害,详细介绍了声发射技术法、CPS时间标签法、负压波法、压
カ点分析法、压力梯度法、状态估计法、神经网络法和统计检漏法等几种管道泄溺检测技术方法,最后指出了存在的问题
和发展的趋势。
关键词:油气长管道;泄漏;检测方法;性能指标
中图分类号:TE973文献标识码:A文章编号:1004-9%614(2008)01-0024-03
Present State of the Development of Oil-gas
Pipelines Leak-detection Technologies
WANG Xiao-dong, HUANG Kun ZHU Xiao-hua, LU Yao-hua', CHI Hong-jia
(1. Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China
2. Southwest Oil Gas Sales Branch of Petrochina, Chengdu 610500, China
Abstract: It briefly explain the reasons for the leakage of oil and gas pipelines and danger of leakage, and makes a detailed ac
count of several pipeline leak detection methods like the acoustic mission echnique, GPS labeling, negative pressure wave, pres
sure wave, state estimation, neural networks and statistical detection method, etc, pointing out the existing problems and the devel-
opmeatal trend
Key words: oil and gas long-distance pipeline; leak; inspect method; capability target
1泄漏检測技术方法
运行响应速度快、灵敏度高。
根据检測过程中所使用的测量手段不同,分为基于硬件和
利用压电陶瓷制作的换能器成本低、功耗小,通过换能器
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所产生的超声波在液体中形成驻波,减少能量的损失,谐振信
间接检测法;根据檢测过程中检测装置所处位置不同,可分为号强,有利于观察与记录。在实验室中,通过测量得到不同泄
内部检测法与外部检测法;根据检测对象的不同,可分为检测漏点位置所对应的电压信号,描绘出泄潘点位置与电压信号变
管壁状况和检测内部流体状态的方法。
观测管道的运行,发现并确定泄漏点的位
化量的曲线,进而得到其拟合曲线以及函数表达式,即可实时
1声发射技术法
当管道发生泄时,流体通过裂纹或者腐蚀孔向外喷射形12GPS时间标签法
成声源,然后通过和管道相互作用,声源向外辐射能量形成声
采用GPS同步时间脉冲信号是在负压波的基础上,强化各
波,这就是管道泄漏声发射现象。对这些因泄满引起的声发射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
信号进行采集和分析处理,就可以对泄漏以及其位置进行判换算,分别确定管道泄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,
当管道出现泄漏时,管道中的流体被扰动,接收换能器上就可以确定管道泄漏的位置。采用GPS进行同步采集数据,泄
的电压将发生明显变化。通过采集若干个泄漏点电压变化量,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
描绘出泄漏点与电压变化量的关系曲线,并求出曲线对应的方高近3倍。
程。用这种方法,可以根据接收换能器上检测仪表电压的变化1.3负歴波法
立即发现泄漏,进而根据拟合曲线或方程确定泄漏点的位置。
当管道发生泄漏事故时,在泄漏处立即有物质损失,并弓
根据声速在介质中传播速度的公式可知,随着液体密度的增起局部密度减小,进而造成压力降低。泄漏时产生的减压波被
大,其声速也将增大。例如,声波在水中的传播速度大约是在称为负压波。设置在泄漏点两端的传感器根据压力信号的变
空气中的5倍。由于原油的密度比水大,因而原油中的声速远化和泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差,就可以确定泄
远大于在空气中的声速,所以利用超声波实时监测输油管道的漏位置。该方法灵敏准确,无需建立管线的数学模型,原理简
单,适用性很强。但它要求泄漏的发生是快速突发性的,对微
小级慢泄濕不是很有效。
基金项目:四川省重点学科建设项目(SZD0416);西南石油大学研究生
院“创新基金”资助项目(cxj27026)
基于负压波的传播理论,提出了两种定位方法:能够快速
收稿日期:2006-06-05收修改稿日期:2007-08-06
捕捉负压波前峰到达压力测量点的波形特征点的微分算法,并