原油管道泄漏检测系统研究

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1、!*!’!)!*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!油!气!储!运!!!!!!!!!!!!!!!$$%年!原油管道泄漏检测系统研究肖燕群$贾明坤!程家铭!!!胜利油田有限公司临盘采油厂"!廊坊泛华中油新技术有限公司"肖燕群!程家铭等#原油管道泄漏检测系统研究$油气储运$!$$%$!"!#"’)!($%!!摘!要!介绍了负压波检漏的基本原理!在研制原油管道泄漏检测系统中!针对负压波泄漏点定位法中的"项关键技术提出了解决的方法和对策!并确定出了"个反映信号波形结构变化的特性参数以及泄漏判断阈值的方法"!!主题词!原油管道!!泄漏!!检测系

2、统!!负压波!!研究073&2;%!#"一、前!言!式中!;’’’泄漏点距首端测压点的距离$,(!!临济输油管道!山东临盘至济南炼厂"担负着临!!!0’’’管道长度$,(盘油田原油外输任务$管道全长/$0,%近年来$不!!!3’’’管输介质中压力波的传播速度$法分子在临济管道打孔盗油日益频繁$如何能够实,)K(时地监测泄漏事故的发生$尽快地确定出泄漏点的!!!&2’’’上下游传感器接收压力波的时间差%位置$减少原油损失和环境污染$是目前迫切需要解由此可见$只要能捕捉到传到管道两端的负压决的问题%为此临盘油田与天津大学合作研制开发波$就可

3、以检测出泄漏$并可根据负压波的传播速度了临济原油管道泄漏监测系统%和传播到两端的时间差计算泄漏点的位置%二、泄漏检测与定位的原理〔#〕三、负压波泄漏点定位法中!的关键技术!!当管道0段发生泄漏时!见图#"$由于在泄漏点;处管道内外存在着压差$因此流体迅速流失$!!!!!管内压力波速的确定随着管道中流体温度的变化$液体的密度和压压力下降$泄漏点两边的液体向泄漏点处补充%这缩性也会有所变化$传播速度3并不是一个定值$利一过程依次向上&下游传递$相当于泄漏点处产生了用式!#"作定位计算会带来一定的误差%管内压力以一定速度3传播的负压力波%负压

4、波定位方法是波的传播速度决定于液体的弹性&密度和管材的弹根据泄漏产生的瞬态压力波传播到上下游的时间差性$即#和管内压力波的传播速度计算泄漏点的位置%(!2")$!2"3%!!"(!2"8#7**1#/J,式中!(’’’液体的体积弹性系数$Y-("(!!!$’’’液体的密度$0N),图#!负压波定位示意图!!!J’’’管材的弹性$Y-(!!定位公式为#!!!8’’’管道直径$,(!$!’#’$/$山东省临邑县(电话#!$’"%"))(!$%/%第!"卷第#期!!!!!!!!!!!!肖燕群等%原油管道泄漏检测系统研究!!!!!!)’&)!!

5、!,!!!管壁厚度",#值即为负压波出现的时刻$!!1#!!!与管道约束条件有关的修正系数$其中"液体的体积弹性系数为其压缩系数的倒数"随品种%温度%压力的不同而不同$!!"!!负压力波传播到上下游的时间差!#"时间基准的确定和统一!采用压力波拐点捕捉法计算泄漏点"如果两端计算机存在时差就无图"!提取的高频信息法进行精确定位$系统两端需要有一个统一的时间!!在输油管道的首%末站分别安装压力变送器采基准"利用8Y]&全球定位系统’技术可以解决这一集压力波"当检测到负压波后"确定其负压波拐点对问题"而且设备简单"精度高$应的时刻"两值相减即

6、得负压波传播到上下游的时现场使用的8Y]接收器"输出数据结构采用间差$73^

7、内存少"工作稳定可靠$四、泄漏判断技术#!$!!"拐点的提取!计算机采集到的负压力波"波形呈显出下降凹槽&见图!’"其拐弯点简称拐点$!!输油管道泄漏监测系统需要根据采集到的压力由于工业现场的电磁干扰%输油泵的振动等因素"采信号序列"实时分析压力信号的变化趋势"从而判断集到的压力波信号序列附加了大量的噪声"如何从管道的故障类型$在管道泄漏监测的过程中采用了噪声中准确地提取出信号的特征点是定位的关键$信号自动分段技术$针对临济管道信号的特点"采用了多分辨率滤波器信号自动分段方法的基本原理是"选取一段平组进行二抽取小波算法和多孔小波算法"不

8、仅对原稳运行的信号&阈值’作为参考段"不断地与当前信始信号进行了有效的滤波"而且稳定地提取了压力号进行比较$以几种反映各段特性差异的波形作为波的拐点$判据"当判据大于一定的阈值时"就可认为信号进入了另一段&