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
水力坡降法是基于管道摩阻方程的一种方法。根据管道内物流性质和流动状态建立求解方程，求出对应的流阻，得出水利坡降，由于泄漏后漏点前后的水利坡降不同，求出两条坡降直线的交点，就是泄漏位置。但是，由于流阻变化一点对距离的影响特别大，人们无法找到精确的变化数据，所以，水力坡降法求泄漏位置的误差也特别大。这种定位方法一般在统计法泄漏监测技术上应用，因为统计法不知道事件发生的确切时刻，无法按已知速度、路程和时间的条件求出发地的水击波速度法方式定位。
2.2 水击波速度法
水击波速度法所依据的是压力波在管道内的传播速度，对于已知固定的管道和一种给定状态下的介质而言，是个固定的数值，应用该值计算的泄漏位置相应的也比较准确。当前在国内应用较多的负压波法管道泄漏监测系统中，不论是自动定位还是人工寻找拐点再由计算机定位，用的都是这个办法。
我们知道，当管道发生泄漏时，由于管道内压力远高于大气压力，泄漏点的流体迅速流失，导致泄漏点压力下降，泄漏点上游管段的液体由泄漏点开始逐步加速向泄漏点方向流动，从而使出站流量上升；泄漏点下游的液体由泄漏点逐步开始降低向下游流动的速度，因此使下游进站流量减少。这种流动速度改变的信号从泄漏点同时向两端传播，信号所到之处管内流速开始改变，这就是管道泄漏监测技术上所说的负压力波及其在管内传播的机理和规律。泄漏打破了正常运行状态下管道中流体的流动速度和压力分布规律，作为一个新的压力波动信号源向管道的两端传播，其实这就是水力学中所说的水击波的一种表现形式。根据监测点内管道长度、上下游监测点接收到水击波信号的时间差和管道内水击波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。该法的定位公式如下：
()/2
=+α?(0.1)
X L t
式中：
X——泄漏点的位置
L——被监测的管道的长度
α——波在管道中传播的速度
t?——首末两站点收到波的时间差
α=(0.2) 式中：
ρ——流体密度；
K——液体的体积弹性系数；
E ——管材弹性系数；
D——管道的平均直径
δ——管壁厚度；
Ψ——系数，对于埋地管道，Ψ＝1－μ2；
μ——泊松系数，钢管的μ=0.3；
当然，水力学中所说的水击波压力变化数值往往很大，小泄漏和微泄漏压力变化信号很小，一般不称作水击波，但作为信号传递特性来说，二者是相同的，只要找到事件发生的时刻，利用上式计算泄漏位置就正确了。从这里可以看出，定位公式是没有问题的，关键是时刻要找准，这样，t?才能准确，定位就准了。
由于北京昊科航公司的《HKH系列管道泄漏监测报警定位系统》很好的解决了上述两个问题，虽然也同样采用水击波速度定位公式，但是却能获得与众不同的定位效果。
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
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，
基于负压波和流量平衡的管道泄漏监测系统研究 李新建 邓雄 （西南石油大学 石油工程学院 四川 成都 ６１０５００） 【摘 要】输油管道大量应用于现代社会中，但是由于自然因素和人为因素 管道泄漏事故时有发生，造成严重后果，因此建立管道泄漏监测系统意义重大。本文介绍了管道泄漏监测的原理，设计了负压波－流量平衡法监测系统，可以同时监测压力和流量，对于由泄漏所引起的负压波和流量变化进行综合判断，解决了单独使用负压波检测技术时误报率高、无法实时监测管道和缓慢渗漏的问题，采用了一些新技术，提高了输油管线发生泄漏时报警和定位的精确性。在油田的实验结果表明，该系统稳定可靠。 【关键词】 泄漏监测系统，负压波，流量平衡，小波变换 作者简介 李新建（１９８６－） 河南新蔡人，主要从事输油管道的泄漏检测和降 低油品蒸发损耗等油气储运方面的学习与研究。 １ 泄漏监测与定位的研究意义 自１８７９年世界上首条输油管道建成以来，经过一百多年的发展，管道运输已经发展成为公路、铁路、空运、海运之外的第五大运输体系。管道运输具有成本低、供给稳定、节能、安全等优点，广泛应用于流体的输送。但是，随着管龄的增长，由于腐蚀、磨损等自然因素，管道泄漏事故时有发生，据统计１９８６年以前修建的输油管线平均穿孔率为０．６６次／（公里．年），另 一方面，近年来不法分子在输油 管道上打孔盗油行为也日益频繁。 输油管道泄漏不仅影响了管道的正常运行，而且还威胁到人们的生命财产安全，流失油品会造成巨大的经济损失，还会造成环境污染。如何能够实时地监测管道泄漏事故，并尽快定位泄漏点，对降低油品损失和环境污染、预防重大事故的发生，具有重要的现实意义。 ２ 泄漏检测和定位的原理 ２．１ 负压波法泄漏检测技术和定位原理［１］ 管道发生泄漏时，泄漏点因流体介质损失而引起的局部液体密度减小，导致瞬间压力降低，作为压力波源通过流体介质向泄漏 故障诊断
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），
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
L D-S A K E R管道泄漏监测报警定位系统廊坊市蓝德采油技术开发有限公司
])21([2 1 V t t L X -+= LD-SAKER-II 型为负压波原理判断方法； LD-SAKER-III 型为负压波+体积平衡原理判断方法；LD-SAKER-V 型为次声波、负压波、体积平衡综合判断方法。 二、 系统工作原理（LD-SAKER-V ） LD-SAKER-V 型管道泄漏监测报警定位系统是以次声波、负压波、体积平衡三种原理综合分析、判定的报警、定位系统。该管道泄漏监测报警定位系统在负压波和体积平衡法的基础上增加目前最先进的次声波技术，是集成了多学科技术的管道泄漏监测定位系统，从根本上提高了系统的可靠性和准确性。该系统针对所监测管段全天候实时监测，对管道运行中发生的泄漏等异常事件进行报警、定位,具有很高的灵敏度和定位精度。与GPS 为核心的定位导航系统及精确的管道电子地图相结合，可以使管理部门及时准确找到泄漏现场，使管道泄漏等异常事件造成的损失降到最低。 次声波是频率低于20赫兹的声波，其传播速度和声波相同，由于次声波频率很低，大气对其吸收小，有较强的穿透能力，不容易衰减，不易被水和空气吸收，所以它传播的距离较远。 次声波技术，是管道泄漏监测领域的一种新型的监测技术，用于监测管道泄漏及管道异常时所产生的次声波，通过频谱分析分理出泄漏产生的次声波并以曲线形式反映。实践证明，该波传播速度恒定（同一介质），信号能够非常清晰地传递到远端接收单元，为准确定位创造了条件。因此，结合此项技术的泄漏监测系统在监测精度和定位准确度上有了很大的提升。次声波管道泄漏监测采用一次表动态响应并能根据输送管道动态变化实现动态低频测量的电声换能器（次声传感器），接收管道运行过程中由于泄漏引起介质瞬间物理扰动而产生次声波。次声传感器安装在管道的首、末端，捕捉由于泄漏产生的次声波以及到达管道首、末端的时间差，由公式计算泄漏 点的具体位置。 注：管道长度L 、声波传波速度V 、t1－t2为首末、站次生波接收时间差。 LD-SAKER-V 型管道泄漏监测报警定位系统以数据曲线界面作为可视化管理的基本操作界面，形象地为生产管理人员提供管道运行数据，对泄漏等情况及时报警、给出定位信息，并及时记录存储。可以在查询界面上任意查询各种管道运行历史数据、报警记录等信息。 该系统可与生产管理中心实现数据共享，进行同步监测。将管理中心平台、次声波管道泄漏监测定位技术和GPS 导航技术结合在一起的管道泄漏监测报警定位系统将是最好的技术方案。三项技术的集合，构成完整的管道安全管理体系。直观的人机界面方便了管理人员的操作和对泄漏发生地信息的即时了解，精确快速的报警系统，确保泄漏在最短时间被发现，GPS 导航系统保证了所有管理部门都能在最短时间到达事发现场。
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
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 ［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
管道泄漏监测解决方案 序 即使使用同样的材料,由于采用的技术不同，就会生产出性能迥异的产品； 即使同样监测的是流量、压力、温度等常规信号，由于采用的算法不同，做出的管道泄漏监测系统也会有质的不同； 绝大多数管道泄漏监测系统的差别不在于信号，而在于算法，由此便有了国外占主流地位的统计法和国内占主流地位的负压力波法； 拥有独家发明专利的北京昊科航公司，率先推出了一种崭新的算法—基于模糊神经网络的算法，从而使管道泄漏监测系统有了如下业内领先的综合性能： 1、无须设定任何参数，无须人工定位，真正的无人管理系统； 2、无论是否有流量计，都能既无漏报又无误报； 3、发生瞬时量的0.5%泄漏量时也能在0～3分钟内报警，大泄漏几米到几十米、小泄漏500米以内的定位误差； 4、消除了各种仪表误差的影响，对现场信号要求不苛刻； 5、自动识别各种生产工艺操作，消除了人工操作引起的误报警； 6、多种可选择的冗余通信技术，保证了系统的全天候工作； 7、凡是流体输送管道，无论是单段还是管网、无论是海底、陆地还是地下、无论是双层管还是单层管、无论是多品种顺序输送的成品油还是原油，只要是流体输送管道都能监测； 8、完整的运行日志记录了各种操作和故障自检记录； 9、永久的泄漏记录和历史曲线、智能报表； 10、带有电子地图上的报警位置可同时显示里程和大地坐标。 目录 一、系统简介 1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理 2. 系统工作原理 3. 系统的主要性能指标和特点 4. 系统应用 二、应用案例解析
1. 长距离多泵站串联密闭输送成品油输送管网的泄漏监测报警定位技术 2. 油田集输管网的管道泄漏监测报警定位技术。 3. 抚顺—营口成品油输送管线监测报警定位技术。 4. 管线微泄漏的监测报警定位技术。 5. 中间有加热站的管道泄漏监测报警定位技术 6. 高含水高凝油管线的监测报警定位技术。 7. 长期稳定运行、既无误报又无漏报的技术 一、系统简介 1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理 1.1. 概述 管道泄漏报警从宏观角度看并不困难。很早以前，人们已经用电接点压力表、压力开关、记录仪等工具，有效的发现了管道的泄漏，但是这种办法最大的不足是不能定位，而且对于小规模泄漏这样报警也是不合理的。这是因为管道运行中由于各种原因会产生大量的噪声（压力、流量波动），不同的管道输送环境中，这些噪声幅值也不同，一般从0.01Mpa到0.2Mpa不等，而且它在时域分布上没有准确的规律。从统计学角度看，在一定时间内每条管线的这种分布还是有一定的规律，人们还是能够认识、区分这种变化规律的，把这种认识运用到管道泄漏监测技术中，就使该项技术不断进步，实用价值越来越大。 目前国内外应用的管道泄漏监测方法有许多种，但是国内占主导地位的还是负压力波法，国外占主导地位的是统计法。从国内具体管道上的使用效果来看，由于这些方法各有它的适用范围，都不能够完全适应中国油气管道泄漏持续时间短、突发性强、泄漏情况复杂的特点。针对这一情况，我公司在国内外先进管道泄漏监测技术的基础上研制开发了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》这一智能型监测装置，它是在总结了国内外各种方法的优缺点后而重新提出来的、基于模糊神经网络的人工智能型管道泄漏监测系统。该技术克服了负压力波法只能对突然发生的大规模泄漏准确检测的局限性和统计法较灵敏但相对滞后和定位误差大的缺陷，能够在多种复杂情况下对各种大小泄漏进行及时报警和准确定位，这种技术广泛的适应性和它的优良性能在实际应用中得到了很好的验证。国家知识产权局专利局已经宣布我公司的“流体输送管道泄漏监测定位方法”为国家发明专利。 1.2.负压力波法的局限性 现阶段国内用的较多的负压力波法和传统方法相比是一个巨大的进步，它不但解决了定位问题而且也比传统方法误报少得多，从本质上说它是一种声学方法，即利用在管输介质中传播的声波
《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
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 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.