输油管道内壁电磁检测技术

石油与天然气化工　

输油管道泄漏检测技术及应用探讨　

薛　燕　胡　娜　（１中国矿业大学管理学院；２徐州经贸学校）　摘　要　文章介绍了国内外近十年束发展起来的管道泄塥检ｌ刹技术和原理。对管道泄漏拴剥技术　的系统组成、技术要求及性能指标等方面分剐作了介绍。　主题词　泄漏捡洲技术应用　石油作为一种燃料和化工原料，最经济的输送方　式是采用管道运输。到目前为止，我国已建成输油管　线６　ｘ１０４　ｋｉｎ。随着运行时间的延长，管道的老化和腐　蚀造成的穿孔经常发生，不仅损失了大量的原油，而且　还对环境造成污染，给企业带来了严重的经济损失。　另外，由于输油管道大部分铺设在农村和经济欠发达　地区，管理环境令人担忧，管道盗油现象时有发生，直　接威胁着管道的安全运行　因此，应加强管道泄漏检　测技术的研究和应用，提高管道输送管理水平．减少经　济损失和环境樗染　ｌ　管道堆漏检测方法简介　自上世纪７０年代以来，在管道泄漏检测技术方面　的研究工作不断进行．尝试各种新的方法和手段。扶　简单的人工分段沿管线巡视发展到较为复杂的软硬件　相结合的方法，提高了管线泄漏检测的灵敏度和准确　定位。　１．１流■平衡法　该方法基于管道流体流动的质量守恒关系，根据　管道进出口的流量测量值，结合管道中原油的流量分　析，确定管道中是否发生泄漏。该方法简单、直观，但　对于任何一个扰动或管线本身的动力变化都是敏感　的，容易造成误检，为了提高检测精度和灵敏度，人们　改进了基于时点分析的流量平衡法，改进后的动态流　量平衡法在检测精度和灵敏度上比一般的流量平衡法　有所提高，但它需要建立管线的动态模型，而且这种方　法确定泄漏位置对少量泄漏的敏感性差，不能及时发　现泄漏。　１．２压力坡降检漏法（恒定流动检测法、压力梯度法）　压力坡降检漏法是上世纪８０年代末发展起来的　一种技术，它的原理是：正常输送时站问管道的压力坡　降呈斜直线，当发生泄漏时，漏点前的流量变大，坡降　变陡，漏点后．则流量变小，坡降变平，沿线的压力坡降　呈折线状．折点即为泄漏点，据此可算出实际泄漏位　置。压力坡降检漏法以上下游压力梯度信号构成时间　序列模型，该时间序列模型的统计特性对泄漏量敏感，　用Ｋｕｌｌｂａｅｋ信息测度准则对时间序列进行分析．便可　进行泄漏检测，但线性压力梯度法，不适合“三高”原　油。所进行的试验表明，在长３　ｋｍ、管径３２５　ｍｍ的原　油管道上进行泄漏点检测，其精度为０．７％。　１　３　压力波检漏法（瞬变流动挂靖｛击、负压被｛击、渡敏法）　当管道上某处突然泄漏，在泄漏处将引起瞬态压　突降，类似于分支管线上的阀门开启，会产生一个负压　波，从漏点开始．该渡以一定速度分别向上、下游传播。　管壁象一个波导管，压力渡可以传播相当远，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渡　形就可以进行泄漏判断．如果能够准确确定上、下游端　压力及接收到信号的时间差，那么根据负压渡的传播　速度就可以检测出泄漏点的位置。根据这一原理，利　用相关分析法和小渡变换法进行泄漏的检测和定位。　在一个长７１　５８　ｋｍ、内径为７５０　ｍｉｌｌ的输油管线进行试　验表明，该方法能检测出泄漏量在０．５％以上时的原　油泄漏，定位误差小于２％。　该方法需要在沿线设置能连续测量压力、流量、温　度的检测点，记录并远传到主控室（一般要求每１０　ｋｍ　建一个检测点），而且对传感器精度、传输电路、计算机　及配套仿真软件要求很高　压力渡检漏法的特点是能　迅速地检测出泄漏量少的漏点。　１　４探测球法　基于磁通、超声、涡流、录像等技术的探测法是上　世纪８０年代末期发展起来的一项技术，将探测球沿管　线内进行探测，利用超声技术或漏磁技术采集大量数　据，并将探测所得数据存在内置的专用数据存储器中　进行事后分析，以判断管道是否被腐蚀、穿孔等情况，　即是否有泄漏点。该方法检测准确．精度较高，缺点是　探测只能问断进行，易发生堵塞、停运的事故．而且造　价较高。　Ｉ　５以估时器为基础的实时模拟法　

输油管道泄漏检测技术综述

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，而且会造成对环境的严重污染。对此，本文系统介绍了近年来国内外输油管线泄漏检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。

关键词：输油管线 泄露 检测

管道运输在原油输送方面应用越来越广泛。随着管道的增多，管龄的增长，由于施工缺陷和腐蚀穿孔、突发性自然灾害以及人为破坏等都会造成管道泄漏，给人们的生命财产和生存环境造成了巨大的威胁。为了确保管道安全运行和减少泄漏事故危害，研究具有更高可靠性和准确性的泄漏检测技术，具有重要的理论意义和应用价值。

一、输油管道泄露检测及定位的性能评价

管道泄露检测及定位技术能够及时准确报告泄漏事故，可以最大限度地减少经济损失和环境污染及更大危险的发生。对一种泄露检测方法的优劣和性能的评价，应从以下几个标准考虑：

1.泄漏检测的灵敏度

指泄漏检测系统对小的泄漏信号的检测能力。

2.泄漏检测的及时性

指检测系统在尽可能短的时间内检测到泄漏发生的能力。

3.泄露的误报率

误报率是指系统没有发生泄漏时却被错误地判定出现泄露的概率。

4.泄露的漏报率

漏报率是指系统出现了泄漏却没有被检测出来的概率。

5.泄露辨别的准确性

指泄漏检测系统对泄漏的大小及其时变特性的估计准确度。对于泄漏时变性的准确估计，不仅可以识别泄漏的程度，而且可对老化、腐蚀的管道进行预测并给出一个合理的处理方法。

二、管道泄漏检测方法简介

目前，国际上已有的检测和定位方法大体上分为基于生物的方法、基于硬件的方法和基于软件的方法三大类。

1.基于生物的方法

利用富有经验的人或训练有素的狗等生物，依靠视觉，气味或声音发现并且找到管道的泄漏点。

2.基于硬件的方法

依靠各种硬件装置直接来探测和发现泄漏孔和泄漏物。使用的典型硬件包括声学传感器、气体传感器、放射物传感器和压力传感器等。

3.基于软件的方法

利用各种不同的计算机软件包来发现管道泄漏的存在并确定泄漏孔的位置。软件包对因泄漏而造成的影响(如压力、流量、流速、摩阻等管道动态模型参数的变化)进行采集、处理和估计，从而对管道的非线性、不确定性、随机性等因素引起的误差进行补偿，进而提高泄漏检测的灵敏度和定位精度，因此软件包的完整性和可靠性是十分重要的。这些方法包括流量/压力变化法，质量/体积平衡法，动态模型法和压力点分析法。

科技论坛　输油管道泄漏检测技术综述　张德顺　（大庆榆油气分公司，黑龙江大庆１６３０００）　摘要：在日常经济建设中，输油管道带来便捷的同时，也出现一些弊端，伴随而来的是经济损失，甚至更大的危害，比如输油管道的　泄露，会造成一系列经济损失，对于环境保护也是很不利的。　关键词：输油管线；泄露；检测；方案设计；具体措施　随着经济建设的１３益推进，管道运输用途越来越广，作用越来　越大，对社会经济建设的影响越来越重要，在此过程中，由于一系列　外部因素，导致的管道泄漏问题，严重威胁了人们日常的生命财产　安全，不利于环境保护，以及国家经济建设的可持续发展。为了确保　管道建设的安全运行，需要研究更加具有可靠性、准确性的泄漏检　测技术，以促进管道运输运行的安全。　１关于输油管道泄露检测及定位的性能评价　进行严格的输油管道泄漏技术检验工作，能够有效预防管道泄　漏，有利于避免管道泄漏带来危害，减少日常的经济损失，有利于保　护环境。对于日常输油管道泄漏的检测技术工作开展，需要从以下　几个方面开展。为了确保输油管道的Ｊｌｂ￣，Ｎ运行，需要积极进行泄漏　检测的灵敏度分析。及时对于非常小的泄漏信号也能做出反应，给　出借测结果，有利于防范日常的管道泄漏问题，为了满足现实的需　要，需要积极实现泄漏系统的及时反馈，通过操作人员的具体应用，　得到管道泄漏的具体信息，再通过具体的仪器，反馈到操作者手中，　以实现对管道泄漏问题的监控管理。为了确保有效避免管道泄漏的　问题，需要提升泄漏报警的准确性，避免由于其他原因，导致的误报　的问题。以确保管道检测的准确度，通过科学性、合理性的措施，实　现对整体管道检测的实时监控，确保管道泄漏故障的及时排除。　２关于管道泄漏检测方法简介　目前来说，国际上现有的检测方法一般分为基于硬件的方法、　基于生物的方法以及基于软件的方法等。　２．１关于生物方法的分析　所谓的生物方法，就是利用训练有序动物或者利用相关经验丰　富的人，依靠系列感官，找到管道的泄漏点，进而采取一系列措施，　降低损失。通过这些方式检测管道泄漏，不利于省时省力，并且对于　一些特定的环境，比如海底，沼泽以及荒原中的管道难以进行人工　巡查。在检测过程中，生物巡查效果主要依靠个体经验以及动物训　练水平，随着经济的发展，这种检测方式已经不能适应时代需要了，　只是有些特殊场合，需要运用这种方法罢了。　２．２关于硬件方法的分析　在Ｅｌ常管道检测中，利用一系列硬件进行泄漏孔与泄漏物的检　测工作，主要的硬件设备有，气体传感器、声学传感器、压力传感器　以及放射物传感器等。　２．３关于软件方法的分析　在管道检测环节中，利用一些计算机软件包来进行检测也是不　错的方法，对管道泄漏的存在进行检测找出泄漏孔的位置。所谓的　计算机软件包就是利用信息科技手段，对管道泄漏造成的流量、压　力、流速等信息参数的变化进行日常采集、处理、评估工作。对管道　的非线性、不确定性、随机性因素引起的误差进行补偿，提高泄漏检　测的灵敏度以及定位精度，在此过程中，软件包的可靠完整性是很　重要的，这些方法包括质量体积平衡法，动态模型法以及压力点分　析法等。　２．４关于声学法的分析　管道发生泄漏问题的时候，其必然会出现一些现象，这些现象　能够被我们所用，作为检查管道泄漏的一种手段，管内高压流体由　破裂处喷成，因为其与管壁发生的相互作用，容易产生一种振动噪　声，通过应力波的形势沿着管壁进行传播，这种管道泄漏声信号属　于一种连续声发射信号，利用设置好的传感器来接收这种声波，从　而对管道的泄漏情况进行检测定位。一般来说，这种方法的成本比　较高，它不适合应用于埋地输油管道的检测。　２．５关于气体法　当输气管道发生泄漏的时候，由于其气体具有挥发性，可以通　过一定的检测设备，检测出管道周围环境的气体浓度，进而判断管　道的泄漏情况。一般来说，这种气体检测设备要距离检测环境比较　近的距离以方便检测管道四周流散的气体的浓度，需要伴随着管道　线路进行检测，其检测时间也是比较长的，这种检测方法不适合应　用于输液管道检测。　２．６关于放射物法　放射物法对一些特定环境的管道检测具有一定的意义，这种检　测方法起源于美国，其一次检测长度在２０千米以上，主要适用于水　管道、气管道以及油管道等，由于这种检测方法需要的操作周期较　长，并且不利于在线实时检测管道运行，一般情况下，很少被使用。　３基于软件的方法的具体分析　３．１关于压力波法　当管道发泄泄漏的时候，其泄漏部位会产生一定范围的减压　波，我们称它为负压波，在管道两侧进行压力传感器设计，就能有效　检测出管道泄漏的位置，进而有利于泄漏定位。应用负压波检测法　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不明显。　３．２关于压力点分析方法　压力点分析法就是我们日常所用的ＰＰＡ法，这种方法的应用　范围是比较广泛的，具体来说，它对于不同方式的管道检测具有很　重要的作用，比如对日常管道运输中的气体、液体等进行的管道检　测泄漏等。通过对其稳定安全状况的管道运行情况以及出现故障的　管道运行情况，进行比较得到两者不同的结论。从而采取不同的管　道泄漏检测方法进行分析，以确保日常管道泄漏问题的合理解决。　在压力点分析法的运行过程中，需要借助专业的计算机运行系统，　该计算机系统通过对管道检测各个环节的监控，得到确切的结论，　对这些得出来的数据信息进行分析，以确定管道泄漏点的具体位　置，实现定点定时监控，及时进行故障排除，实现日常管道运行的正　常开展。　３．３关于小波分析法的分析　小波分析法是以前非常流行数学理论方法，它有利于积极进行　时频分析。对于日常管道检测中信号进行积极的分析，得出具体的　解决数据。实现对具体故障的及时排除，实现管道检测的科学性，合　理性，有效性。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。　结束语　根据前文所讲，管道泄漏的检测方法是多种多样的，只有针对　管道泄漏的具体情况，运用相应的检测方法，才能确保管道泄漏检　测的顺利进行。有利于避免泄漏事故的发生，有利于保证人民的生　命财产安全，保证国家经济建设的顺利开展。在有些情况下，运用一　种检测方法是不够的，就需要综合运行多种技术，进行检测，实现对　输油管道泄漏的检测以及定位。　参考文献　［１】游保华．输油管道泄漏检浏技术『Ｊ１．甘肃科技，２００９．　［２】隋溪，韩东．输油管道泄漏检测技术综述［Ｊ］．内蒙石油化工，２００９　（２ｏ）．　［３】宋艾玲，梁光川，王文难．世界油气管道现状与发展趋势『Ｊ１＿油气储　运．２００６（１０）．

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输油管道泄漏检测技术研究

作者：贺晓斌

来源：《科技传播》2012年第10期

摘要 在油品输送过程中管道具有至关重要的作用，如果出现泄漏，就会导致火灾、环境污染、爆炸等一系列恶性事故。所以对运行的输油管道进行泄漏检测非常重要，笔者在此对管道泄漏检测技术进行研究，以期能够更好的在实际中得到应用和发展，避免出现输油管道泄露等问题。

关键词 输油管道；泄漏检测；技术研究

中图分类号U17 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0142-02

在输油管道运输过程中经常需要解决的问题是管道的泄漏检测。因为管道泄漏不但会对管输正常运行产生影响，而且在输送腐蚀性、有毒害、易燃易爆的物体时，还会对环境造成污染，甚至造成爆炸、火灾等事故。所以，对管道泄漏进行预防和发现泄漏时的及时定位、报警具有至关重要的意义。

1 输油管道泄漏检测的主要技术

1.1采取流量平衡的方法进行检测

这种方法主要是利用管道流体在流动时的质量守恒定律，结合管道在进出口时的流量进行测量，然后对管道中的原油流量加以分析，以此对管道中是否存在泄漏情况加以确定。这种方法十分直观、简单，但是对于管线本身动力变化或者较小扰动都十分敏感，容易出现误检。为了确保检灵敏度和测精度得到提高，人们在时点分析的基础上对流量平衡法进行了改进，在检测的灵敏度和精确度上，于普通的流量平衡法相比，动态流量平衡法在改进后在检测精度和灵敏度有一定提高，但是其需要进行管线动态模型的建立，同时这种方法能够对泄漏位置进行确定，在少量泄漏方面的敏感性比较差，在泄漏发现过程中缺乏及时性。

1.2采取压力坡降的方法进行检测

所谓压力坡降检测的方法是在上世纪末兴起来的，其主要原理为：在正常输送过程中将站间管道中的压力进行坡降斜直线呈现，如果有泄漏发生，那么漏点前流量就会变大，从而坡降变陡，而在漏点后，流量则会变小，导致坡降变平，这时沿线压力坡降就会出现折线状，那么折点就是管道的泄漏点，在此基础上能够对泄漏实际位置加以确定。在压力坡降检测管道泄漏的方法中，应将下游的压力梯度信号建成一定的时间序列模型，并通过这个时间序列模型来对泄漏量敏感性加以统计，从而确定原油管道上的泄漏点，这种方法精确度很高。