油气长输管道泄漏检测技术研究.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 26i II22。。144年年122月月 因此，必须采用有效的方法消除噪声干扰信号。常用的 2 常用的在线检测方法 方法有小波变换滤波 、统计处理、自适应滤波 、卡尔曼滤 2．1 实时瞬态模型法 波等[。 实时瞬态模型法是国际上重点研究、应用较多的管 道检漏方法 [2．5]。建立该模型需要提供管道参数和流体参 数 ，从而列出连续性方程、运动方程和能量方程，得到流 体在任一时刻的流速、压力 、流体、密度随时间变化的方 程组砸]。SCADA系统将管道两端实时采集的流量、压力、 温度等现场数据作为边界条件。在此边界条件下 ，求解 ， 管 内流程，然后将计算值与实测值 比较 ，当两者差值达 到或超过某一值时，则判定为泄漏 。 图 1 负压波泄漏定位示意 图 该模型是一种反映流体流量 、压力 、密度和温度关 该方法需要高速采样的硬件系统 ，否则可能错过检 系的理想模型。这种检漏方法可 以估计泄漏点的大小和 测出泄漏的机会 。该方法具有如下优点：安装费用不高， 对泄漏点进行定位 ，适用于输气输油管线 、陆地管线和 其灵敏性不受现场仪表的质量影响，定位精度高 ，检测 海上管线，能够区分泄漏和偷油，是一种较为成熟的检 性能对流体的黏度、密度等特性不敏感 ，不受环境影响 ， 漏方法_4]。当流体性能较稳定、管线仪表精度较高时，该 能够识别偷盗行为。因此 ，负压波法广泛应用于输油输 方法会表现出精准的检漏性能。但是 ，瞬态模型检漏法 气管道。负压波法对多相流管道的应用 ，目前 尚处于试 也有不足之处：误报率高，精度依赖于现场仪表和SCA— 验研究阶段_4]。 DA系统的质量 ，灵敏性受制于流体的黏度 、密度等特 2．4 分布式光纤检测法 性 。 国外对光纤检测法 的研究 已经超过 40年 ．并取得 了 2．2 序贯概率 比检验法 显著成果和广泛应用。分布式光纤检测法的类型较多 ， 序贯概率比检验法 (SequentialProbabilityRatioTest， 但技术成熟 ，能够实时监控长输管道 的方法只有干涉 简称 SPRT)是一种统计决策方法，20世纪40年代 由统 法 。干涉式光纤检测技术根据光纤检测的物理场的不 计学家Wald提出口]。该方法使用序贯概率比检验方法对 同，主要分为分布式温度传感法和分布式声波 (振动)传 压力、流量进行分析 ，计算出检验参数。然后与允许的误 感法 2[,4,11]。 报警率和失报警率进行 比较，从而判断是否泄漏。对不 2．4．1 分布式温度传感法 同时刻运行参数进行采样分析 ，减少误报警率。利用压 该方法 的基本原理是根据管道 中输送 的流体泄漏 力插值法 ，列出泄漏定位公式对泄漏进行定位。采用最 后 ，会改变管道周围的温度 ，沿管道敷设的光纤检测温 小二乘法对定位公式求解 ，可 以提供定位的精度 。在 度 的变化 ，当温度变化量超过一定的范 围，就认 为管道 SCADA系统存在的基础上 ，采用这种检漏方法较为经 泄漏。该方法适用于输送气体和输送液体管道 ，但光纤 济。SPRT检漏方法误报率低 。能够辨认泄漏和偷盗情况 ， 敷设的位置不同。沿输送气体管道敷设时，光纤电缆位 适用于稳态和瞬态 ，不受周围环境的影响，不受流体性 于管线之上 ，输送液体管道正好相反。 质的影响。因此 ，SPRT方法广泛应用于海上、陆地的输 2．4．2 分布式声波 (振动)传感法 油输气管线。值得注意的是 ，当泄漏量较小时，定位精度 该方法的基本原理是管道泄漏后，会产生声波 ，光