关于变流量测试天然气输送管道泄漏检测新方法.pdf

第 34卷第 7期 (2015．07)(行业论坛) 基于变流量测试的天然气输送管道泄漏检测新方法 宋勇 苏海波 董亚娟 张世明 中国石油化_丁股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院 摘要：输气管道泄漏检测通常有物理探测法和数学模型模拟法两大类。物理探测法可以准 确检测出泄漏点的位置和漏点尺寸，但是停产损失和检测成本较高；数学模型模拟法通过求解 控制方程可在花费很少的情况下快速判断泄漏情况，但是具有很大的不确定性。建立了一种基 于变流量测试的天然气输送管道泄漏位置和漏点大小的检测方法，通过耦合天然气在管道和泄 漏点的流动，基于多个工作点测试结果求解流动控制方程 ，实现对漏点的检测和定位 这种检 测方法在管线出入 口气量或出入 口压力有未知量的条件下使用，可简单、快速地确定不同边界 条件对应的泄漏情况。 关键词：输气管道 ；泄漏位置；流量 ；压力；无因次变量 ；数学模型 doi：10．3969／j．issn．1006～6896．2015．7．002 由于天然气的高效、清洁和可靠性，在所有使 其中： 用的能源中天然气供应 占到了将近四分之一，并预 f 一11，， L = — — ．， _， (2) 计在未来20年内增长50％。现有的天然气输送基 础设施逐渐老化，可靠并及时地检测出天然气管道 0．0375ygZXZ s： — — 一———————==—————一 、(O。)， 的泄漏状况是天然气输送保障的关键。现有天然气 管道泄漏检测方法分为物理探测法n1和数学模型模 式中q为气体流量 (m。／h)；D为管线直径 (in)； 拟法 两大类。物理探测法具有准确定位和确定性 e为常数，取2．718； 为标准状态温度 (K)； 高的优点，但物理探测法需要在水平管道上安装和 P 为 标准状态压力 (MPa)；P 为 管线入 口压 维护大量昂贵设备，需要比较长的泄漏检测时间， 力 (MPa)；P 为管线出口压力 (MPa)； 为平 导致检测成本较高 ；数学模型模拟法具有成本低 均温度 (K)； 为平均气体压缩因子；y为 气体 和泄漏检测快速的优势，不必停输，可以连续在 密度 ；L为管线长度 (m)； 为管线位差 (m)； 线、实时监测管道和识别泄漏，常规的数学模型模 厂为摩擦因数。 拟法的缺点是不确定性高，而且有些情况下无法提 临界流动状态下泄漏点流动方程 供所需要的流动参数 。 本文建立了一种基于变流量测试的天然气输送 7 AP 管道泄漏位置和漏点大小的检测方法，这种方法可 ．p 、／k]丽(2)k¨l ㈩ 以在管线出入 口气量或出人 口压力有未知量的条件 式中 为泄漏点横截面积 (m)；C 为流动系 下使用，该方法可简单 、快速地确定不同边界条件 数；P 为上游压力 ；k为流体的比热系数 ；T 为 对应的泄漏情况。 上游温度 (。C)。 1 数学模型 亚临界状态下泄漏点流动方程为 1．1 流动方程