负压波定位理论在输油管道泄漏监测系统中应用.pdf

负压波定位理论在输油管道泄漏监测系统中的应用 苏维均， 廉小亲， 于重重， 曹志国 （北京工商大学，北京 100037 ） 摘 要：本文主要讲述了负压波理论在输油管道泄漏监测系统的具体应用情况；分析了采用负压波理论 进行泄漏定位的过程中时间差的求解问题，提出了三种求取时间差的方法。通过负压波理论的定位公式以及 时间差对泄漏点进行定位。 关键词：输油管道、泄漏监测、负压波 1 引言 在大型油田的生产中，原油从油井里开采上来之后，经过各地的输油站经输油管线输送到炼油厂，提炼 出各种石油产品。由于油井在地理位置上分散性很大，所以输油管线不但长，覆盖区域也非常大。每年由于 原油泄漏及人为打孔盗油给国家和企业带来巨大损失，并造成环境污染。输油部门通常是派人轮流巡线，以 及时发现泄漏，从而减少泄漏损失。但是，尽管昼夜不断地进行人工巡视，由于管线过长，仍不能及时发现 泄漏；而且，以人工查寻的方式来进行输油管道的泄漏检测，也耗费了大量的人力、物力和财力资源。因此， 对管道进行实时自动监测具有重要意义。 近几十年来，管道工业得到快速发展，管道监控方面的研究课题显得尤为重要，而管道监控的重要问题 是系统的泄漏检测。根据泄漏检测原理，目前用于泄漏检测的方法可以分为直接检测法和间接检测法：直接 检测法即根据泄漏的介质进行检测，例如根据油气泄漏时所露出的地表痕迹以及散发的气味等进行检测；间 接检测法则是根据泄漏引起的管道输送介质有关参数的变化来进行推断。 目前，国内外主要应用的泄漏检测方法有压力图像法（压力分布法）、压力点法（PPA ）、负压波法、质 量平衡法、声波法、管道泄漏溶解法等等[1] 。本文主要介绍负压波法在输油管道泄漏监测系统中的具体应用。 2 输油管道泄漏检测系统的实现 2.1 系统组成结构 本系统从总体结构上由上位机与下位机两个部分组成。上位机为工控机，下位机为压力采集系统。整个 检测系统由放置在中央控制室的一台工控机和若干个近端或远端输油站点的压力采集模块组成。对于远端泵 站，工控机首先通过调制解调器（Modem ）拨号，连通远端的压力采集模块，实现各个站点的压力数据的采 集与通信传输；对于近端的泵站，上下位机直接通过 RS232 进行通讯；工控机对采集上来的压力信号以曲线 的形式进行实时显示，并根据输油管道两端的压力采集信号，以负压波方法为理论基础，对输油管道中所出 现的泄漏及时进行报警并确定泄漏点位置。 系统的总体结构框图如图 1 所示。 —————————————————————————— 北京市教委科技发展计划资助项目（01KJ—043 ） 1 近端 远端 图 1 系统组成结构框图 2.2 系统软件结构 系统软件功能及结构如图 2 所示。 正常数 显示数据 据处理 曲线及报表 中 心 否 否 系 数 数 是否 统 据 是 异常数 据 属于 确认是否 初 预