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油气管道泄漏检测技术综述

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油气管道泄漏检测技术综述

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

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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(shell)公司的x.J.Zhang提出

了统计检漏法；1999年美国《管道与气体杂志》报道了一种称作“纹

影”(Schlieren)的技术，即采用空气中的光学折射成象原理可用于管

道检漏；2001年Witness提出了采用频域分析的频域响应法，其基本思

想是将管道系统的模型转换到频域进行泄漏检测和定位分析；2003年

MarcoFerrante提出了采用小波分析的方法，利用小波技术对管道的压

力信号进行奇异性分析，由此来检测泄漏。

我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚，但发展很快。1988年方

崇智提出了基于状态估计的观测器的方法；1989年王桂增提出了一种基

于Kullback信息测度的管线泄漏检测方法；1990年董东提出了采用带

时变噪声估计器的推广Kalman滤波方法；1992年提出了负压波法泄漏

检测法；1997,1998年天津大学分别采用模式识别、小波分析等技术对

负压波进行了很大程度的改进；1997年唐秀家等人首次提出基于神经网

络的管道泄漏检测模型；1999年张仁忠等提出了压力点分析(PPA)法和

采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法；2000年胡志新等提出了

分布式光纤布拉格光栅传感器的油气管道监测系统