輸油管道泄漏檢測(cè)技術(shù)研究

賀曉斌

摘要 在油品輸送過程中管道具有至關(guān)重要的作用，如果出現(xiàn)泄漏，就會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、環(huán)境污染、爆炸等一系列惡性事故。所以對(duì)運(yùn)行的輸油管道進(jìn)行泄漏檢測(cè)非常重要，筆者在此對(duì)管道泄漏檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，以期能夠更好的在實(shí)際中得到應(yīng)用和發(fā)展，避免出現(xiàn)輸油管道泄露等問題。

關(guān)鍵詞 輸油管道；泄漏檢測(cè)；技術(shù)研究

中圖分類號(hào)U17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0142-02

在輸油管道運(yùn)輸過程中經(jīng)常需要解決的問題是管道的泄漏檢測(cè)。因?yàn)楣艿佬孤┎坏珪?huì)對(duì)管輸正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，而且在輸送腐蝕性、有毒害、易燃易爆的物體時(shí)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，甚至造成爆炸、火災(zāi)等事故。所以，對(duì)管道泄漏進(jìn)行預(yù)防和發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)的及時(shí)定位、報(bào)警具有至關(guān)重要的意義。

1 輸油管道泄漏檢測(cè)的主要技術(shù)

1.1采取流量平衡的方法進(jìn)行檢測(cè)

這種方法主要是利用管道流體在流動(dòng)時(shí)的質(zhì)量守恒定律，結(jié)合管道在進(jìn)出口時(shí)的流量進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)管道中的原油流量加以分析，以此對(duì)管道中是否存在泄漏情況加以確定。這種方法十分直觀、簡(jiǎn)單，但是對(duì)于管線本身動(dòng)力變化或者較小擾動(dòng)都十分敏感，容易出現(xiàn)誤檢。為了確保檢靈敏度和測(cè)精度得到提高，人們?cè)跁r(shí)點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上對(duì)流量平衡法進(jìn)行了改進(jìn)，在檢測(cè)的靈敏度和精確度上，于普通的流量平衡法相比，動(dòng)態(tài)流量平衡法在改進(jìn)后在檢測(cè)精度和靈敏度有一定提高，但是其需要進(jìn)行管線動(dòng)態(tài)模型的建立，同時(shí)這種方法能夠?qū)π孤┪恢眠M(jìn)行確定，在少量泄漏方面的敏感性比較差，在泄漏發(fā)現(xiàn)過程中缺乏及時(shí)性。

1.2采取壓力坡降的方法進(jìn)行檢測(cè)

所謂壓力坡降檢測(cè)的方法是在上世紀(jì)末興起來的，其主要原理為：在正常輸送過程中將站間管道中的壓力進(jìn)行坡降斜直線呈現(xiàn)，如果有泄漏發(fā)生，那么漏點(diǎn)前流量就會(huì)變大，從而坡降變陡，而在漏點(diǎn)后，流量則會(huì)變小，導(dǎo)致坡降變平，這時(shí)沿線壓力坡降就會(huì)出現(xiàn)折線狀，那么折點(diǎn)就是管道的泄漏點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上能夠?qū)π孤?shí)際位置加以確定。在壓力坡降檢測(cè)管道泄漏的方法中，應(yīng)將下游的壓力梯度信號(hào)建成一定的時(shí)間序列模型，并通過這個(gè)時(shí)間序列模型來對(duì)泄漏量敏感性加以統(tǒng)計(jì)，從而確定原油管道上的泄漏點(diǎn)，這種方法精確度很高。

1.3采取壓力波的方法進(jìn)行檢測(cè)

當(dāng)管道某處突然出現(xiàn)泄漏時(shí)，在泄漏位置就會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)壓的突降，就像是在分支管線上將閥門開啟后，就會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓波，從泄漏的位置開始，這個(gè)波就會(huì)以一定速度分別向上、下游傳播。其管壁就像是波導(dǎo)管，可以將壓力波傳播到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，然后分別傳到下游、上游，這時(shí)上、下游的壓力傳感器就能對(duì)特定瞬態(tài)壓力波進(jìn)行捕捉，從而對(duì)泄漏位置進(jìn)行及時(shí)判斷，如果能夠?qū)ι嫌魏拖掠味说膲毫σ约靶盘?hào)接收時(shí)間差加以確定的話，那么就可以結(jié)合負(fù)壓波傳播速度來對(duì)泄漏點(diǎn)位置進(jìn)行確定。根據(jù)這一科學(xué)原理，在對(duì)小波變換法和分析法充分利用，便可對(duì)泄漏點(diǎn)加以定位和檢測(cè)。

這種方法需要對(duì)沿線設(shè)置進(jìn)行連續(xù)性的測(cè)流、測(cè)壓、測(cè)溫，將其進(jìn)行記錄并遠(yuǎn)傳到主控室中，同時(shí)其對(duì)傳輸電路、傳感器精度、計(jì)算機(jī)和相關(guān)的仿真軟件都有很高要求。利用壓力波方式對(duì)漏法進(jìn)行檢測(cè)的主要特點(diǎn)是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏量較少的點(diǎn)。

1.4采取探測(cè)球的方法進(jìn)行檢測(cè)

基于超聲、磁通、錄像、渦流等技術(shù)進(jìn)行泄漏點(diǎn)探測(cè)的方法是從上世紀(jì)末發(fā)展起來的，其主要是把探測(cè)球放在管線內(nèi)，然后進(jìn)行探測(cè)，其主要是利用漏磁技術(shù)和超聲技術(shù)來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并把探測(cè)得到的數(shù)據(jù)存放在專用的內(nèi)置存儲(chǔ)器中，以便于事后進(jìn)行分析，這樣可以對(duì)管道內(nèi)的穿孔、腐蝕情況加以判斷，也就是看這其中是否存在泄漏點(diǎn)。這種檢測(cè)方法精確度十分高，但是其缺點(diǎn)是探測(cè)需要間斷進(jìn)行，這樣就會(huì)出現(xiàn)停運(yùn)、堵塞等問題，同時(shí)其造價(jià)很高。

2 輸油管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前管道工業(yè)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，所以在管道泄漏方面的檢測(cè)技術(shù)也有了很大的提高，通過對(duì)管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研制和開發(fā)，可以使得泄漏定位、檢測(cè)精確度、靈敏度、可靠性得到提升，當(dāng)前管道在泄漏檢測(cè)方面主要有以下發(fā)展趨勢(shì)：

1）采用軟硬件相結(jié)合的方法來進(jìn)行輸油管道的泄漏檢測(cè)，在檢測(cè)過程中應(yīng)以軟件方法為主，而硬件方法為輔

近些年來，控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、模式識(shí)別、信號(hào)處理、人工智能等學(xué)科獲得了很大發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了輸油管線泄漏檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，這種以軟件為主的檢測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)問題時(shí)迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所以，這種檢測(cè)技術(shù)以成為研究的趨勢(shì)和熱點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于非線性的管道系統(tǒng)，在檢測(cè)和定位的過程中自動(dòng)適應(yīng)思想具有重要作用。但是因?yàn)榛谟布椒ù嬖诙ㄎ痪确矫孑^高和在誤報(bào)警率方面較低，所以將硬件方法和軟件方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，就能夠促進(jìn)管道泄漏檢測(cè)的技術(shù)發(fā)展。

2）實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)和泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合

SCADA系統(tǒng)能夠?yàn)樾孤z測(cè)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源，同時(shí)能夠監(jiān)管管道運(yùn)行狀況，這是管道檢測(cè)自動(dòng)化的主要發(fā)展方向。因?yàn)闄z漏系統(tǒng)的單一性不利于經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)，所以泄漏檢測(cè)系統(tǒng)將和SCADA系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對(duì)SCADA系統(tǒng)中的功能加以充分利用，并使其成為SCADA系統(tǒng)的重要組成部分。

3）充分利用光纖傳感器

光纖傳感器是近幾年來發(fā)展的重點(diǎn)，其在對(duì)物理量測(cè)量的過程中，能夠?qū)π盘?hào)加以傳輸。它在抗干擾和對(duì)信號(hào)衰減進(jìn)行解決方面具有無法比擬的優(yōu)越性。此外，伴隨著分布式光纖傳感器的快速發(fā)展，在不久的將來，我們就能夠只利用幾根或一根光纖而對(duì)管道內(nèi)物質(zhì)的壓力、溫度、管壁應(yīng)力、流量進(jìn)行及時(shí)的在線測(cè)量。這有利于管道監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，所以，在輸油管道的泄漏檢測(cè)技術(shù)中充分應(yīng)用分布式光纖傳感器有著很好的前景。其不但有利于泄漏檢測(cè)技術(shù)在定位和精確性方面的發(fā)展，而且具有一定的便利性，經(jīng)濟(jì)性，以更好的維護(hù)輸油管道的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]夏煒東譯.氣體和液體管道的統(tǒng)計(jì)檢漏法[J].國外油氣儲(chǔ)運(yùn)，1995，13(1)：42-45．

[2]陳華波，涂亞慶.基于統(tǒng)計(jì)推斷的管線檢漏方法[J].自動(dòng)化儀器儀表，2000(4)：5-8．

[3]陳華波，涂亞慶.輸油管道泄漏檢測(cè)方法綜述[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2000(1)：38-41．

[4]常景龍，李鐵.輸氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的選擇和優(yōu)化[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2000，19(5)：9-13．

[5]蔣仕章，蒲家寧.石油天然氣長輸管道泄漏檢測(cè)及定位方法[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2000，19(3)：50-52．