長輸石油管道泄漏檢測與定位技術(shù)研究

周雪

摘 要：油氣資源是當(dāng)前最重要的能源之一，而油氣的管道運輸則是當(dāng)前在油氣運輸方式中最為主要的方式，但是管道運輸存在著的安全隱患，隨著管道運用時間的增長，使得管道材質(zhì)出現(xiàn)老化腐蝕、凝管，以及誤操作等等因素，使得管道在運輸過程中出現(xiàn)爆管、泄漏以及斷管等安全事故出現(xiàn)。所以本文就針對管道的運輸安全，對其進行泄漏檢測與定位技術(shù)的探討分析。

關(guān)鍵詞：石油；管道泄漏；檢測；定位

油氣運輸?shù)姆绞接需F路運輸，公路運輸，航空運輸，水運運輸以及管道運輸，相比之下，管道運輸是我國陸上油氣運輸?shù)闹饕绞剑@也是一種長距離的輸送液體和氣體資源的運輸方法。近年來隨著石油天然氣工業(yè)的快速發(fā)展，管道運輸建設(shè)業(yè)務(wù)得到了快速的發(fā)展，其與其他幾種運輸方式相比，具有不間斷輸送以及平穩(wěn)等優(yōu)勢。可是我國的石油管道安全事故也屢有發(fā)生，所以研究石油管道運輸?shù)陌踩夹g(shù)是當(dāng)前極為重要的任務(wù)，采用管道泄漏檢測以及定位方法，能夠?qū)艿缹嵤┰诰€的不確定監(jiān)測操作。下面我們就來進行詳細(xì)的介紹。

1 石油管道泄漏檢測技術(shù)

石油管道泄漏檢測技術(shù)根據(jù)不同的檢測內(nèi)部流體狀態(tài)、不同的管壁狀況，監(jiān)測的技術(shù)也是不盡統(tǒng)一的，而且泄漏檢測涉及到很多學(xué)科領(lǐng)域的知識技術(shù)，所以檢測的技術(shù)也是很多類的，像管壁參數(shù)檢測法，地表打孔檢測法，泄漏介質(zhì)檢測法以及光纖傳感檢測法，軟件技術(shù)檢測法，基于知識的方法以及聲學(xué)原理檢測法等等。

1.1 管壁參數(shù)檢測法

管壁參數(shù)檢測法主要檢測的是管道內(nèi)壁的焊縫缺陷以及腐蝕情況，主要是采用探測器，從檢測管道的一段放進去，然后使檢測器沿著管道前行進行檢測。這樣一來就能將整條管道的質(zhì)量情況，以數(shù)據(jù)的方式進行傳達(dá)，就能準(zhǔn)確的判斷管道需不需要進行修理。比如像管壁參數(shù)檢測法中的漏磁通檢測，在對來管道表面以及近表面進行檢測，觀察管道是否需要修理的一種無損檢測方法，就是利用磁現(xiàn)象來進行檢測的。而在漏磁通檢測中使用的漏磁通檢測器則是利用永久磁鐵檢測的特性來進行檢測的，該儀器中的南北兩極和管道的內(nèi)部進行接觸，并產(chǎn)生磁路，然后就能利用檢測線圈來對管壁的形狀進行檢測，而且檢測到的磁場也會因為管壁形狀的不同而產(chǎn)生不同扭曲形狀的磁場，而這些磁場也就能反映管壁的質(zhì)量情況。

1.2 聲學(xué)原理檢測法

負(fù)壓波法是聲學(xué)原理檢測法中的的一種，這種方法由于其原理簡單，不需要建立管道的數(shù)學(xué)模型，有很強的實用性，而且運作過程簡單靈敏，所以得到廣泛的使用。由于石油管道泄漏的地方，因為石油的損失，使得這個地方出現(xiàn)局部石油密度流動密度減小，使得瞬時壓力下降的情況產(chǎn)生，而瞬時壓力則是以聲速在泄漏處的上下游進行傳播，所以以泄露處在泄漏前的的壓力作為參照數(shù)據(jù)時，負(fù)壓波就是泄露處產(chǎn)生的減壓波。所以為了確定泄漏點的位置，就在管道兩端安裝壓力變送器，利用采取到的負(fù)壓波壓力信號，通過上下游測量點的時間差，以及在管線中的負(fù)壓波的傳播速度，就能檢測出泄漏點。

1.3 泄漏介質(zhì)檢測法

泄漏介質(zhì)檢測法主要是在傳輸介質(zhì)中添加特殊性質(zhì)的物質(zhì)，并利用傳輸介質(zhì)的本身，來發(fā)現(xiàn)管道的泄漏點。比如像在管道中添加放射物質(zhì)來進行泄漏檢測，當(dāng)管道發(fā)生泄漏的時候，反射物質(zhì)就能在管道沿線地域留下標(biāo)記，然后對管道沿線地區(qū)進行檢測，就能準(zhǔn)確并迅速的知道管道泄漏點。但是該方法的一次檢測長度一般不小于二十公里，檢測周期較長，所以在現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了?，F(xiàn)在最簡單的一種泄漏介質(zhì)檢測法就是在傳輸介質(zhì)中放入臭味劑，比如四氫噻吩，四氫噻吩有一種獨特的味道，這樣一來，只要是有發(fā)生泄漏，沿線檢查的工人就能聞得到，雖然這不符合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，但是這是目前最為典型的一種方法。另外熱紅外成像法也得到廣泛的利用，在石油泄漏的時候，就會對紅外輻射進行影響，然后通過記錄周圍土壤的正常溫度進入計算機，然后利用直升機對管道周圍土壤溫度情況，進行實時采集，在將兩者進行比較，就能檢測出泄漏點。

2 石油管道軟件自動檢測定位技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，在油氣管道運輸中，SCADS系統(tǒng)的檢測定位技術(shù)已經(jīng)得到普遍的運用，實現(xiàn)了在線檢測的石油管道檢測技術(shù)。這種檢測技術(shù)，首先就是要對管道的模型進行實時的建立，然后利用SCADS系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)作為邊界條件，再依據(jù)壓力偏差法的檢測的原理，以及動態(tài)質(zhì)量平衡法的檢測原理來進行檢測，然后對其判定泄漏或者管道斷裂，就要根據(jù)管道的流體壓力、管道流體流速的變化平均值來進行統(tǒng)計分析，因為這兩個性質(zhì)是管道泄漏預(yù)測系統(tǒng)的兩大特點。

在國外的一些管道研究機構(gòu)、管道泄漏檢測公司利用計算機仿真，研發(fā)出一些管道仿真軟件，這些軟件的研發(fā)，對油氣管道的動態(tài)水利工況分析、管道的運行方案的確定以及檢測分析管道泄漏提供了可靠的檢測定位工具。然后SCADS系統(tǒng)通過管道的實時數(shù)據(jù)，來對這些仿真軟件進行驅(qū)動運行，并且對其進行連續(xù)實時的模擬數(shù)據(jù)對實際管道進行監(jiān)測定位。其中，在建立實時模型的過程中，模型的準(zhǔn)確度回歸受到流動阻力的波速變化以及阻力系數(shù)變化 ，還有測量噪聲等等因素的影響，但是監(jiān)測泄漏定位靈敏度和精確度與建立的模型的準(zhǔn)確度有著直接的聯(lián)系。

3 總結(jié)

綜上所述，石油或者氣體的管道運輸設(shè)施，在運行過程中最重要的就是運行設(shè)備的安全性。在石油的運輸管道管理中，泄漏檢測以及定位操作是非常重要的工作，也是相對用途比較困難的工作，在現(xiàn)實的運輸管道泄漏檢測的過程中，要根據(jù)下實際情況對檢漏方法的特點進行考慮，在各種各樣的泄漏檢測方法中，選擇出集最經(jīng)濟、最實用、最可靠于一身的綜合性的泄漏檢測系統(tǒng)進行檢測定位。

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