石油天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)及定位研究

摘要：由于石油工業(yè)的不斷發(fā)展，天然氣運(yùn)輸?shù)闹匾绞街患礊楣艿肋\(yùn)輸。伴隨著不斷增長(zhǎng)的建設(shè)量，在使用較長(zhǎng)時(shí)間之后，管道易產(chǎn)生線路老化的問題，嚴(yán)重影響長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)管道安全越來越重視。目前存在較多影響管道正常運(yùn)行的因素，若產(chǎn)生天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏問題，則會(huì)嚴(yán)重影響附近人員和建筑物。所以，必須有效開展檢測(cè)和定位天然氣長(zhǎng)輸管道問題。

關(guān)鍵詞：天然氣;長(zhǎng)輸管道;泄漏;檢測(cè);定位

引言

目前，全世界大型長(zhǎng)油氣管道總長(zhǎng)度逐年增加，大規(guī)模的油氣管道建設(shè)已經(jīng)成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要標(biāo)志之一，隨著建設(shè)量的不斷增加，油氣管道在長(zhǎng)期使用之后容易發(fā)生線路老化，導(dǎo)致長(zhǎng)輸管道故障等問題，管道安全成為現(xiàn)代社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)問題。影口向管道正常運(yùn)行的原因有很多，常見的有管道運(yùn)行期間第三方的破壞、管道腐蝕以及自然災(zāi)害影響等，一旦發(fā)生石油天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏問題將會(huì)給周圍人員和建筑物造成嚴(yán)重的危害。

一、長(zhǎng)輸管道泄漏的原因

1.1防腐絕緣層裂化，腐蝕穿孔防腐絕緣層在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)出現(xiàn)老化問題，一旦出現(xiàn)老化，防腐層表面將出現(xiàn)嚴(yán)重的裂化問題。防腐層腐蝕后主要表象形式是點(diǎn)蝕，絕緣層上出現(xiàn)不均勻的大面積銹斑和腐蝕坑。防腐層裂化后通常會(huì)出現(xiàn)腐爛問題，首先是防腐層表面開始腐爛，接著便直接腐爛到鋼管表面，此時(shí)再受其他外力的影響，腐蝕和腐蝕穿孔的速度會(huì)不斷加快，導(dǎo)致長(zhǎng)輸管道出現(xiàn)泄漏問題。

1.2陰極保護(hù)度低或陰極保護(hù)失效陰極保護(hù)在長(zhǎng)輸管道運(yùn)行過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，如果陽(yáng)極區(qū)出現(xiàn)中斷或者斷電等問題，陽(yáng)極區(qū)的電阻會(huì)不斷增加，恒電位儀工作失去原有的效果，運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，輸出的電流和電壓波動(dòng)幅度較大，從而降低陰極保護(hù)的效率。陰極保護(hù)電位降低后，導(dǎo)致陰極保護(hù)失去原本的功效，長(zhǎng)輸管道因此出現(xiàn)泄漏問題。

1.3環(huán)向焊縫開裂環(huán)向焊縫受輸氣壓力的作用后，原本存在于焊透、溶蝕和錯(cuò)邊等位置的缺陷將隨之放大，從而產(chǎn)生絎縫開裂或者焊縫斷裂等問題，長(zhǎng)輸管道因此產(chǎn)生泄漏問題。

1.4人為因素破壞長(zhǎng)輸管道在輸氣過程中，如果受到不法分子的竊取，將會(huì)引發(fā)管道泄漏問題;另外，如果管道在輸氣的過程中，操作人員操作不當(dāng)或者工程機(jī)械使用不當(dāng)也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的管道泄漏問題。

二、石油天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)及定位

石油天然氣長(zhǎng)輸管道經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，避免不了會(huì)出現(xiàn)管道泄漏等問題。為了減少管道泄漏對(duì)環(huán)境和人們生命安全造成的威脅，減少泄漏事故的發(fā)生，相關(guān)部門必須采取先進(jìn)的技術(shù)手段及時(shí)對(duì)管道出現(xiàn)泄漏的問題進(jìn)行必要的檢測(cè)和定位，不僅可以最大化降低管道泄漏事故發(fā)生的概率，同時(shí)也可以確保管道不被破壞和正常的運(yùn)輸。目前，我國(guó)常用的檢測(cè)方法有兩種，直接檢測(cè)方法和間接檢測(cè)方法。1）直接檢測(cè)方法，就是對(duì)石油和天然氣泄漏的情況進(jìn)行直接監(jiān)測(cè);2）間接檢測(cè)方法，就是將石油天然氣的物理特性作為檢測(cè)的切入點(diǎn)，檢測(cè)石油天然體的流量、壓力和聲音等特性發(fā)生的變化，從而確定出長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行狀態(tài)。

2.1直接檢測(cè)法

傳統(tǒng)的巡視檢測(cè)方法工作效率低，而且很難發(fā)現(xiàn)管道泄漏的地點(diǎn)，只有長(zhǎng)輸管道發(fā)生特別明顯的泄漏問題，在空氣中散發(fā)出濃烈的氣味才能被發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況必然會(huì)嚴(yán)重破壞周圍的生態(tài)環(huán)境和人們生命安全。隨著科技水平的不斷提高，傳統(tǒng)的巡視檢測(cè)方法逐漸被先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)所取代，為了提高工作效率，研究人員研發(fā)了可以隨身攜帶的檢測(cè)儀器，方便對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)。常見的檢測(cè)形式有幾下幾種：1）在地表打孔檢測(cè)方法，與人工巡視檢測(cè)法相比，地表打孔檢測(cè)方法大大提高了檢測(cè)能力和結(jié)果的準(zhǔn)確性;2）檢漏電纜法、油檢測(cè)元件法和油溶性壓力管法。直接檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)在于無論管道是處于運(yùn)輸狀態(tài)還是停止?fàn)顟B(tài)都可以進(jìn)行檢測(cè)。以上這些方法對(duì)于檢測(cè)長(zhǎng)輸管道泄漏問題起著重要的作用。隨著科技的發(fā)展，必然會(huì)研發(fā)出更先進(jìn)的檢測(cè)手段，提高檢測(cè)效率，給人們生命安全和生態(tài)環(huán)境提供保障。

2.2間接檢測(cè)法

2.2.1物質(zhì)平衡檢測(cè)方法

物質(zhì)平衡檢測(cè)方法是長(zhǎng)輸管道泄漏間接檢測(cè)方法中比較常見的方法，主要是將動(dòng)態(tài)體積、物量平衡原理和長(zhǎng)輸管道進(jìn)出口的流量差作為檢測(cè)依據(jù)，從而判斷出長(zhǎng)輸管道的運(yùn)情況。在所有檢測(cè)方法中，物質(zhì)平衡檢測(cè)方法具有很高的使用價(jià)值，無論是大的管道泄漏問題還是小的管道泄漏問題都可以有效的檢測(cè)出來。其不足之處在于，檢測(cè)結(jié)果容易受到外部因素的影響，比如管道內(nèi)流量計(jì)量結(jié)果或是油氣存流量等，這些數(shù)值的精準(zhǔn)度直接影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2.2只采用壓力測(cè)量信號(hào)檢測(cè)

在石油天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)方法中，只采用壓力測(cè)量信號(hào)檢測(cè)是重要的檢測(cè)方法之一。可以將只采用壓力測(cè)量信號(hào)檢測(cè)可以分為兩種，1）壓力梯度法;2）波敏法。波敏法主要應(yīng)用到長(zhǎng)輸管道突發(fā)泄漏事故中，使用該方法首先要計(jì)算長(zhǎng)輸管道上游和下游檢測(cè)到負(fù)壓力的時(shí)間差，再根據(jù)結(jié)果判斷出管道泄漏的具體位置。與其他檢測(cè)方法相比，波敏法的精準(zhǔn)度要高。

2.2.3放射性檢漏技術(shù)

在所有檢測(cè)方法中放射性檢漏方式是比較常用的方法。放射性檢漏技術(shù)的原理是將放射性物質(zhì)放入長(zhǎng)輸管道中，比如131碘、82溴等物質(zhì)，如果長(zhǎng)輸管道發(fā)生泄漏問題，相關(guān)人員可以通過示蹤劑檢漏儀器檢測(cè)泥土中的放射性物質(zhì)并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷出具體位置。

2.2.4管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)與定位技術(shù)

科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們逐漸將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到石油天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏的檢測(cè)中，比如SCADA系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道泄漏問題的檢測(cè)。其原理是動(dòng)態(tài)質(zhì)量平衡和壓力偏差，這兩種方法因?yàn)榫哂蟹浅８叩膶?shí)用價(jià)值被廣泛應(yīng)用，需要注意的是研發(fā)人員在開發(fā)檢漏定位系統(tǒng)過程中，必須準(zhǔn)確定位長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用范圍，確檢測(cè)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)失誤報(bào)警的問題。

三、結(jié)語

綜上所述，由于當(dāng)前現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展的需要，石油天然氣行業(yè)亟待進(jìn)一步研發(fā)長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)和定位技術(shù)。行業(yè)建設(shè)者應(yīng)該在保證全面了解長(zhǎng)輸管道泄漏原因的基礎(chǔ)上，深入分析和研究長(zhǎng)輸管道檢測(cè)和定位技術(shù)，保證先進(jìn)的技術(shù)支持長(zhǎng)輸管道安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張舫 . 天然氣輸氣管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)與定位方法的研究 [D]. 蘭州理工大學(xué)，2015，13（1）：28-29.

（作者單位：中油遼河工程有限公司）

作者簡(jiǎn)介：金山（1980.05.20）;性別：男 ;籍貫：遼寧省鞍山市海城;民族：漢族;學(xué)歷：本科;職稱：中級(jí)工程師;研究方向：油氣集輸。