熒光法紅外溢油檢測報(bào)警系統(tǒng)在華池油田的應(yīng)用

賈榮琨 王晨宇

摘要：隨著原油產(chǎn)量的蒸蒸日上，在數(shù)智化油田的大背景下，依托技術(shù)手段保障原油平穩(wěn)輸油，防患油氣管道泄漏已越發(fā)不可忽視。針對此問題，華池油田采用廠部推廣的熒光法紅外溢油檢測報(bào)警系統(tǒng)，使得原油集輸平穩(wěn)受控。本文討論了熒光法紅外溢油檢測的工作原理、系統(tǒng)功能、邏輯架構(gòu)及其應(yīng)用效果評價(jià)。

關(guān)鍵詞：熒光法?油氣泄漏?溢油檢測?報(bào)警

1概況

1.1 基本概述

隨著數(shù)字化油田向數(shù)智化油田的轉(zhuǎn)變，依托技術(shù)手段保障原油生產(chǎn)運(yùn)行已成為大趨勢。華池油田地處甘肅省華池縣柔遠(yuǎn)鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造上位于陜北斜坡南部，目前管理油水井 口，管理各大小站庫共計(jì)21座，日產(chǎn)油已突破 萬噸，是長慶油田采油二廠的主力生產(chǎn)區(qū)之一。

1.2 現(xiàn)狀分析

2021年華池作業(yè)區(qū)目前臨近河道的站庫為4座，占比19%;河道管線輸油跨越為6條，占比67%;所以對臨近河流的管道輸油檢測報(bào)警已成為華池油田的管理難點(diǎn)。

2系統(tǒng)功能分析

2.1系統(tǒng)需求分析

對不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏油進(jìn)入水系，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響;不能兼容于其他系統(tǒng)，造成系統(tǒng)龐雜不滿足油田公司未來消滅信息孤島的長期目標(biāo);溢油報(bào)警系統(tǒng)安全性可靠性要求高，不能應(yīng)斷電造成系統(tǒng)停工的漏報(bào)。該系統(tǒng)是集重點(diǎn)水源原油泄漏監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、視頻于一體的遠(yuǎn)程監(jiān)測、監(jiān)控預(yù)警指揮系統(tǒng);系統(tǒng)對碳?xì)浠衔锖推渌袡C(jī)溶劑實(shí)時(shí)監(jiān)測，使得現(xiàn)場泄漏早期報(bào)警和及時(shí)補(bǔ)救成為可能。

2.2 工作原理及優(yōu)點(diǎn)

關(guān)鍵設(shè)備及原理：熒光溢油檢測探頭以一秒間隔向說面發(fā)射紫外射線，根據(jù)含油物質(zhì)造成回波反射的不同而觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：1、識別精度高，可識別1微米厚度油膜;

2、識別范圍廣，原油汽油柴油甚至是植物油脂都在其識別范圍內(nèi);

3、功耗低產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量小，僅2W功率20K/S數(shù)據(jù)量，偏遠(yuǎn)地區(qū)可通過太陽能供電、4G傳輸。

2.3 系統(tǒng)功能

熒光法溢油檢測功能：系統(tǒng)通過熒光法能夠主動(dòng)檢測到水面細(xì)微油膜、通過網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)觸發(fā)附近站點(diǎn)及生產(chǎn)調(diào)度中心的聲光報(bào)警系統(tǒng)并像手機(jī)發(fā)送信息提醒;系統(tǒng)支持視頻核實(shí)溢油情況，視頻記錄保持，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程調(diào)度指揮;系統(tǒng)支持風(fēng)、電互補(bǔ)技術(shù)在意外停電互補(bǔ)保證設(shè)備正常運(yùn)行，不發(fā)生漏報(bào)情況;溢油監(jiān)控平臺可滿足開放性、可擴(kuò)展性等原則，系統(tǒng)可獨(dú)立工作，也可以接入SCADA系統(tǒng)、采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為子模塊工作。平臺兼容多路多種報(bào)警信號接入。

油泄漏檢測儀功能：系統(tǒng)通過熒光法能夠主動(dòng)非接觸式（最遠(yuǎn)10米）檢測到水面細(xì)微（1uM）油膜、具有精度高、易維護(hù)、可以在漏油早期就進(jìn)行報(bào)警，可在事情失去控制前做出反應(yīng)。

遠(yuǎn)程非接觸溢油光學(xué)探測器功能（ROW）：ROW系統(tǒng)主動(dòng)產(chǎn)生一束脈沖紫外光照射被測目標(biāo)并激發(fā)目標(biāo)的任何油分子。使用油的本身的紫外熒光特性，ROW準(zhǔn)確的監(jiān)測油的出現(xiàn)并報(bào)警提醒操作人員;在大多數(shù)情況下ROW將接在有線電源和數(shù)據(jù)線上運(yùn)行。然而對于難以達(dá)到的野外位置，ROW也可以使用太陽能電池板和無線信號傳輸方式工作;ROW很方便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，每一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)都可以任意交叉連接入監(jiān)視系統(tǒng)，提供全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2.4設(shè)備組成

油泄漏檢測儀裝置，分辨率<1uM的油膜可被檢測到;紫外熒光LED壽命長達(dá)5年，功率<2W;多種信號輸出：RS-485/232;繼電器信號、LAN、W-LAN，可選GSM-5G;工作溫度-30度/60度與被測物體距離0.3-10M。

數(shù)字高清攝像機(jī)（2DC7423IW）：400萬智能球機(jī);紅外夜視照射距離150米;23倍數(shù)字變焦。風(fēng)電互補(bǔ)（MAX-600W）：功率300W，電壓V，重量9.5KG，尼龍纖維葉片，葉片直徑1.16米，1.5米/秒啟動(dòng)風(fēng)速，2.0米/秒切入風(fēng)速，最大承受風(fēng)速30米/秒，機(jī)身全鋁合金;單晶硅太陽能電池組件，轉(zhuǎn)換率18%以上，最大電壓：36V，最大電流8.3A，300W/塊，CE、TUV認(rèn)證。使用壽命20年以上;能免維護(hù)太陽能專用鋰電池，400WH/塊，-20度-60度溫度范圍使用，使用壽命8-10年，帶加熱。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 熒光法溢油檢測系統(tǒng)安裝

為做好江邊水域溢油監(jiān)控檢測，我們對慶十二轉(zhuǎn)跨柔遠(yuǎn)河的陳307-293出油管道跨越安裝一套熒光發(fā)溢油檢測報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝后，便投入使用，通過熒光探頭對河流照射紫外光線檢測油膜，并安裝高清視頻監(jiān)控，接入SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警，做到源頭管控。

3.2 溢油檢測系統(tǒng)報(bào)警軟件

軟件主界面一左邊是點(diǎn)位列表，中間是視頻組畫面，右邊是 報(bào)警數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過生產(chǎn)網(wǎng)固定IP直接登錄，無需安裝程序，外網(wǎng)不可見，實(shí)現(xiàn)平臺監(jiān)控視頻本地存儲（可不與場站視頻共存）;視頻監(jiān)控控制界面采用400萬像素?cái)?shù)字高清星光夜視球型攝像機(jī)，即便夜晚觸發(fā)報(bào)警后通過攝像頭仍可清晰驗(yàn)證是否是危險(xiǎn)性溢油，并存儲記錄畫面。

軟件主界面二，調(diào)度中心顯示所有監(jiān)測點(diǎn)位視頻畫面，作業(yè)區(qū)只顯示本區(qū)域檢測點(diǎn)位視頻及報(bào)警信息。

軟件界面三是系統(tǒng)掃描水面時(shí)間間隔、識別油膜厚度等數(shù)值可調(diào)節(jié);同時(shí)可檢測監(jiān)控點(diǎn)區(qū)域溫度、大氣壓力、空氣濕度等數(shù)據(jù)指標(biāo)。如果某站點(diǎn)檢測到油污觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，左側(cè)綠色正常符號將變成紅色報(bào)警符號并閃動(dòng)，同時(shí)將輸出一條報(bào)警歷史記錄（箭頭所指）。已實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心聲光報(bào)警、溢油監(jiān)控點(diǎn)附近站點(diǎn)SCADA系統(tǒng)聲光報(bào)警。

4 總結(jié)評價(jià)

（1）熒光法紅外溢油檢測報(bào)警系統(tǒng)在華池油田慶十二轉(zhuǎn)陳307-293出油管道跨越安裝投運(yùn)至今，紅外熒光法可檢測包括原油、礦物油、汽車用油、汽輪機(jī)油、燃料油、氣體燃料、噴氣燃料及植物油在內(nèi)的多種含油物質(zhì)，檢測油膜厚度可達(dá)1uM，準(zhǔn)確率高。

（2）軟件系系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)廠、站三級報(bào)警、SCADA系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，能早期發(fā)現(xiàn)溢油進(jìn)入河道水面。

熒光法紅外溢油檢測報(bào)警系統(tǒng)在廠內(nèi)其他區(qū)塊甚至國外被廣泛使用，我區(qū)經(jīng)過一年多的使用，效果達(dá)到預(yù)期。