长输原油管道泄漏检测定位的相关研究

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　　[摘 要]作为与铁路、公路等行业并列的运输行业之一，管道运输逐渐成为各个国家普遍重视的经济命脉。随着行业的不断发展，目前石油输送管网的老化问题也逐渐暴露出来。立足于现状，文章首先分析了输油管线泄漏问题与风险，其次介绍了管壁状况与泄漏检测定位技术，最后则对检测管内流体状态的泄漏检测与定位措施进行了阐述，以期能够提升定位技术应用水平，提升管道稳定性。
　　[关键词]长输原油管道；泄漏检测；定位技术
　　中图分类号：Y631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0288-01
　　引言
　　管道安全运行是涉及到国民经济的重要内容，其不但需要传统流体力学、传感技术以及微弱信号检测技术的辅助，同时也是一个信号多元处理的复合型学科。当前全球超过半数的石油管网的总运行时间超过了30年，其中不可避免的出现了大量的磨损、腐蚀甚至人为破坏导致的管线问题，由此引发的区域问题甚至世界性的问题频频出现。为了进一步阐述长输原油管道泄漏检测定位技术的相关技术特征，现就输油管线泄漏的相关问题介绍如下。
　　一、长輸原油管道泄漏检测技术的要求
　　对管道泄漏情况进行检测能够判断是否泄漏并锁定泄漏点，便于抢修人员快速、精准的进行抢修，从而有效减少经济损失并降低因此而出现的安全问题的概率，基于此，管道泄漏检测技术需具有以下几个特点：
　　第一，要求原理简单，并且在实际使用过程中便于操作、不易损坏、同时易于维护，方便检测人员进行携带，提高检测效率。第二，要求检测结果精准度高，可靠性强，即便对于泄漏量很小的点也能进行判断。第三，要求能够快速的进行响应，缩短检测泄漏点的时间，为抢修提供宝贵的时间。
　　二、管壁状况与泄漏检测定位技术
　　结合目前全球范围内管壁状况与泄漏检测定位技术的应用情况来看，目前管壁状况与泄漏检测定位技术主要集中于如下几个方面。
　　1.铺设高聚物电缆
　　铺设高聚物电缆的技术方法是利用沿线管道外壁对于特殊气味的敏感性来建立的电缆铺设体系。原有的体系对于一些缓慢的泄漏问题往往无法显示，不过如果铺设高聚物电缆能够在一定程度上解决这个问题，这取决于高聚物强大的敏感性。当然，由于铺设高聚物电缆本身是一项系统性较强的工作，不仅施工费用以及材料成本较高，而且其要求更换所有沾染石油产品、溶剂的线缆，步骤十分繁琐，需要耗费大量人力、物力、财力，因此该技术无法在国内进行大范围普及。
　　2.探测球
　　探测球法最早出现于上个世纪的80年代，该技术类型是利用涡流、超声等多种技术来实现探测的综合技术方法，简称为pig技术法。在该技术的应用过程中，可以通过漏磁的方式与超声技术采集相结合，从而实现专用数据存储于所得数据存储的结合，这对于后期的分析具有重要意义。另外，在完成基本的管道泄漏问题判断后，还能够结合其特点来实现沿管线内的探测工作，这样可以有效提升探测的准确性，同时也确保了一定的精度条件。但是，由于无法进行不间断探测，所以费用可能会相对较高，所以容易引发事故与其他缺陷。
　　3.沿管探测机器人
　　沿管探测机器人是一种新兴的探测技术，该技术的特点是能够根据管道安全监测的实际需求进行工作，其工作的原理就是通过携带传感器沿壁爬行的方式进行沿线检测，该技术在应用过程中需要综合到摄像机、姿态传感器、超声波传感器以及涡流传感器，同时还可以搭配多种其他类型的传感器，这些传感器的协调作业能够根据操作人员的指令要求来进行管道检测任务。目前我国一些区域已经开始使用这种技术，不过主要针对敷设与管线管理环节，其他环节的应用价值不大。
　　三、检测管内流体状态泄漏检测与定位方法
　　1.以信号处理为基础的泄漏检测定位法
　　利用实时模型法来进行输油管线的流量处理是一项成本较高且维护难度较大的技术，所以该技术在推广过程中势必会遇到较大的阻力，目前国内大多数的中间站都没有设计相应的流量计。在依靠压力信号管理方面，不需要建立相应的管线数学模型就可以完成信号处理的技术更适应于目前管道建设的实际需求。当出现管道突然泄漏的情况时，相应的压力也会下降，从而出现瞬态负压波，该压力的降低会导致上下游传播的变化。从泄漏点的速度变化情况上来看，两端的传播负压会经历一定周期的变化后被传导到多个压力传感器上，进而通过特定的负压波实现压力传感器的捕捉与定位，由此可以判断泄漏的实际位置。
　　2.小波变换法
　　小波变换法是一种时间尺度相结合的分析方法，该方法能够实现表征信号的局部控制，实现频率方面的信号特征展示。在极值的获取过程中，不但可以标定信号的边沿位置，同时也能够实现噪音的良好控制。小波变换法实现了瞬态负压波的下降与检测技术变换，同时其泄漏点也能够依靠负压波实现压力点时间差的变化，所以其对于流量信号的依赖程度不高，并且不需要建立管线的数学模型，同时定位也十分灵活可靠，能够迅速的进行响应，在精准度与灵敏度方面都具有不错的优势。其缺点在于不能有效的进行抗干扰，因此会出现错误报警的情况。
　　3.相关分析法
　　相关分析法的核心在于信号之间函数关系的分析。事实上，任何两钟信号之间都会存在一定的函数关系，通过分析其相关性就可以在一定程度上得到检测的结果。相关分析技术是建立在函数统计计算的框架范围内实现的技术类型，其本身具有极值延时的特征。在不出现泄漏问题时，相关函数可以在一定的浮动条件下变化，当泄漏问题出现时，则可以通过沿管壁向两端的传播分析实现数值的监控与分析。在对于不同类型和位置的管道泄漏点进行信息的采集时，不同的信号在延迟的时间上往往存在较大的差异，所以信号的函数相关值也会发生一定的变化，跟随其变化的情况来得到管道泄漏检测结果，这样相关分析法就完成了分析任务。
　　4.基于模型检测法
　　所谓模型法，其主要是通过泄漏故障诊断的方式来建立实时的管道模型，并通过压力与流量的实测值来进行在线的估算，整个过程需要结合管线的压力与流量进行对比控制。根据相关状态特点来看，系统的辨识度以及滤波器的设备精准度是该技术应用的核心。在实时模型建立过程中，尽管其建立时的模型准确度尚可，但是随着时间的推移，管道的工况条件与实际铺设环境都会发生一定的变化，所以检测压力信号与流量计的信号管理是提升检测精准性的主要途径。
　　总结
　　综上所述，长输原油管道泄漏检测定位技术的实施水平将直接决定原油管道的安全性与运行稳定性。从管道监测技术的应用水平上来看，巡查以及反盗油工作控制之路还很漫长。国内采用较为广泛的技术依然是人工沿线巡查的方式，这种方式的效率较低，同时人工成本较高，目前国内常用的检测技术主要包括铺设高聚物电缆、探测球以及沿管探测机器人等多种技术类型。在进行管内流体状态检测时，需要借助于多种不同的泄漏检测定位方法，提升定位的准确性与敏感性，以此来确保技术适应水平，强化定位能力，确保实施效果。希望本文能够起到抛砖引玉的作用，提升行业对于泄漏检测定位技术的关注度，确保泄漏问题早日得到根本性的解决。
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