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次声波技术在管道泄漏检测中的应用
丁小勇宋保强吕永强中国石油北京油气调控中心
摘要: 次声波具有频率低、波长长、衰减小等特点,能够在传播长距离后仍然保留较强的
能量。次声波管道泄漏检测系统有效监控范围大,不受现场环境的限制。系统由一个负责数据
处理的主站和若干个数据采集分析系统组成,数据分析系统采集次声信号,通过企业内局域网
络或网络方式传送至主站系统。主站信号处理软件能够对采集的信号进行实时处理。准确地
将泄漏信号提取出来,通过计算泄漏信号到达相邻两个分站的时间差异实现精确定位,发布报
警信号。目前该检测系统报警定位误差为±, 系统响应时间不超过,误报率为.%,
有效率为.%,漏报率为零。
关键词:管道泄漏;检测系统;次声波;数据采集;定位精度
:./.....
次声波泄漏检测系统基于声学、流体力学、现会对光纤的温度检测产生干扰,容易产生误报,报
代信号处理等相关理论,该技术的主要优点是在运警准确率低,但在人烟稀少的环境下报警准确;②
行前期不需要建立管道的数学模型,更符合我国管设备成本高,施工要求及维护要求高。
道敷设面积广、管线跨距长的实际情况,因此有着. 负压波检测法
更为广泛的应用和较好的发展前景。利用负压波技术原理进行管道泄漏检测和定
位。管道泄漏时会造成泄漏点压力下降,这种压力
几种泄漏检测方法
下降信号会沿着管道向两端传播,传播的速度取决
国内油气管道发展迅猛,随着使用年限的增
于管道内介质。检测系统通过对比两站间接收到
长,管道出现老化、腐蚀、穿孔、泄漏等现象,因负压波的时间差,计算出泄漏点的位置。该方法存
此如何及时、快速地检测管道是否发生泄漏,对企
在以下缺点:①系统只能检测到泄漏量较大的泄
业的稳定生产和安全运行非常重要”。目前,各种漏,对于泄漏量较小的泄漏无法检测;②定位精度
类型管道检测器向多样化、高分辨率、尺寸规格系
很差,误差达数公里;③对管道的首末端压力差有
列化及智能化方向发展,应用较多且较为成熟的检
要求,对首末端压差大的输油管道有效果,对首末
测法有流量检测法、光纤检测法、负压波检测法和
端压差小的输气管道没有效果。比如在天然气管道
次声波检测法。
上,由于天然气首末端压力差几乎为零,负压波法
. 流量检测法
完全不适用。
流量检测法是管道泄漏检测领域最早期的方. 次声波检测法
法,通过检测管道输入端的输人流量与管道输出端次声波具有频率低、波长长、衰减小等特点,
的输出流量差,来判断管道是否发生泄漏,原理很
能够在传播长距离后仍然保留较强的能量。次声波
简单。该方法存在以下缺点:①无法实现定位,即
管道泄漏检测系统有效监控范围大,管道发生泄漏
无法准确有效地发现泄漏点,不利于快速发现泄漏
产生的次声信号与管道工况和泄漏量无直接关系。
点并及时维修;②受流量检测仪表精度的限制,一输油管线所处环境多数比较恶劣,长输管线泄
般需要管道泄漏达到一定数量级,仪表才能检测出
漏检测系统必须具有灵活应用的功能来适应各种不
来并报警。
同的应用场合,同时必须具有非常高的系统稳定性
. 光纤检测法
来保证系统可靠地运行。
管道发生泄漏时会在泄漏点出