油氣長輸送管道泄露檢測與預警機制

摘要：為了實現油氣長輸管道泄漏檢測的靈敏性與精確性，本文提出基于小波分解的“能量模式”來對油氣長輸管道泄漏位置的定位與檢測，并對泄漏特征信號提取的實驗結果分析，結合相應的預警機制管理，提高泄漏檢測的可靠性與準確性。

關鍵詞：長輸管道，泄漏檢測，預警，小波分解

引言

石油資源作為不可再生資源，在當今城市發展中具有十分重要的作用，作為直轄市的天津市更為重要。由于油氣分布的空間的不均勻性，造成油氣資源分配的不合理，為了能夠有效的實現油氣的輸送，采用油氣的長運輸管道成為當前重要的銷售與運輸方式之一。在運輸的過程中，由于受到諸多因素的影響，會造成長輸管道的存在泄漏的風險，不僅對環境污染，而且形成一定的安全隱患，給人們的生命財產安全帶來了影響。為了提高油氣長輸管道泄漏檢測的可靠性與準確性，本文提出的檢測方法以小波包分解為基礎，進行泄漏信號的特征提取方法的研究，對油氣長輸管道泄漏的檢測的提高具有重要的意義。

1.長輸管道泄漏檢測及預警信號的特征提取

在油氣的長輸管道的泄漏信息的提取環節，對管道某處進行泄漏的價差與分析，采取的方法對檢測的準確度具有很大的影響。為了能夠避免常規方法的靈敏性不足的問題，本文中提出了一種小波包分析的能量模型來完成對該信號的相關的向量重構，通過此方式完成對某個時間點的數據的頻率的處理。信號在提取的環節，重構的數據信號經過時域分析后，得到相應的數據特征向量，對這些向量進行判別，可以得到該信號位置泄漏是否存在。

在進行樣本數據信號的分析中，首先假定泄漏信號的頻率用2f來表示，在進行樣本數據的分析中，采用的是小波包分解的方式來完成信號的處理，總的分解的層數定義為j。分解完成后，假定第j 層的小波包系數大小為對泄露處信號的位置標識定義為m。

對信號獲取后，然后將傅里葉頻譜分析與小波技術相互結合后，形成信號的能量-模式的處理方式，對于某個信號F（t）在某段時間內的能量大小為如式子（1）所示：

將上述式子與Parseval能量積分相結合后，形成如式子（2）所示，其中能量量綱可用來反映信號的頻帶的能量

通過對某個位置處的泄漏點進行信號的選擇，然后進行該信號的特征參數的分析，采取本文提出的方法流程如圖1所示，通過式子3的歸一化處理來完成對信號的初始化，然后通過式子4完成分類器的輸入信號，從而實現泄漏點的檢測。

2.特征提取實驗結果分析

本文選擇位于天津大港油區油氣長輸管道為研究實驗，對于管道光纖通訊電纜采用的是GYTA-12，埋深為160m，光纜接續約為13km來完成對OTDR的測試。在位于光纜3km位置以及結束位置進行光纜的埋深，深度為1.5m，在該位置處進行多次的泄漏位置定位與報警的測試。

從上述的結果可以得到，采用上述特征提取方法來進行泄漏點的定位時，可以為0.6m內的當人為的挖掘或者走動的過程中，所產生的數據信號的定位誤差小于±200m，有效地提高了定位的靈敏度與精確度。

3.長輸管道風險預警機制措施

3.1.為能夠更加有效地對長輸管道泄漏位置進行監測，建立泄漏檢測系統，通過運用各種檢測方法，對油氣長輸管道運行過程中的采樣點信號的分析與處理，提高檢測的力度，定時定點的對泄漏位置的定位與報警，便于相關單位采取預警機制和措施實施。

3.2.對于油氣長輸管道的前期施工環節應該嚴格的控制管道的施工質量，保證管道的材料滿足設計的要求，并且能夠因地適宜的應用到該地區的施工中。在油氣長輸管道的焊接過程中，時刻的保證焊接點與焊接位置的準確，保證無縫焊接，且采用的材料無銹蝕、無缺陷，實現在正確的焊接規程下保證油氣管道焊接質量

3.3.在油氣的生產與管理過程中，油氣工人的素質的提高，有利于油氣管道的安全管理。通過建立一個完善的安全應對機制，不斷的加強對相關的人員的管道保護意識與安全意識的培養，特別是針對管道沿線對管道信號影響的當地的人員進行宣傳和保護管道的培養，防止某些行為對管道安全和泄漏信號產生影響。在施工環節，重視第三方對油氣管道破壞，關注主要因素，將其危害性降低。

3.4.通過建立一個完善的油氣管道管理機制，并結合法律的手段，對現場與施工、后續工作中，以法律來進行油氣管道的監測與管理，保證油氣管理泄漏與破壞的因素減少。與周邊的人員相互聯系，對管道運輸安全性進行保護，對管道運輸中的偷氣、偷油的行為予以打擊。

3.5.對長輸管道進行定期的檢測，排除相關的隱藏因素對管道泄漏與安全性的影響，加大安全管理與監測手段的提升，對腐蝕、老化、龜裂等問題進行排查與清除。

4.結語

長輸管道由于在運輸中經過不同的環境，且很容易受到自然災害與人為的影響，造成長輸管道的泄漏，一旦泄漏產生，會對環境與人們的安全產生很大影響。對于油氣長輸管道泄漏問題的檢測方法和裝置，大部分采取的流量與壓，力來進行判斷分析，但是上述方法具有局限性，很容易受到工況和輸送介質的影響，檢測的靈敏性不足。為此，本文以此為出發點，提出基于小波分解的“能量-模式”來對行油氣長輸管道的泄漏檢測與預警機制的研究，可以準確的對泄漏位置進行定位與識別，并具有良好的應用效果。

參考文獻

[1] 賈玉高.長輸管道遭受打孔盜油的危害及對策探討[J].2006，6（6），44～45.

[2] 楊杰，王桂增.輸氣管道泄漏診斷技術綜述[J]化工自動化及儀表，2004，31（3）：1～5.

[3] 蘇欣，袁宗明.油氣長輸管道檢漏技術綜述[J].石油化工安全技術，2005，21（4）：14～17.

[4] 賈玉高.長輸管道遭受打孔盜油的危害及對策探討[J].2006，6（6），44～45.

[5] 王延年.油氣管線泄漏監測分布式光纖傳感器的研究[J].西安交通大學學報，2003（9）：933～936.