長輸石油管道泄漏檢測與定位技術(shù)研究

周　雪（中石化管道儲運(yùn)有限公司湛江輸油處,廣東　湛江　524000）

長輸石油管道泄漏檢測與定位技術(shù)研究

周雪
（中石化管道儲運(yùn)有限公司湛江輸油處,廣東湛江524000）

摘要：油氣資源是當(dāng)前最重要的能源之一，而油氣的管道運(yùn)輸則是當(dāng)前在油氣運(yùn)輸方式中最為主要的方式，但是管道運(yùn)輸存在著的安全隱患，隨著管道運(yùn)用時(shí)間的增長，使得管道材質(zhì)出現(xiàn)老化腐蝕、凝管，以及誤操作等等因素，使得管道在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)爆管、泄漏以及斷管等安全事故出現(xiàn)。所以本文就針對管道的運(yùn)輸安全，對其進(jìn)行泄漏檢測與定位技術(shù)的探討分析。

關(guān)鍵詞：石油；管道泄漏；檢測；定位

油氣運(yùn)輸?shù)姆绞接需F路運(yùn)輸，公路運(yùn)輸，航空運(yùn)輸，水運(yùn)運(yùn)輸以及管道運(yùn)輸，相比之下，管道運(yùn)輸是我國陸上油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑@也是一種長距離的輸送液體和氣體資源的運(yùn)輸方法。近年來隨著石油天然氣工業(yè)的快速發(fā)展，管道運(yùn)輸建設(shè)業(yè)務(wù)得到了快速的發(fā)展，其與其他幾種運(yùn)輸方式相比，具有不間斷輸送以及平穩(wěn)等優(yōu)勢。可是我國的石油管道安全事故也屢有發(fā)生，所以研究石油管道運(yùn)輸?shù)陌踩夹g(shù)是當(dāng)前極為重要的任務(wù)，采用管道泄漏檢測以及定位方法，能夠?qū)艿缹?shí)施在線的不確定監(jiān)測操作。下面我們就來進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1　石油管道泄漏檢測技術(shù)

石油管道泄漏檢測技術(shù)根據(jù)不同的檢測內(nèi)部流體狀態(tài)、不同的管壁狀況，監(jiān)測的技術(shù)也是不盡統(tǒng)一的，而且泄漏檢測涉及到很多學(xué)科領(lǐng)域的知識技術(shù)，所以檢測的技術(shù)也是很多類的，像管壁參數(shù)檢測法，地表打孔檢測法，泄漏介質(zhì)檢測法以及光纖傳感檢測法，軟件技術(shù)檢測法，基于知識的方法以及聲學(xué)原理檢測法等等。

1.1管壁參數(shù)檢測法

管壁參數(shù)檢測法主要檢測的是管道內(nèi)壁的焊縫缺陷以及腐蝕情況，主要是采用探測器，從檢測管道的一段放進(jìn)去，然后使檢測器沿著管道前行進(jìn)行檢測。這樣一來就能將整條管道的質(zhì)量情況，以數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行傳達(dá)，就能準(zhǔn)確的判斷管道需不需要進(jìn)行修理。比如像管壁參數(shù)檢測法中的漏磁通檢測，在對來管道表面以及近表面進(jìn)行檢測，觀察管道是否需要修理的一種無損檢測方法，就是利用磁現(xiàn)象來進(jìn)行檢測的。而在漏磁通檢測中使用的漏磁通檢測器則是利用永久磁鐵檢測的特性來進(jìn)行檢測的，該儀器中的南北兩極和管道的內(nèi)部進(jìn)行接觸，并產(chǎn)生磁路，然后就能利用檢測線圈來對管壁的形狀進(jìn)行檢測，而且檢測到的磁場也會因?yàn)楣鼙谛螤畹牟煌a(chǎn)生不同扭曲形狀的磁場，而這些磁場也就能反映管壁的質(zhì)量情況。

1.2聲學(xué)原理檢測法

負(fù)壓波法是聲學(xué)原理檢測法中的的一種，這種方法由于其原理簡單，不需要建立管道的數(shù)學(xué)模型，有很強(qiáng)的實(shí)用性，而且運(yùn)作過程簡單靈敏，所以得到廣泛的使用。由于石油管道泄漏的地方，因?yàn)槭偷膿p失，使得這個(gè)地方出現(xiàn)局部石油密度流動密度減小，使得瞬時(shí)壓力下降的情況產(chǎn)生，而瞬時(shí)壓力則是以聲速在泄漏處的上下游進(jìn)行傳播，所以以泄露處在泄漏前的的壓力作為參照數(shù)據(jù)時(shí)，負(fù)壓波就是泄露處產(chǎn)生的減壓波。所以為了確定泄漏點(diǎn)的位置，就在管道兩端安裝壓力變送器，利用采取到的負(fù)壓波壓力信號，通過上下游測量點(diǎn)的時(shí)間差，以及在管線中的負(fù)壓波的傳播速度，就能檢測出泄漏點(diǎn)。

1.3泄漏介質(zhì)檢測法

泄漏介質(zhì)檢測法主要是在傳輸介質(zhì)中添加特殊性質(zhì)的物質(zhì)，并利用傳輸介質(zhì)的本身，來發(fā)現(xiàn)管道的泄漏點(diǎn)。比如像在管道中添加放射物質(zhì)來進(jìn)行泄漏檢測，當(dāng)管道發(fā)生泄漏的時(shí)候，反射物質(zhì)就能在管道沿線地域留下標(biāo)記，然后對管道沿線地區(qū)進(jìn)行檢測，就能準(zhǔn)確并迅速的知道管道泄漏點(diǎn)。但是該方法的一次檢測長度一般不小于二十公里，檢測周期較長，所以在現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。現(xiàn)在最簡單的一種泄漏介質(zhì)檢測法就是在傳輸介質(zhì)中放入臭味劑，比如四氫噻吩，四氫噻吩有一種獨(dú)特的味道，這樣一來，只要是有發(fā)生泄漏，沿線檢查的工人就能聞得到，雖然這不符合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，但是這是目前最為典型的一種方法。另外熱紅外成像法也得到廣泛的利用，在石油泄漏的時(shí)候，就會對紅外輻射進(jìn)行影響，然后通過記錄周圍土壤的正常溫度進(jìn)入計(jì)算機(jī)，然后利用直升機(jī)對管道周圍土壤溫度情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在將兩者進(jìn)行比較，就能檢測出泄漏點(diǎn)。

2　石油管道軟件自動檢測定位技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，在油氣管道運(yùn)輸中，SCADS系統(tǒng)的檢測定位技術(shù)已經(jīng)得到普遍的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了在線檢測的石油管道檢測技術(shù)。這種檢測技術(shù)，首先就是要對管道的模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的建立，然后利用SCADS系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)作為邊界條件，再依據(jù)壓力偏差法的檢測的原理，以及動態(tài)質(zhì)量平衡法的檢測原理來進(jìn)行檢測，然后對其判定泄漏或者管道斷裂，就要根據(jù)管道的流體壓力、管道流體流速的變化平均值來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因?yàn)檫@兩個(gè)性質(zhì)是管道泄漏預(yù)測系統(tǒng)的兩大特點(diǎn)。

在國外的一些管道研究機(jī)構(gòu)、管道泄漏檢測公司利用計(jì)算機(jī)仿真，研發(fā)出一些管道仿真軟件，這些軟件的研發(fā)，對油氣管道的動態(tài)水利工況分析、管道的運(yùn)行方案的確定以及檢測分析管道泄漏提供了可靠的檢測定位工具。然后SCADS系統(tǒng)通過管道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，來對這些仿真軟件進(jìn)行驅(qū)動運(yùn)行，并且對其進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的模擬數(shù)據(jù)對實(shí)際管道進(jìn)行監(jiān)測定位。其中，在建立實(shí)時(shí)模型的過程中，模型的準(zhǔn)確度回歸受到流動阻力的波速變化以及阻力系數(shù)變化，還有測量噪聲等等因素的影響，但是監(jiān)測泄漏定位靈敏度和精確度與建立的模型的準(zhǔn)確度有著直接的聯(lián)系。

3　總結(jié)

綜上所述，石油或者氣體的管道運(yùn)輸設(shè)施，在運(yùn)行過程中最重要的就是運(yùn)行設(shè)備的安全性。在石油的運(yùn)輸管道管理中，泄漏檢測以及定位操作是非常重要的工作，也是相對用途比較困難的工作，在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)輸管道泄漏檢測的過程中，要根據(jù)下實(shí)際情況對檢漏方法的特點(diǎn)進(jìn)行考慮，在各種各樣的泄漏檢測方法中，選擇出集最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用、最可靠于一身的綜合性的泄漏檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測定位。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉寶明,趙洋.石油天然氣長運(yùn)輸管道的泄漏檢測以及定位技術(shù)研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014(09):19-19.

[2]梁繼承,寇東晶.對天然氣管道泄漏的檢測以及搶修技術(shù)的分析[J].科技與生活,2012(20):115-115,113.

[3]張美玲.PSO優(yōu)化的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在管道泄漏檢測中的應(yīng)用研究[D].蘭州理工大學(xué),2010.

[4]邵煜,葛傳虎,葉昊等.基于負(fù)壓波的管道泄漏檢測與定位系統(tǒng)評價(jià)[J].油氣儲運(yùn),2008,27(04):5-9.

[5]楊榮根.長輸石油管道泄漏檢測與定位技術(shù)研究[D].南京理工大學(xué),2011.