管道監測系統的原理及應用

李佳蓓 何傳健 韓錚錚 任俊俊（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

管道監測系統的原理及應用

李佳蓓 何傳健 韓錚錚 任俊俊（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710000）

集輸管線是原油生產的生命線，自然破壞和人為破壞等會造成管線泄漏，不僅造成油品漏失，還會造成環境污染等一系列不良后果。采用管線監測技術對輸油管線進行實時監控，并且能夠在發生泄漏后及時精確的確定泄漏位置，能夠將損失減小到最小程度。

集輸管線;管線監測;泄漏定位

1 系統原理

目前常用的管道監測方法為管道瞬變模型法、負壓波法、管道輸量平衡法、低壓監視法、“振動聲波監測法”，“泄漏聲波監測法”等。其中又以“負壓波法”應用最成功。“負壓波法”通過監測“泄漏”引起的“壓力下降”來判斷有無泄漏發生并進行定位，“輸量平衡法”是靠管道兩端的流量計實時監測比對進出流量，判斷有無泄漏發生。把二者結合后，就形成了優勢互補，極大地提高了泄漏監測的準確率。

圖一原理示意圖

圖二 壓力波傳遞示意圖

當首末兩站間輸油管線某一點發生泄漏時，泄漏點壓力突然降低所產生的負壓力波將沿管道向兩端傳播，瞬時傳播速度是介質粘度、密度、管道管徑、彈性模量的函數。當該負壓波傳遞到管道端點時，引起首站出站壓力和末站進站壓力降低以及流量變化。通過網絡、電話、電臺等通信手段把壓力和流量信號實時傳輸到監控計算機中，即可實現動態監測。泄漏位置不同，兩個站響應的時間差也不同，根據管道長度、壓力傳播速度等即可準確計算出相應泄漏位置。當然，還需要根據管線的工況參數及被輸介質的理化性質和溫度衰減等引起壓力波的傳遞速度及衰減速度變化進行必要的補償和修正。

X：為泄漏點與首端的距離； α：為壓力波傳播速度；

L：為首末兩站間的距離(管長)； τ0：為首末站變送器輸出信號的時間差；

其優點是：所有裝置都安裝于站內，避免了野外施工和人為破壞，可靠性高；基本不涉及對流程等改造，便于實施；設備少造價低，管理維護方便。

2 管道監測系統的現場應用

對于一般輸油管線，大多采用離心泵加壓，正常情況下，首站出站壓力、出站流量，末站進站壓力、進站流量等4個參數都是穩定的，當發生泄漏時，穩定狀態被打破，首站出站壓力降低；末站進站壓力降低；首站出站流量增大；末站進站流量減少，即三降一升，如圖三所示。

右擊鼠標進行首站拐點和末站拐點定位，單擊定位系統自動彈出地圖并顯示泄漏位置，同時在地圖用框標示出，如圖四所示。根據泄漏位置，隨機開展管線巡護工作，經證實，泄漏位置與定位位置相差26m。為管線巡護應急搶險提供了可靠的數據支撐。

結合應用結果發現：管道監測系統能夠及時發現管道泄漏并報警，基本實現泄漏位置的精準定位。

[1]白莉等.基于流動辨識的長輸油氣管線泄漏監測方法研究[J]2004.

[2]吳宏，西氣東輸管道運行管理研究.[J]，2005.

圖三 三降一升泄漏工況

圖四 泄漏定位

李佳蓓（1991-），女，陜西長武人，本科，從事油田開發地面集輸。