油氣管道運輸中的工藝設備與自動化控制研究

黃燁敏，余俊元

(廣東楠洋職業安全事務有限公司，廣東 汕頭 515041)

油氣管道的建設具有較強的距離與管徑，在運輸距離上往往比較遠，當地的環境可能比較遠，環境可能比較惡劣，穩定性比較低。油氣管道建筑主要安裝在脫水站、油水井、含油污水處理站、油庫工藝設備、采注計量站與接轉站等設備系統之中，通過管線的安裝來達到良好的運輸目的，充分運用目前先進的工藝化設備，積極向國外先進的管線安裝工藝方式學習，在完成設備的安裝后，還要求為自動化設備的運行配備相應的集輸人員與管理人員，促進自動化設備的良好運行，并加強其后期有效的設備維護工作。管道自動化設備的建設與發展是我國油氣事業發展的必然需求，也是我國日益增長的能源發展的內在需求。在目前科學技術快速發展的背景下，通信技術、自動化技術與計算機技術都得到了快速的普及與發展，為管道自動化設備的運行提供了多項技術，促進了其性能發展的日益完善，降低了管道建設的成本，在很多地區油氣管道運輸都采用了自動化技術。

1 目前油氣管道運輸中的工藝設備與自動化控制

油氣管道的自動化技術主要包括了泵、閥門、壓縮機與儀器儀表等設備，通過壓縮機與泵的使用達到最終的長途距離輸送。在管道維修與應急處理過程中要求將閥門關閉，完成之后再開通。要求對管道的具體運行情況采用實時監控方式，將其劃歸到計量站的工作范圍之內。目前，油氣管道運輸中的工藝設備與自動化控制技術主要包括原油管道泄漏檢測關鍵技術、超聲波輸油管道泄漏檢測技術、管道泄漏檢測技術與負壓波法管道泄漏檢測技術，下文從這幾個方面進行了相應分析。

1.1 原油管道泄漏檢測關鍵技術

原油管道泄漏檢測關鍵技術充分運用監視控制系統即SCADA 進行數據采集，有效運用自動化管理技術能夠實現監視控制系統的正常運行，促進定位系統技術參數與管道的泄露檢測工作，使得系統運行能夠檢測到更加準確的信號，并且捕捉到其中微小的一些變化，充分解決管道泄露自動檢測系統與監視控制系統中的接口問題。原油管道泄漏檢測關鍵技術運行中涵蓋了七個模塊，分別是信息存檔、數據通信、參數設置、歷史數據分析、泄漏定位與程序退出等，有效提升了系統運行過程中的準確性和可靠性，避免在定位過程中出現泄露，最終提升信息定位的準確性，提升準確播報率。充分發揮兩個系統的作用，達到資源的有效整合。原油管道泄漏檢測關鍵技術在我國部分管道線建設中已經得到了充分的運用。

1.2 超聲波輸油管道泄漏檢測技術

目前，在原油管道泄漏檢測與超聲波微弱信號檢測過程中大量運用了超聲波輸油管道泄漏檢測技術，在計算過程中運用了聲場的計算方法與Duffing 方程的混沌特性以及間歇混沌現象，最終再次基礎上檢測微弱正弦信號。在最終完成后需要進行大頻率的微弱信號檢測，采用的方式是混沌陣子陣列的檢測方法，之后進行信號相位與信號幅度的檢測，主要采用的方式是鎖相分析，如此最終充分運用多種檢測方式進行數據內容的多發方面檢測。在進行實時檢測過程中，基于大量信息技術方式的運用能夠實現對信息的實時采集與實時存儲，在最終的管道運行與管道監測系統中起著重要的作用，能夠在第一時間發現管道的泄露情況，并且針對其中的一些突發情況對其進行定位處理，并以警報的方式引起工作人員的注意。

1.3 管道泄漏檢測技術

管道泄漏檢測技術采用的是質量平衡原理，能夠充分檢測出管道的動態質量變化，并且進行了有效的泄漏檢測工作，最終以此加強泄露檢測的正確率。在管道質量平衡關系檢測過程中，運用流體一維瞬變流動方程組能夠充分計算出管道中的殘余油。在最終實際傳輸特點的分析過程中，充分考慮原有的溫度分布特點，以此有效分析出管道原油的變化特征與性質參數，由此最終使得瞬間流動計算的數值更加標準化與系統化。

1.4 負壓波法管道泄漏檢測技術

負壓波法管道泄漏檢測技術在具體的運用過程中充分考慮到了負壓的信號，能夠有效檢測并定位管道中的油量。運用較少的管道模型即能夠達到這一目的，最終實現精準的定位，促進各項工作的順利開展，在現代的檢測領域中得到了廣泛的運用。充分運用了目前快速發展的各項技術，以壓力傳感器的使用來達到數字信號的有效處理。

負壓波法管道泄漏檢測系統運用過程中能夠實現長距離的原油運輸，并且在運輸過程中具有極高的正確率，實現200m 左右的精準定位，加強對內部油使用的實時監控，在具體的運行過程中當泄露了運輸數量的1%比例之上時，系統會發出報警提醒，并且能夠播報出泄露地點的實際泄露數量與泄露的具體位置。我國部門油田管道在實際運輸過程中已經使用了這一技術。

2 油氣管道運輸自動化控制技術分析

我國油氣管道在自動化控制技術的研究與應用起步發展比較晚，與先進國家的油氣運輸相比，存在著較大的發展差距。隨著近年來油氣能源需求的大量提升，我國加大了對油氣管道運輸的充分研究，充分運用了先進的科學技術與創新的工藝技術，充分采用了有效的自動化控制技術。在油氣管道運輸自動化控制技術分析中應當運用自動化控制技術加強管道泄露的預防，運用先進的自動化控制技術，充分運用自動化控制技術中的相關技術并加強全自動控制，從多個角度促進油氣管道運輸自動化控制技術的充分運用。

2.1 運用自動化控制技術加強管道泄露的預防

首先在前提即加強管道的有效安裝工作，促進施工工作的順利開展，使得工程施工按照既定的發展步伐進行，從安裝上減少后期泄露工作的出現。在前期的準備工作階段，充分研究管道施工的作業性質、工藝操作的流程與施工操作的環境，結合以往的施工操作經驗進行充分判斷分析，有效提升管道運行過程中的安全性與可靠性，減少管道建成后可能產生的泄露現象。同時在施工的前期準備階段，要求充分處理管道施工建設完成后可能出現的一些突發事件，并對此建立有效的檢修方式，使在管道的后期運行過程中一旦發生泄露問題能夠對此采取爭取的處理措施，從而最大程度地降低管道泄露可能造成的不良影響。

2.2 運用先進的自動化控制技術

在目前管道運輸過程中，充分運用了有效的自動化控制技術，在與信息技術進行充分結合的前提下開發并運用了管道模擬仿真軟件，將其與油氣管道自動化控制技術SCADA 進行了充分結合。同時在發展過程中，也有效運用了自動化控制系統與管道效率，在油氣管道的運輸建設過程中充分采用了GPS 技術、RTU 技術、PLC 技術與GIS 技術等，將硬件設備與遙感技術進行了結合使用，在具體的運用過程中能夠實現對管道現場的自動調查、管理與監控，最終促進管道運輸過程中數據信息的完整性。降低了管道運輸過程中的經濟成本，有效提升了油氣運輸過程中的生產效率，實現了良好的社會效益。

2.3 自動化控制技術中的相關技術

在油氣管道運輸的自動化控制過程中，需要解決一些相關的技術層面上的問題，這也是自動化控制的關鍵所在。我國在管道自動化控制與發展層面上與國際上的先進國家相比，存在著較大的發展差距。但是隨著我國信息技術的不斷發展，這種發展差距也在逐漸縮小，我國在管道運輸發展過程中面臨著管道建設比較少以及分布不均衡的問題，因此應當充分加強我國油氣管道的充分建設工作，正確面對并積極處理目前油氣管道建設過程中遇到的各種問題，運用最新的自動化控制與管理理念與軟件運用理念，加強技術革新，在油氣運輸的整體系統中充分運用目前的自動化控制系統，積極探索出多種技術方式與技術實施措施，向國外先進的管道運輸方式學習。

2.4 加強全自動控制

在油氣管道運輸過程中應當積極采用最新的管道實施方式，建立綜合的全自動控制方式，充分提升管道運輸效率與現代管理水平，建立良好而全面的自動化控制方式，加強對現代最新技術的充分研究與運用，在管道運輸綜合自動化控制系統中充分運用了計算機網絡技術、微波技術與衛星技術等多項技術。

3 結語

目前，油氣管道運輸過程中進行良好的自動化控制是必然的發展趨勢。隨著我國能源需求的大量提升，應當充分加強對油氣管道運輸自動化技術的充分研究，充分運用先進的油氣管道運輸工藝與自動化控制技術，在發展過程中充分運用互聯網技術與衛星技術等多項技術，以此促進我國社會經濟的充分發展，為經濟的發展提供良好的能源支撐。