長輸管道泄漏監測技術的應用探析

張清

摘 要：介紹了長輸管道泄漏報警定位系統的系統構成、工作原理、泄漏點的定位公式、系統的重要技術指標及軟硬件設計，同時介紹了泄漏監測系統。并對它們的應用情況及產生的經濟效益進行了闡述。

關鍵詞：長輸管道;泄漏檢測

1 工作原理

長輸管道一般口徑大，壓力高，管道破漏后不能及時發現，原油泄漏量大。單純依靠增加人力，加大巡線力度，雖然能起到一定作用，但無疑是盲目的和被動的。

1.1 系統功能實現依據

根據流體力學理論，當管道某點發生泄漏時，泄漏點必然會產生一個相應的負壓力流，并將通過被斬介質按一定規律向兩端傳輸。

1.2 系統工作原理

當輸油管道某一點發生泄漏時，泄漏點處由于管道內外的壓差，流體迅速流失，在泄漏點處的壓力迅速下降，同時以一定的速度向兩邊傳播。泄漏速度越快，壓力下降幅度越大，反之亦然。本系統采用監測泄漏點瞬態負壓波的方法實現管道的泄漏定位。定位公式可簡單地表示為：

X=（L+aΔt）/2

其中：

a-負壓波在管道中的傳播速度，m/s;

Δt-兩個檢測點接收負壓波的時間差，s;

L-所檢測的管道長度，m;

X-泄漏位置與所測管道起點的距離，m。

實際上，負壓波在管道中的傳播速度受其中傳播介質的彈性、密度、介質溫度及管材等實際因素的影響。

2 現場應用

某長輸管道的管徑711mm的長輸管道長度約278.4km，管徑610mm的長輸管道長度167.5km。由于沿途地形復雜，外部環境差，加之不法分子在長輸管道上打孔盜油日益猖獗，輸油管道的維護耗用了大量的人力、物力。該長輸管道起點為1號站，未站為4站，管道采用三層PE防腐。系統一共分為14個管段進行分段檢測，每段工作最低壓力要求為0.2MPa以上，泄漏檢測系統對管線發生的泄漏能進行自動監測報警并定位泄漏點。目前負壓波法設置的報警閾值分別為當前管段平均壓力的5‰（啟輸狀態），當前管段平均壓力的3‰（停輸狀態）。流量平衡法設置的報警閾值如下表所示：

報警類別 報警等級 累積時間 報警限值（以管段體積為基數）

秒鐘 嚴重報警 30秒鐘 0.005%

分鐘 中等報警 20分鐘 0.01%

小時 微小報警 2小時 0.03%

該管道泄漏監測系統壓力采集點設置在各站進出站壓力、5座RTU閥室、5座單向閥室及某號閥室的上、下游側共計28個。流量采集點設置在1號站、2號站、3號站站和4號站站共4處。

為了驗證目前在用的泄漏監測系統的報警靈敏度和定位準確性，進行了放油測試，現場測試結果如下表所示：

管段測試管段長度：57.12km，測試點距離上站距離：67.9km，上站出站壓力：3.72MPa，下站進站壓力：2.08MPa ?測試點壓力：2.85MPa 當前瞬時管輸量：1013m3/h;管道輸送介質：原油，介質密度：0.86kg/m3。

測試的結果表明取的壓力數據存在較為嚴重的延遲和數據不刷新情況，進站壓力數據刷新延遲和不刷新的現象還造成了放油測試時出現了多個拐點的情況，這對于系統計算也造成了很大干擾，使系統無法準確進行定位。

3 泄漏監測系統應用經驗總結

①校對關鍵參數，提高定位精度。我們在努力提高泄漏監測系統靈敏度的同時，想方設法提高系統定位精度;

②由泄漏監測定位原理和計算公式可知，監測點接收壓力波的時間差△t、管段距離L及聲波在介質中的傳播速度是監測定位應用中關鍵的三個參數;

③規范管理，強化日常訓練，提高應用技能。泄漏監測工作標準化。對管道壓力發生異常變化，調度如何開展分析、定位、匯報、記錄等工作進行規范，將泄漏監測系統定位操作標準化。保證了每個調度在壓力監測工作中采用的都是規定動作，確保了工作標準的統一。

4 結束語

①通過長輸管道泄漏監測技術的應用，能夠及時發現偷油閥門，打孔盜油，降低了抓偷反盜工作強度，提高了工作效率，有效的避免和減少了原油損失;

②長輸管道泄漏監測技術的應用，實現了長輸管道的在線實時監測，標志著自動化水平的進一步提高。

參考文獻：

[1]劉瑩.基于瞬變反問題分析的燃氣管道泄漏檢測研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2017.

[2]郭瑾.基于水力瞬變分析的輸油管道泄漏檢測方法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2015.