石油天然氣長輸管道泄漏檢測及定位研究

摘要：由于石油工業的不斷發展，天然氣運輸的重要方式之一即為管道運輸。伴隨著不斷增長的建設量，在使用較長時間之后，管道易產生線路老化的問題，嚴重影響長輸管道運輸，現代社會對管道安全越來越重視。目前存在較多影響管道正常運行的因素，若產生天然氣長輸管道泄漏問題，則會嚴重影響附近人員和建筑物。所以，必須有效開展檢測和定位天然氣長輸管道問題。

關鍵詞：天然氣;長輸管道;泄漏;檢測;定位

引言

目前，全世界大型長油氣管道總長度逐年增加，大規模的油氣管道建設已經成為各國經濟發展的主要標志之一，隨著建設量的不斷增加，油氣管道在長期使用之后容易發生線路老化，導致長輸管道故障等問題，管道安全成為現代社會關注的重點問題。影口向管道正常運行的原因有很多，常見的有管道運行期間第三方的破壞、管道腐蝕以及自然災害影響等，一旦發生石油天然氣長輸管道泄漏問題將會給周圍人員和建筑物造成嚴重的危害。

一、長輸管道泄漏的原因

1.1防腐絕緣層裂化，腐蝕穿孔防腐絕緣層在長期使用過程中會出現老化問題，一旦出現老化，防腐層表面將出現嚴重的裂化問題。防腐層腐蝕后主要表象形式是點蝕，絕緣層上出現不均勻的大面積銹斑和腐蝕坑。防腐層裂化后通常會出現腐爛問題，首先是防腐層表面開始腐爛，接著便直接腐爛到鋼管表面，此時再受其他外力的影響，腐蝕和腐蝕穿孔的速度會不斷加快，導致長輸管道出現泄漏問題。

1.2陰極保護度低或陰極保護失效陰極保護在長輸管道運行過程中發揮著至關重要的作用，如果陽極區出現中斷或者斷電等問題，陽極區的電阻會不斷增加，恒電位儀工作失去原有的效果，運行參數出現較大的波動，輸出的電流和電壓波動幅度較大，從而降低陰極保護的效率。陰極保護電位降低后，導致陰極保護失去原本的功效，長輸管道因此出現泄漏問題。

1.3環向焊縫開裂環向焊縫受輸氣壓力的作用后，原本存在于焊透、溶蝕和錯邊等位置的缺陷將隨之放大，從而產生絎縫開裂或者焊縫斷裂等問題，長輸管道因此產生泄漏問題。

1.4人為因素破壞長輸管道在輸氣過程中，如果受到不法分子的竊取，將會引發管道泄漏問題;另外，如果管道在輸氣的過程中，操作人員操作不當或者工程機械使用不當也會引發嚴重的管道泄漏問題。

二、石油天然氣長輸管道泄漏檢測及定位

石油天然氣長輸管道經過長時間的使用之后，避免不了會出現管道泄漏等問題。為了減少管道泄漏對環境和人們生命安全造成的威脅，減少泄漏事故的發生，相關部門必須采取先進的技術手段及時對管道出現泄漏的問題進行必要的檢測和定位，不僅可以最大化降低管道泄漏事故發生的概率，同時也可以確保管道不被破壞和正常的運輸。目前，我國常用的檢測方法有兩種，直接檢測方法和間接檢測方法。1）直接檢測方法，就是對石油和天然氣泄漏的情況進行直接監測;2）間接檢測方法，就是將石油天然氣的物理特性作為檢測的切入點，檢測石油天然體的流量、壓力和聲音等特性發生的變化，從而確定出長輸管道的運行狀態。

2.1直接檢測法

傳統的巡視檢測方法工作效率低，而且很難發現管道泄漏的地點，只有長輸管道發生特別明顯的泄漏問題，在空氣中散發出濃烈的氣味才能被發現，出現這種情況必然會嚴重破壞周圍的生態環境和人們生命安全。隨著科技水平的不斷提高，傳統的巡視檢測方法逐漸被先進的科學技術所取代，為了提高工作效率，研究人員研發了可以隨身攜帶的檢測儀器，方便對長輸管道進行及時檢測。常見的檢測形式有幾下幾種：1）在地表打孔檢測方法，與人工巡視檢測法相比，地表打孔檢測方法大大提高了檢測能力和結果的準確性;2）檢漏電纜法、油檢測元件法和油溶性壓力管法。直接檢測法的優勢在于無論管道是處于運輸狀態還是停止狀態都可以進行檢測。以上這些方法對于檢測長輸管道泄漏問題起著重要的作用。隨著科技的發展，必然會研發出更先進的檢測手段，提高檢測效率，給人們生命安全和生態環境提供保障。

2.2間接檢測法

2.2.1物質平衡檢測方法

物質平衡檢測方法是長輸管道泄漏間接檢測方法中比較常見的方法，主要是將動態體積、物量平衡原理和長輸管道進出口的流量差作為檢測依據，從而判斷出長輸管道的運情況。在所有檢測方法中，物質平衡檢測方法具有很高的使用價值，無論是大的管道泄漏問題還是小的管道泄漏問題都可以有效的檢測出來。其不足之處在于，檢測結果容易受到外部因素的影響，比如管道內流量計量結果或是油氣存流量等，這些數值的精準度直接影響到檢測結果的準確性。

2.2.2只采用壓力測量信號檢測

在石油天然氣長輸管道泄漏檢測方法中，只采用壓力測量信號檢測是重要的檢測方法之一。可以將只采用壓力測量信號檢測可以分為兩種，1）壓力梯度法;2）波敏法。波敏法主要應用到長輸管道突發泄漏事故中，使用該方法首先要計算長輸管道上游和下游檢測到負壓力的時間差，再根據結果判斷出管道泄漏的具體位置。與其他檢測方法相比，波敏法的精準度要高。

2.2.3放射性檢漏技術

在所有檢測方法中放射性檢漏方式是比較常用的方法。放射性檢漏技術的原理是將放射性物質放入長輸管道中，比如131碘、82溴等物質，如果長輸管道發生泄漏問題，相關人員可以通過示蹤劑檢漏儀器檢測泥土中的放射性物質并根據檢測結果判斷出具體位置。

2.2.4管道泄漏自動檢測與定位技術

科技的不斷發展與進步，人們逐漸將計算機技術應用到石油天然氣長輸管道泄漏的檢測中，比如SCADA系統已經被廣泛應用在長輸管道泄漏問題的檢測。其原理是動態質量平衡和壓力偏差，這兩種方法因為具有非常高的實用價值被廣泛應用，需要注意的是研發人員在開發檢漏定位系統過程中，必須準確定位長輸管道的應用范圍，確檢測時不會出現失誤報警的問題。

三、結語

綜上所述，由于當前現代社會不斷發展的需要，石油天然氣行業亟待進一步研發長輸管道泄漏檢測和定位技術。行業建設者應該在保證全面了解長輸管道泄漏原因的基礎上，深入分析和研究長輸管道檢測和定位技術，保證先進的技術支持長輸管道安全運行。

參考文獻：

[1] 楊德水 . 石油天然氣長輸管道泄漏檢測及定位措施研究 [J].中國石油和化工標準與質量，2013（3）：17.

[2] 張舫 . 天然氣輸氣管道泄漏自動檢測與定位方法的研究 [D]. 蘭州理工大學，2015，13（1）：28-29.

（作者單位：中油遼河工程有限公司）

作者簡介：金山（1980.05.20）;性別：男 ;籍貫：遼寧省鞍山市海城;民族：漢族;學歷：本科;職稱：中級工程師;研究方向：油氣集輸。