熒光法紅外溢油檢測報警系統在華池油田的應用

賈榮琨 王晨宇

摘要：隨著原油產量的蒸蒸日上，在數智化油田的大背景下，依托技術手段保障原油平穩輸油，防患油氣管道泄漏已越發不可忽視。針對此問題，華池油田采用廠部推廣的熒光法紅外溢油檢測報警系統，使得原油集輸平穩受控。本文討論了熒光法紅外溢油檢測的工作原理、系統功能、邏輯架構及其應用效果評價。

關鍵詞：熒光法?油氣泄漏?溢油檢測?報警

1概況

1.1 基本概述

隨著數字化油田向數智化油田的轉變，依托技術手段保障原油生產運行已成為大趨勢。華池油田地處甘肅省華池縣柔遠鎮境內，區域構造上位于陜北斜坡南部，目前管理油水井 口，管理各大小站庫共計21座，日產油已突破 萬噸，是長慶油田采油二廠的主力生產區之一。

1.2 現狀分析

2021年華池作業區目前臨近河道的站庫為4座，占比19%;河道管線輸油跨越為6條，占比67%;所以對臨近河流的管道輸油檢測報警已成為華池油田的管理難點。

2系統功能分析

2.1系統需求分析

對不能及時發現漏油進入水系，造成巨大的經濟損失和惡劣的社會影響;不能兼容于其他系統，造成系統龐雜不滿足油田公司未來消滅信息孤島的長期目標;溢油報警系統安全性可靠性要求高，不能應斷電造成系統停工的漏報。該系統是集重點水源原油泄漏監控、網絡數據、視頻于一體的遠程監測、監控預警指揮系統;系統對碳氫化合物和其它有機溶劑實時監測，使得現場泄漏早期報警和及時補救成為可能。

2.2 工作原理及優點

關鍵設備及原理：熒光溢油檢測探頭以一秒間隔向說面發射紫外射線，根據含油物質造成回波反射的不同而觸發報警系統。

技術優點：1、識別精度高，可識別1微米厚度油膜;

2、識別范圍廣，原油汽油柴油甚至是植物油脂都在其識別范圍內;

3、功耗低產生的數據量小，僅2W功率20K/S數據量，偏遠地區可通過太陽能供電、4G傳輸。

2.3 系統功能

熒光法溢油檢測功能：系統通過熒光法能夠主動檢測到水面細微油膜、通過網絡主動觸發附近站點及生產調度中心的聲光報警系統并像手機發送信息提醒;系統支持視頻核實溢油情況，視頻記錄保持，實時遠程調度指揮;系統支持風、電互補技術在意外停電互補保證設備正常運行，不發生漏報情況;溢油監控平臺可滿足開放性、可擴展性等原則，系統可獨立工作，也可以接入SCADA系統、采油廠視頻監控系統作為子模塊工作。平臺兼容多路多種報警信號接入。

油泄漏檢測儀功能：系統通過熒光法能夠主動非接觸式（最遠10米）檢測到水面細微（1uM）油膜、具有精度高、易維護、可以在漏油早期就進行報警，可在事情失去控制前做出反應。

遠程非接觸溢油光學探測器功能（ROW）：ROW系統主動產生一束脈沖紫外光照射被測目標并激發目標的任何油分子。使用油的本身的紫外熒光特性，ROW準確的監測油的出現并報警提醒操作人員;在大多數情況下ROW將接在有線電源和數據線上運行。然而對于難以達到的野外位置，ROW也可以使用太陽能電池板和無線信號傳輸方式工作;ROW很方便進行網絡組態，每一個監測點都可以任意交叉連接入監視系統，提供全方位實時監測。

2.4設備組成

油泄漏檢測儀裝置，分辨率<1uM的油膜可被檢測到;紫外熒光LED壽命長達5年，功率<2W;多種信號輸出：RS-485/232;繼電器信號、LAN、W-LAN，可選GSM-5G;工作溫度-30度/60度與被測物體距離0.3-10M。

數字高清攝像機（2DC7423IW）：400萬智能球機;紅外夜視照射距離150米;23倍數字變焦。風電互補（MAX-600W）：功率300W，電壓V，重量9.5KG，尼龍纖維葉片，葉片直徑1.16米，1.5米/秒啟動風速，2.0米/秒切入風速，最大承受風速30米/秒，機身全鋁合金;單晶硅太陽能電池組件，轉換率18%以上，最大電壓：36V，最大電流8.3A，300W/塊，CE、TUV認證。使用壽命20年以上;能免維護太陽能專用鋰電池，400WH/塊，-20度-60度溫度范圍使用，使用壽命8-10年，帶加熱。

3 系統應用

3.1 熒光法溢油檢測系統安裝

為做好江邊水域溢油監控檢測，我們對慶十二轉跨柔遠河的陳307-293出油管道跨越安裝一套熒光發溢油檢測報警系統，該系統安裝后，便投入使用，通過熒光探頭對河流照射紫外光線檢測油膜，并安裝高清視頻監控，接入SCADA系統實現實時監控報警，做到源頭管控。

3.2 溢油檢測系統報警軟件

軟件主界面一左邊是點位列表，中間是視頻組畫面，右邊是 報警數據。系統通過生產網固定IP直接登錄，無需安裝程序，外網不可見，實現平臺監控視頻本地存儲（可不與場站視頻共存）;視頻監控控制界面采用400萬像素數字高清星光夜視球型攝像機，即便夜晚觸發報警后通過攝像頭仍可清晰驗證是否是危險性溢油，并存儲記錄畫面。

軟件主界面二，調度中心顯示所有監測點位視頻畫面，作業區只顯示本區域檢測點位視頻及報警信息。

軟件界面三是系統掃描水面時間間隔、識別油膜厚度等數值可調節;同時可檢測監控點區域溫度、大氣壓力、空氣濕度等數據指標。如果某站點檢測到油污觸發報警系統，左側綠色正常符號將變成紅色報警符號并閃動，同時將輸出一條報警歷史記錄（箭頭所指）。已實現調度中心聲光報警、溢油監控點附近站點SCADA系統聲光報警。

4 總結評價

（1）熒光法紅外溢油檢測報警系統在華池油田慶十二轉陳307-293出油管道跨越安裝投運至今，紅外熒光法可檢測包括原油、礦物油、汽車用油、汽輪機油、燃料油、氣體燃料、噴氣燃料及植物油在內的多種含油物質，檢測油膜厚度可達1uM，準確率高。

（2）軟件系系統均可實現廠、站三級報警、SCADA系統聯動報警，能早期發現溢油進入河道水面。

熒光法紅外溢油檢測報警系統在廠內其他區塊甚至國外被廣泛使用，我區經過一年多的使用，效果達到預期。