無線通信技術在無人值守站中的應用

曹元偉

摘要：目前，我國現存大批已運行多年的老油氣管線，埋在環境復雜的地下并長期遭受金屬腐蝕，特別是埋于地下的長輸油氣管道因為隱蔽性高、跨越距離遠等因素，導致發生泄漏事故時泄漏點不易被發現。管道泄漏目標點的及時有效定位，提高了維搶修人員的工作效率，縮短了其到達事故地點的時間，減少了企業的直接經濟損失并降低了泄漏事故對周邊環境的進一步破壞。

關鍵詞：報警功能;信息誤報率;油氣管道;地理信息系統;

石油與天然氣對民眾生活的穩定和現代經濟的發展均具有重大的影響。如何安全可靠地運輸石油與天然氣是石油天然氣物流發展的首要問題，油氣管道為輸送大批量石油與天然氣基本方式之一。油氣管道輸送石油與天然氣優勢不僅體現在運輸成本低、占用空間小、運輸量大并且可實現自動控制，因此成為油氣輸送較為有效的方式。全球油氣管道的建設已經進入了快步伐、大規模和高水平的時代，國外油氣管道的建設為國際能源市場的進一步發展提供了物質基礎。

一.無人值守站點間管道泄漏危害

原油輸送管道是油田生產的生命線，由于化學腐蝕造成管道穿孔以及人為破壞原因，將會導致原油漏失、環境污染等一系列不良后果，巡線、停產、搶險、補漏，需動用大量人力物力，花費大量時間，其經濟損失非常巨大。輸油管道泄漏是管道運行中的主要故障及常見問題。在輸油管道正常運行過程中，管道泄漏事故時有發生。給安全生產造成極大的影響的同時，也造成環境污染的。因此，管道泄漏在線監測成為目前輸油管道安全生產的有效方式和手段。可以實現數據的實時采集、故障判斷、精準定位等，確保輸油管線的安全運行。對輸油管道的安全生產及效能管理具有重要的意義。輸油管線是油田的生命線，一旦發生泄漏，會嚴重污染環境，造成巨大的經濟損失。這些輸油管道常年連續運行，受內外腐蝕、打孔盜油、第三方施工破壞和地質災害影響，隨時有可能造成管道破損泄漏，已成為油田生產極大的安全隱患。按照油田公司建成智能油田的要求，需要配套建設輸油管道泄漏監測系統，也是智能化油田建設中的重要組成部分。

二.管道泄漏監測系統方法分析研究

管道泄漏在線監測系統主要采用“負壓波+流量平衡法”兩種方法實現泄漏監測報警。泄漏點定位主要靠負壓波檢測。當輸油管道上某處突然發生泄漏時，在泄漏處將產生壓力下降，管道內的負壓波動將按照一定的速度向泄漏點兩端傳播，測量兩端壓力傳感器測得的實時值進行采集并記錄，顯示壓力突降形成的波形曲線，監控軟件根據設定值進行分析診斷，從而分析找出泄漏點。

1.質量流量平衡法監控管道泄漏

對于一條分批輸送一種或多種石油產品的完整管道，在一段時間內，測量的流入質量可能不等于測得的流出質量。這種差異歸因于流量測量誤差和管道中流體物質余量。管道入口流量和出口流量可用質量流量計或其它流量計測量，測量管道的壓力、溫度及通過已知的管道參數計算得到管道內所存有液體介質質量變化最大值ΔQ，如果ΔQ大于設定閾值（用戶設定），系統發出泄漏報警。

流量計是一種非常成熟的計量儀表，有很高的穩定性和準確性，發生誤報的情況少，但質量平衡法對于實現泄漏定位功能很難，并且檢測運行狀況不斷變化的管道和泄漏量少的情況時，檢測誤差會較大，很難及時發現泄漏，就需要與負壓法、聲波法配合使用。

2.負壓波法監控管道泄漏

在泄漏發生時，泄漏處立即產生因流體物質損失而引起的局部液體減少，從而出現瞬時壓力降低和速度差，該壓力降通過管線和流體介質向泄漏點的上下游以聲速傳播。當以泄漏前的壓力作為參考標準時，泄漏時產生的減壓波就稱為負壓波。

負壓波檢漏法不需要數學模型，計算量小，適用于發生快速、泄漏量較大（相對于聲波法）的突發性泄漏的場合;也可用于泄漏量大、緩慢泄漏的場合。負壓波法是目前國際上應用較多的管線泄漏檢測和漏點定位方法。為了消除管道上調泵、調閥、調壓等對管道泄漏監測系統的干擾，聲波管道泄漏檢測技術中還增加了系統抗干擾技術，該技術采用短間距安裝雙傳感器技術，理想情況下，對應兩只傳感器安裝間距為<5m。

三.結論

綜合采用質量流量—負壓波綜合分析法及雙壓力傳感器延時消噪法減少系統誤報率，不同的傳感器對信號的響應時間存在差別，響應時間的差別會對定位帶來誤差，對傳感器響應時間校正來提高時間差的計量精度。對壓力流量數據進行小波變化消噪處理及重構，提高負壓力波信號的捕捉精度，從而提高時間差的計算精度，對液體彈性體積系數和密度的溫度矯正提高負壓波波速的計算精度。

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