文档介绍：基于次声波的泄漏检测技术在大港滩海油田的应用
摘要:埕港管线泄漏检测系统以次声波法为基本方法,利用管道瞬态模型,采用输量平衡报警,次声波法定位,小波分析信号处理方法实现了对油气管道泄漏报警与定位检测的新方案,试验表明该系统灵敏基于次声波的泄漏检测技术在大港滩海油田的应用
摘要:埕港管线泄漏检测系统以次声波法为基本方法,利用管道瞬态模型,采用输量平衡报警,次声波法定位,小波分析信号处理方法实现了对油气管道泄漏报警与定位检测的新方案,试验表明该系统灵敏度高,适合大港油田滩海地区长距离、多管段、复杂条件下的应用。
关键词:次声波小波变换泄漏检测
一、引言
埕港管线工程包括49km输油管线和52km输气管线,起点为赵东平台,终点为大港原油储运库和天然气处理站,是大港滩海地区油气外输的主动脉,沿途多为虾池鱼塘,周边村落繁多,地方关系复杂,如何及时迅速发现管线的腐蚀穿孔及人为的偷盗打孔造成的泄漏损失,对于埕海油田油气生产的稳定具有重要意义。目前应用于各大油田的长输管线泄漏检测方法主要为声波检测技术、流量差报警技术和流量报警负压波定位技术三种,埕港管线泄漏检测系统是以次声波法为基本方法,利用管道瞬态模型,采用输量平衡报警,次声波法定位,实现了对油气管道泄漏报警与定位检测的新方案。
二、埕港管线次声波预警系统工作原理
频率小于20赫兹的声波叫做次声波,由于次声波频率低,所以波长往往很长,不易被水和空气吸收,不容易衰减,传的很远。泄漏产生的次声波频率在1赫兹左右,当首末两站间输油管段内某一点发生泄漏时,根据流体力学理论,在流体中产生宽频声波和负压波,在管壁等弹性体内则产生了宽频声波和应力波。其中宽频声波中包含了从次声波到超声波的各个频段。产生的次声波将沿管道利用介质向两端传播,当该次波传播到管道端点时,并分别被设在两端的次声波变送器捕获,随泄漏位置的不同,首末站响应的时间差也不同,根据响应时间差、管道长度、次声波传播速度即可计算出相应泄漏位置。假设管道长度L、次声波波传递速度α(变量)、流速V,由以下公式即可算出管道泄漏位置X0:
Δt=t2-t1
瞬时传播速度是介质粘度、密度、管道管径、弹性模量的函数。对由于因管线的工况参数及被输介质的理化性质和温度等引起次声波波的传递速度及衰减速度变化进行必要的补偿和修正,即可实现准确定位。
因管道开关阀门调排量、变频动作均会产生次声波,次声波传感器都有输出,为减少误报警,埕港管线泄漏检测系统采用了输量平衡法报警。由于液体的不可压缩性,当管道充满油以后,流入管道的液体等于流出管道的液体。不考虑流量计的误差,当流出量小于流入量时说明管道发生了泄漏。当进油口增加输量或者减小输量都会打破流量平衡即进站流量不等于出站流量,如果不加报警延迟系统会报警。实际上流量平衡会很快恢复,恢复时间大约10秒左右。因此根据管道的实际情况延迟报警时间减少因流量变化而引起的误报警,而泄露是无法在十几秒钟内恢复流量平衡的所以该系统不会误报。
三、埕港管线次声波预警系统技术特点
精确获得泄漏引发的压力波传播到上下游传感器的信号,需要准确地捕捉到泄漏次声波信号序列的对应特征点。由于不可避免的工业现场的电磁干扰、输油泵的振动等因素,采集到的次声波信号序列附