负压波管道泄漏检测与定位技术

对基于负压波的管道泄漏检测与定位方法进行了研究，介绍了负压波泄漏检测、定位原理及方法，说明了其优缺点。在分析负压波管道泄漏检测与定位系统的工作原理基础上，提出了一套系统设计方案，介绍了负压波管道泄漏检测与定位结构模式识别系统的硬件结构和软件设计。     

基于龙格-库塔法的天然气管道泄漏检测与定位

为了研究天然气管道的泄漏定位技术,结合龙格-库塔法,建立天然气管道的数学模型。利用该模型,基于试验仿真系统模拟天然气管道泄漏,并计算得到泄漏点位置;将定位结果与传统次声波检测定位结果进行对比,验证基于龙格-库塔法的管道泄漏检测技术的定位精度。仿真试验表明:采用龙格-库塔法的泄漏检测定位技术能快速、简单地检测管道中的泄漏,当流量为210~400 L/min时,定位精度可由次声波检测的3~10 m减小到0.5~4 m。该泄漏检测技术相比传统的次声波检测更加先进,提高了检测定位的精度,未来可以对该技术加以改进,并进行推广。     

管道泄漏实时监测系统的原理及其应用

介绍了一种新型原油长输管道泄漏实时监测系统，该系统基于负压波泄漏诊断分析方法，结合小波变换、模式识别、卫星定位系统(GPS)等多种先进技术，可对管道进行泄漏实时监测，灵敏度高，报警、定位准确，实用效果显著。     

关联维分析方法在管道泄漏定位中的应用

基于瞬态压力波的泄漏检测和定位方法在工程实际中已经得到了广泛应用,在原有的基于混沌关联维分析的管道泄漏检测方法的基础上,进一步将混沌关联维分析的思想应用到基于负压波的管道泄漏定位中,使用某管道的实际历史数据进行了离线试验,试验结果表明了该方法的有效性。     

基于相似度的管道泄漏负压波定位算法

常用的负压波管道泄漏监测技术是通过计算压力下降拐点时刻,得到负压波到达上下游的时间差来定位泄漏点位置,但受负压波传播衰减、缓慢泄漏压力变化小、噪声干扰等影响,压力的下降拐点不明显,无法准确计算得到时间差,降低了泄漏点的定位精度。为了减少负压波泄漏监测技术的定位误差,基于管道泄漏上下游同时传播的负压波同源的特点,采用欧氏距离计算上下游负压波之间的相似度,可得到负压波向上下游传播的时间差,进而变换得到泄漏点位置。经现场应用测试,结果表明:该方法可准确定位管道突发泄漏和缓慢泄漏的位置,定位准确度高,弥补了原有的负压波管道泄漏监测技术对较缓慢泄漏定位不准的不足,将原有系统简单升级即可实现性能提升。(图5,表1,参18)     

成品油管道周边区域个人风险分析

为了对成品油管道周边区域个人风险水平进行量化计算,建立了成品油管道个人风险计算模型,并给出了计算流程。成品油管道个人风险计算模型设定了各类危害因素的管道基准失效频率,采用对基准失效频率修正的方法计算管道失效频率;根据管道泄漏孔尺寸,将管道泄漏类型分为微孔泄漏、中孔泄漏、管道破裂泄漏3类;对管道失效危害后果进行计算,主要包括泄漏速率、引燃概率、火灾热辐射、热辐射伤害。在管道失效频率和失效危害后果计算的基础上,计算得出管道周边区域个人风险,并明确其是否处于可接受水平。该模型计算个人风险需要依赖于管道失效数据库的事故统计,建议加强中国油气管道失效数据库建设。(图3,表5,参20)     

基于多源信息融合的管道泄漏监测

采用OPC技术对管道运行参数进行远程高速采集,运用过程平稳熵对管道瞬变状态进行识别,将由管道泄漏引起的压力、流量、密度、温度等运行参数以及管道参数、油品参数进行融合诊断,以弥补单一传感器或同类型传感器进行泄漏诊断造成的泄漏识别准确度和定位精度较低等不足。将基于多源信息融合的管道泄漏诊断方法用于西部原油成品油管道的泄漏监测,结果表明,该方法能有效地识别泄漏,具有较高的泄漏定位精度。     

基于T-S模糊神经网络预测算法的管道泄漏定位研究与分析

长输管道的泄漏检测和定位对管道安全平稳运行意义极其重大,在以软件计算为主的检测方法里,模糊神经网络模型综合了模糊算法和神经网络模型的优点,能较好地适应长输管道的非线性特征。本文采用中亚地区某管道某相邻两站场的历史数据训练基于高木-关野（Takagi-Sugeno）模糊神经网络的预测模型,使用STONER管道仿真软件产生实时数据,用一种较简单的软方法较好的实现管道泄漏定位,该种方法对中亚某长输管道这类没有专门硬件泄漏检测设备和系统的管线有一定的实用意义。     

管道泄漏分布式光纤监测时-空大数据分析方法

分布式光纤传感器能够灵敏地感知管道任意位置泄漏导致的局部温度变化,但是海量监测数据却具有显著的时-空非平稳性特征,难以直接根据监测数据进行泄漏诊断。在统计模式识别框架下,提出一种基于滑动窗口离群值分析的时-空大数据分析方法,仅利用分布式温度监测数据的内秉特征即可实现管道泄漏的智能化识别,确定了滑动窗口长度和异常状态诊断窗口长度的取值方法,并且进行了原型保温钢管泄漏监测的物理模拟。结果表明:在管道完好的状态下,该方法不会发生误报警的情况,而管道一旦发生泄漏,该方法能够快速识别管道泄漏事件,并对泄漏位置进行精准定位。该方法是一种无监督的人工智能大数据处理方法,在埋地管道泄漏监测中具有良好的应用前景。     

天然气管道线路截断阀误关断判断算法

为减少天然气长输管道线路截断阀误关断次数,提高阀室泄漏检测系统的可靠性,基于大量阀室误关断事件的原因分析,结合气体流体力学理论,运用SPS仿真软件建立了长输天然气管道泄漏仿真模型。探究了天然气长输管道泄漏过程中泄漏位置、管道运行压力等条件对压力下降过程的影响规律,并在此基础上计算在特定管道出现泄漏时可能发生的最快压力下降过程数据。据此,设计了一种天然气管道线路截断阀误关断判断算法,并编写了管道泄漏线路截断阀关断的控制程序。仿真数据及试验结果表明,该方法可根据压力变化特征实现误关断信号与真实泄漏信号的判断,降低系统误关断率。     

声波检测技术在管道防盗中的应用

在油气管道运行中,经常出现不法分子在管道上打孔盗油盗气的现象,如果不能及时发现并制止,不仅会给国家带来巨大的经济损失,还会造成严重的环境污染.介绍了基于声波检测技术的管道防盗实时检测预警系统的工作原理及可行性试验,该系统能够及时发现不法分子在管道上的打孔行为,可以从根本上避免和消除打孔盗油现象,在生产应用中取得了良好的效果.     

热油管道停输数值模拟

合理进行热油管道停输后的温度计算，模拟原油的凝固过程，有利于热油管道安全停输时间和再启动方案的确定。针对加热原油管道停输后油品物性、管道及周围介质的相互关系及其不稳定传热问题，提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化，以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行处理，构造出问题的差分方程。运用所提出的方法，对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算，与实测数据和文献中的计算方法相比，计算结果更符合实际情况。     

输油管道非稳定热力过程数值分析

在埋地热油管道的运行中,因其输送工艺的变化,如反输、停输和启动等,管内原油与土壤中的热力平衡状态被破坏,油温及土壤温度将重新分布。因而,研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过采用双极坐标保角变换的方法,将半无限大土壤温度场转化为有限场,提出了热油管道非稳定热力过程计算方法。以花格线和中洛复线反输运行试验数据与该方法计算的结果进行了验证,结果表明,数值计算结果与实测结果非常吻合。认为该计算方法可用于热油管道的停输、启动、反输等非稳定热力过程的模拟计算。     

用预测-校正法计算热油管道的轴向温降

针对长输埋地热油管道轴向温降计算误差大的问题,在充分考虑影响热油管道轴向温降各种因素的基础上,研究了油品物性(密度、比热容、粘度)和总传热系数与温度变化的关系,建立了热油管道稳定运行时轴向温降的数学模型,并采用预测-校正法求解数学模型.该模型较适用于有进出油点的管道,与常规的计算方法比较,该模型更接近实测值,精度较高.     

油罐与管道连接波纹管抗震合理长度

针地油罐与管道连接小纹管这个抗震薄弱环节加以研究,综合波纹管静力分析方法、油罐与管道连止纹管系统静力分析 地震作用下油罐与管道连接动力分析方法,考虑波纹管内流体自重、油罐地基下沉、温差载荷及地震载荷作用,提出了油罐与管道连接小纹管抗震合理长度的确定方法,可为工程中油罐与管道连接小纹管的抗震设计及有关行业标准的修订提供理论依据。     

含蜡热油管道结蜡区对整体运行工况的影响

建立了两站间无旁接含蜡热油管道蜡沉积分布和运行工况数学模型：出站油温、周围环境温度及流量决定着含蜡热油管道的结蜡方位;管道结蜡后,结蜡段传热系数、流速、管道摩阻及管道沿线各流态长度等运行工况将发生变化。算例分析表明：管道沿线因存在结蜡层而使散热量降低,但提高管道出站油温,进站油温升高并不明显;随着结蜡起始点与出站之间距离的增加,管道沿线总摩阻基本呈线性降低且直线斜率较大;管输油品不同流态长度与管道沿线结蜡位置基本呈线性变化关系。（图3,表3,参11）。     

基于SPS的输油管道典型事故瞬态工况分析

为准确掌握输油管道事故工况变化对安全运行的影响,基于SPS管道仿真模拟软件,对输油管道典型事故发生时的瞬态工况进行模拟分析,得出了输油管道瞬时压力和流量的变化规律。结果表明：管道沿线泵站停运时,流量减小,进站压力升高,出站压力降低;泵站启动时,流量增加,进站压力降低,出站压力升高;阀门突然关闭时,阀门通过流量迅速降低为0,上、下游流量下降,上游压力上升,下游压力降低;管道发生泄漏时,泄漏点压力迅速降低,上游流量增加,下游流量减小,上、下游压力均降低。分析结果对制定输油管道事故应急预案具有一定的指导意义。（图6,参10）     

埋地热油管道停输降温过程的研究

介绍了数值求解埋地热油管道停输过程中管内油品、管外保温层和管外土壤温度场3个数学模型确定管道停输降温过程的方法,指出埋地不保温热油管道停输后,管内油品与管外土壤同时降温,管外土壤存在降温影响区,而埋地保温热油管道停输后,管内油品温降速度则明显小于不保温管道.     

采用探针法测量热油管道周围土壤温度场

在热油管道预热投产和停输再启动过程中,为了保证管道安全生产,常常需要对管道周围土壤温度场进行监测。探针法具有不需要预捏测温元件、不破坏管道周围土壤的原有状态和土壤中已建立的温度场等优点,是一种方便、快捷的土壤温度场测试方法。在东黄复线、东临线和中洛线上进行的７次现场测温应用表明,该方法测试结果可靠,测温精度能够满足工程要求,不仅可用于埋地热油管道周围土壤温度场测试,也可用于输油站上管道埋深处的自然     

油船液货作业过程舱气状态实时仿真

采用大系统仿真的建模方法，将油船各个液货舱气相区作为节点置于液货气相管网中，构建一个大系统。在对液货气相管网采用管网有限元方法进行稳态建模和对油船所有液货舱气相区作为变质量系统实行动态建模的基础上，采用预报校正法来离散一阶非线性方程组，并根据工况特征来选择时间步长实现实时仿真各种液货作业中涉及船舶安全的液货舱气相区和气体管网系统中压力、温度、烃气浓度和氧浓度等舱气物性参数的动态变化。仿真结果符合客观实际并通过实测数据得到了验证。仿真研究为油船液货舱气相区乃至整个液货舱的状态控制和液货作业优化提供了理论依据和途径。