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LabVIEW语言的液体管道泄漏检测系统开发

以美国NI公司的LabVIEW语言作为开发平台，采用PCI数据采集卡，连续采集压力、流量、温度、阀状态及泵状态等运行参数和物性参数，通过Intel网采用TCP／IP协议完成管道中心站与子站之间的通信，采用负压波法与管道运行的水力、热力模型结合，利用小波分析、Kalman滤波等信号处理方法，及时准确地对泄漏进行报警和定位，从而建立一套实时、完整、高效、经济的管道泄漏检测系统。     

压力分布在线仿真泄漏检测系统

榆济天然气管道目前面临管道泄漏及其次生灾害的威胁,需要一套完整的泄漏检测方案为管道系统安全生产提供保障。针对大型复杂天然气管道系统缺乏干线计量及沿线压力测点众多的特点,采用国内某公司自主研发的基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统,通过对比分析在线仿真压力和实测压力偏差分布实现管道全线的实时泄漏检测,持续监测管道系统的运行状态,及时发现可能出现的微小泄漏并确定其位置。结果表明:该泄漏检测系统不仅可用于实现大型复杂天然气管道系统的泄漏检测,还能发现仪表故障、站场异常操作等异常事件,突破了管道系统分段泄漏检测的限制,并可以对天然气管道泄漏进行动态监测,定位泄漏点。     

油气管道SCADA系统调控业务应用的GIS扩展

基于面向服务架构集成服务总线技术与面向对象管道模型技术,构建了开放、互联的油气管道SCADA系统软件,并从系统架构上设计了GIS与SCADA系统数据通信机制,利用GIS空间分析功能和油气管网SCADA调控业务计算结果,对整个油气储运生产运行过程的主要参数、管道信息、设备运行状态进行动态监测,利用地理信息系统全景展示油气管道运行状态,扩展油气管网调控业务应用,实现泄漏分析、应急处理等。     

气液两相流管道泄漏规律模拟

气液两相流管道流动参数复杂,一旦发生泄漏,管道内的工艺运行参数会发生改变,从而极大地增加泄漏检测难度。以流体力学基本守恒方程为基础,利用双流体模型建立气液两相流泄漏系统数学模型,并以5 km混输管道为模型,模拟分析分层流和段塞流流型下气液两相流管道的泄漏规律,探究流型、泄漏点尺寸及位置等因素对流动参数的影响。结果表明:管道发生泄漏后,管道沿线压力均降低;泄漏点上游流速略有上升,下游流速明显降低;泄漏点下游持液率降低,上游持液率几乎不变;当流型为分层流时,泄漏不会导致流型改变;当流型为段塞流时,较大尺寸的泄漏会使流型由段塞流变为分层流,较小尺寸的泄漏不会改变流型;泄漏点越靠近管道出口,泄漏点上游压力降低幅度越小。     

装配型输油管道辅助训练装置性能仿真

针对装配型输油管道辅助训练装置能否定量模拟长距离输油管道的问题,介绍了辅助训练装置泄漏工况模拟原理并建立了仿真模型,采用专为装配型输油管道开发的管道系统仿真软件,对真实管道和辅助训练装置模拟研究泄漏孔面积为11.82 cm2(23.5%)、33.5 cm2(66.6%)和50.27 cm2(100%)3种工况下管道参数的变化情况,并进行对比分析,结果表明:辅助训练装置能够定量模拟泵站出口压力的变化和管道泄漏后的流量变化,真实管道和辅助训练装置在不同泄漏工况下管道参数的变化大体一致。基于上述,利用辅助训练装置定量模拟真实管道发生泄漏后的水力状态变化是可行的。     

基于耦合分析的管道泄漏诊断方法及应用

目前,基于管道与泵机组间耦合状态分析的管道泄漏诊断方法研究较少。在对管道输送设备进行综合监测的基础上,基于负压波原理,提出了一种基于管道与泵机组状态耦合分析的泄漏监测方法,该方法主要包括了基于逻辑推理的管道压力异常捕捉算法、管道相关设备实时状态识别,以及基于耦合状态分析的管道泄漏判别。现场应用结果证明,该方法提高了对管道小泄漏的检测能力,可以有效排除因泵机组状态异常导致的管道泄漏误报警,降低了管道检漏误报警率,提高了监测效率,为保证管道输送系统的稳定性提供了一种新方法和思路。     

基于光纤传感的管道泄漏检测技术对比

与传统管道泄漏检测技术相比,基于光纤传感的管道泄漏检测技术具有超强的抗电磁干扰能力、高绝缘性、安全可靠等优点。针对不同光纤传感技术,为比较其在泄漏检测领域的优劣,进而指导实际应用,将基于光纤传感的管道泄漏检测技术分为散射式、干涉式、其他类型,详细介绍了各类技术的基本原理、研究现状及存在的问题,从光纤的测量长度、分辨率及应用情况等方面对其进行了对比,并对各类技术智能化、微型化、多参数实时化、高精度、高灵敏度及网络化的发展趋势作了展望。随着光纤传感技术在管道泄漏检测中越来越广泛的应用,管道的安全运行将得到更加有效的保障。     

高压输气管道泄漏模型

介绍了输气管道泄漏率的大孔模型和管道模型的特点及求解方程.分析了泄漏孔的孔径与管径等参数对大孔模型管道内压力、温度和气体泄漏率的影响.随着泄漏孔的孔径与管径比值(d/D)的增大,泄漏点压力和温度降低,气体泄漏率增加.提出可以用泄漏孔的孔径与管径的比值(d/D)作为工程计算的模型应用判断条件.在90%的准确度下,当d/D≥0.6时,使用管道模型计算泄漏率简单方便;当0.2＜d/D＜0.6时,宜采用大孔模型.     

沧临管道泄漏实时监测系统的设计与应用

沧临管道泄漏实时监测定位系统综合吸收了多种先进的检测技术和信号处理方法,采用检测泄漏点瞬态负压波的方式实现管道的泄漏检测和定位.通过介绍沧临管道泄漏实时监测系统的工作原理、系统组成、软件设计和应用实例,表明该系统对各监测数据的实时采集、传输和处理的速度较快,具有较强的数据网络监控功能和较高的管道泄漏检测灵敏度和定位精度,可以有效地保障输油管道的安全运行.     

中俄东线天然气管道运行保障关键技术

在中俄东线天然气管道投产后的运行阶段,因其高钢级、大口径、高压力、大输量的特点,且沿线途经高寒冻土区,故管道运行的不确定性因素多、风险高、维护与安全保障难度大。系统分析了中俄东线天然气管道在运行工艺方面面临的管网优化运行、冬季调峰、冰堵防治及放空回收等问题;在完整性管理方面面临的大口径管道内检测、高钢级管道安全状态评估等问题;在线路风险防控方面面临的天然气管道泄漏与安全状态监测、腐蚀、冻涨融沉防治等问题;在维抢修方面面临的管径1 422 mm管道的切割、退磁、修复等系列技术难题。归纳总结了国内外相关技术现状,提出解决问题的技术思路,总结了中俄东线天然气管道工程目前已取得的部分技术成果,以期为未来油气管道的建设与运营提供参考。(参52)     

中低压天然气管道弯头处泄漏流场和声场模拟仿真

城市天然气中低压管道弯头处一旦遭受破坏,后果严重,修复过程复杂。为了更好地对城市管道进行泄漏监测、定位、维护,开展了中低压管道弯头处泄漏流场和声场的研究。将弯头简化成弯管,采用软件联合模拟仿真,使用ICEM软件进行结构网格划分,在Fluent软件中进行流场分析,将脉动数据导入Virtual.Lab Acoustics软件进行泄漏管道的声学分析。建立弯管孔泄漏试验台,将模拟结果与试验结果进行对比,结果表明:泄漏孔处气体流动复杂,流向多变;泄漏声波能量主要集中在10 Hz以下,声压级随管道压力的升高而升高;声源主要是喷流区域的四极子声源和泄漏孔壁的偶极子声源。研究结果可为城市天然气管道发展和安全运行提供参考。     

天然气长输管道焊口开裂泄漏原因

某天然气长输管道在管道穿越处出土端发生焊口开裂泄漏,根据GB50251-2003《输气管道工程设计规范》对管道的工程设计、工程施工和生产运行等3个阶段进行校核,并结合定向钻穿越出土点的地质特征,对该天然气长输管道焊口开裂泄漏原因进行排查和分析。结果表明:管道的工程设计和施工都符合相关规范,而在生产运行过程中,工作压力波动、高速流体冲击、管内介质温度变化以及管道形变等因素可能导致局部应力集中,并在焊口的薄弱环节发生应力疲劳开裂,从而造成泄漏事故。     

输气管道球阀的正确安装及内泄漏检测

针对输气管道球阀在运行中经常出现密封面受损、阀门漏气等现象,提出了管道球阀在安装过程中应注意的一些问题,给出了3种球阀泄漏检测方法,采用这些方法,可有效地降低管道事故,确保输气管道安全运行.     

基于SCADA和GIS的油气调控运行系统

基于SCADA和GIS技术的油气管道调控运行系统,可以有效提高油气管道调控运行水平,加快管道数字化建设步伐.根据SCADA和GIS技术在管道调控运行中互补应用的可行性,建立了系统的基本框架:在同一平台上完成SCADA和GIS数据的处理,同时支持静态和实时数据处理且保证效率,用户最终通过同一接口访问空间和实时数据,执行油气管道的生产调度和决策指挥工作.系统的基本功能包括泄漏检测定位可视化,清管器跟踪定位与显示,批次跟踪定位与显示,应急救援指挥与决策,信息查询、分析和统计,管道与附属设施多媒体,参数报警与高亮显示,状态参数在线显示,图表处理与打印等.系统要实现动态数据和静态数据的统一管理,在接口处理和数据存储等方面尚存在诸多技术难题,有待探索和完善.     

加拿大的省际管道

以考察报告方式全面介绍了加拿大省际管道系统的生产和管理概况。加拿大省际管道历经近50年的建设与发展,是目前世界上规模最大、距离最长、输送工艺最复杂的液体管道输送系统,管道干线长度约占世界成品油管道长度的1/6,输送介质除原油、成品油和液化天然气外,还输送甲烷、丙烷、丁烷和各种合成物等石油化工产品。在生产运行和管理上拥有先进、完整的控制方式,体现在全线实行SCADA和计算机等自动控制,高效细致的生产调度,顺序输送采用在线压力检测、密度计量等手段对输送介质进行界面跟踪,以计算机监测系统监测管道的泄漏位置和泄漏量等。同时,在强化管理人员的素质和参与国际经营方面也具有成功的经验。     

利用SCADA系统实现管道泄漏检测与定位

将泄漏检测系统与SCADA系统融为一个统一的系统,对秦京输油管道SCADA系统硬件结构进行调整和软件优化,解决了用管道负压波法检测泄漏所需参数的问题.介绍了系统的构成和应用软件的设计思路及功能,通过现场试验和实际应用,验证了系统的泄漏定位精度和灵敏度等主要技术指标.在保持原SCADA系统功能的前提下,增加了泄漏检测功能,实现了管道泄漏检测与定位.     

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。     

基于参数优化GM-Markov模型的海底管道腐蚀预测

为了避免由海底管道腐蚀导致的穿孔泄漏等事故,及时对海底管道进行维修和防护,利用传统灰色系统处理少数据与贫数据的特点、马尔科夫理论预测未来状态的特点,提出基于参数优化GM-Markov模型的海底管道剩余寿命预测方法。首先分析了灰色GM(1,1)模型构建的可行性,随后建立参数优化的GM(1,1)模型,改变模型初始条件,对海底管道腐蚀深度进行预测。根据预测的腐蚀深度,利用Markov模型对海底管道未来腐蚀状态作定量分析,预测其剩余寿命。以某海底管道试验段为例,预测了该管道的剩余寿命。结果表明:改变初始条件后的模型可在样本数据少的情况下达到更高的预测精度,推广应用性较强。(图3,表6,参31)     

成品油管网的“白箱”在线仿真

采用英国水力集团公司（HAL）SSL公司的VariSim动态模拟分析软件,建立在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型。在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据。VariSim“白箱”在线模型,实时利用管道运行的数据对管道的实时状态进行完整的动态模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球跟踪,批次和混油跟踪,全线任意位置点的压力、温度、流量预测等。在线仿真软件的实时动态模拟,可为管道的实际生产操作提供重要参考。