石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术研究

【摘要】本文主要从石油天然气运输管道的系统原理、管道泄漏定位与检测技术、加强油气管道风险预控及安全管理的几点措施、输油管道泄漏检测技术的发展趋势等方面进行研究。

【关键词】石油天然气；运输管道；泄露

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

随着世界范围内的能源缺乏，石油天然气的长运输管道泄露问题越来越受到重视，本文就其泄露检测及定位技术进行了研究。

二、系统原理

有关输油管道的检漏方法说明：主要分为直接的检漏方式和间接的方式两种。直接的方法就是在管道外进行的，在管道外安装检测元件检查。该方法检测比较细微，能定位，方便使用，在管道建设时进行安装，间接的方法是以检测到的一系列变化的管道运行参数能得出是否发生泄漏现象与直接方法相比，这种方式不灵敏，只能检测出一些泄漏较大的现象，但该方法也存在在管道建设后进行，特点是能进行不断的升级。

所谓的高精度管道泄漏监测定位技术，详细的来划分是由多种学科组合而成。该系统的主要构成因素有次声波管道泄漏定位技术、全球卫星定位系统、地理信息管理系统构成。它是以地理信息管理系统技术的综合管理平台为基础，适用范围为距离长、多管段、条件复杂的地区进行使用。该系统的核心是地理信息管理系统，它是将生产信息的管理平台构建为可视的，这样生产数据的集中管理和共享就能达到，这样做的好处是方便管道管理中对生产运转情况和安全情况的管理。

输油管道泄漏报警以及定位系统的功能是来监视输油管道上每段管道是否出现泄漏情况的。如果出现原油泄漏的情况，系统做的是自动发出警报且详细定位。这样做的目的是使油田生产单位及输送单位能及时应对突发事件，从根本上降低了损失。将系统与管道的具体情况特点进行结合，针对性和实用性较强，从而满足了油田及输送单位生产必需的条件。

输油管道在正常运行中的过程中出现的故障主要是原油的泄漏。输油管道在进行工作运转中，会由于腐蚀穿孔或者是其他外力作用等外因导致原油泄漏，这造成的损伤都是严重的。还有一些较专业的盗油组织，这都对输油生产造成了一定干扰，出现安全隐患。综上所述，监视油管是否泄漏的状况对输油管道安全生产管理起着决定性的作用，同时保障了输油管道的正常规则的运行。

三、管道泄漏定位与检测技术

目前主要检漏方法有两种：

对石油产品和气体泄漏的直接检漏法；

对因泄漏所造成的流量、压力、声音等物理参数发生变化而进行检测的的间接检漏法。

1.直接检漏法

石油天然气长输管道的泄漏监视最初阶段采用的是人工分段巡视的方法。利用此法进行检测，在天然气中需要添加添味剂，当天然气浓度在空气中达到最低爆炸的极限（约1%）时，依靠嗅觉可能才会被发觉。为了对泄漏检测能力的提高，对各种可携带的检测仪器进行了研制与开发，对石油天然气管道泄漏检测设备也要进行研制。微量泄漏的检测一般采用直接检漏法进行检测，这种检测不只是在管道运行过程可进行，在停运阶段也可进行检测。

2.间接检漏法

（一）基于物质平衡的检漏方法。该方法有较高的应用价值，通过利用动态体积或质量平衡原理以及管道进、出口流量差来检漏既能检测出大的泄漏，也能检测出小的泄漏，但此种检漏方法是容易受到流量计精度和对管道油品存余量估计误差的影响。

（二）单纯采用压力刚童信号进行检漏。压力梯度法我国多数长输管道不在中间泵站上设置流量计，在这种情况下只采用压力信号来；波敏法（Wavealert）突然发生的泄漏会在管内产生一个负压力波，并同时向上、下游两个方向传播，根据这一现象进行泄漏监视的方法称为波敏法进行检漏。

（三）放射性检漏技术。油气管道的放射性检漏技术是将放射性标记物131碘或82澳加人管道内，经过泄漏处时示踪剂漏出附着于泥土中，采用示踪剂检漏仪，在管道内部或地表沿线检测，记录漏出示踪元素的放射性。根据记录曲线，可以找出泄漏部位。2.3 管道泄漏自动检测与定位技术

随着计算机技术的迅速发展及SCADA系统在油气长输管道上应用的出现，在线实时检测技术也逐渐发展起来。这些方法是在建立管道实时模型的基础上，利用SCADA系统采集到的数据作为边界条件，再依据一定的检测原理进行泄漏检测。泄漏检测与定位技术的原理是动态质量平衡法与压力偏差法。

四、加强油气管道风险预控及安全管理的几点措施

1.要有风险识别意识，加强隐患排查

油气公司对旗下管理的管道有主要的风险识别与评价责任，必须定期开展相关的检查和管理，确保管道的完好性和运输的安全性，做好完整性管理工作。在实施管道完整性管理过程中，首先要定期收集和整理管辖范围内的管道数据，然后进行认真、仔细地识别和分析后进行风险评价。及时全面细致地掌握各运输管道的风险状况，分析各项风险因素对管道整体安全性的影响，从而明确需要开展的风险项管理和控制，合理分配有限维护和维修的部位。根据风险评价和分析结果，进行实地检测后及时采取维护和维修措施。相关企业和部门应认识到定期检测的重要性，积极主动地进行检测并及时发现和消除隐患，尤其是在一些城镇建设施工地区需加强管理，做好管道标识工作，避免因施工挖掘造成的管道破坏。

2.加强油气管道法制建设，依法监督管理

我国关于石油天然气运输管道的检验法规还并不完善，相关的检测技术和手段还比较落后，使得我国油气管道的定检率比较低，仍然存在一些安全隐患。国家相关部门应尽快出台《石油天然气管道保护法》，从立法上加强石油天然气管道管理的发质建设，明确各级政府和相关部门在管道运输安全问题上的责任和义务。同时进一步规范石油天然气管道安全生产服务组织，严抓严打非法盗油、占压和破坏等行为。

五、输油管道泄漏检测技术的发展趋势

1.采用软硬件相结合的方法来进行输油管道的泄漏检测，在检测过程中应以软件方法为主，而硬件方法为辅

近些年来，控制理论、计算机技术、模式识别、信号处理、人工智能等学科获得了很大发展，这些技术的发展促进了输油管线泄漏检测技术的进步，这种以软件为主的检测方法能够实现在线监测，出现问题时迅速发出报警信号。所以，这种检测技术以成为研究的趋势和热点，同时对于非线性的管道系统，在检测和定位的过程中自动适应思想具有重要作用。但是因为基于硬件方法存在定位精度方面较高和在误报警率方面较低，所以将硬件方法和软件方法进行有机结合，就能够促进管道泄漏检测的技术发展。

2.实现SCADA系统和泄漏检测系统的有机结合

SCADA系统能够为泄漏检测系统提供准确的数据源，同时能够监管管道运行状况，这是管道检测自动化的主要发展方向。因为检漏系统的单一性不利于经济效益的实现，所以泄漏检测系统将和SCADA系统进行有机结合，对SCADA系统中的功能加以充分利用，并使其成为SCADA系统的重要组成部分。

3.充分利用光纤传感器

光纤传感器是近几年来发展的重点，其在对物理量测量的过程中，能够对信号加以传输。它在抗干扰和对信号衰减进行解决方面具有无法比拟的优越性。此外，伴随着分布式光纤传感器的快速发展，在不久的将来，我们就能够只利用几根或一根光纤而对管道内物质的压力、温度、管壁应力、流量进行及时的在线测量。这有利于管道监控系统的进一步发展，所以，在输油管道的泄漏检测技术中充分应用分布式光纤传感器有着很好的前景。其不但有利于泄漏检测技术在定位和精确性方面的发展，而且具有一定的便利性，经济性，以更好的维护输油管道的发展。

六、结束语

只有加强石油天然气长运输管道的泄露检测及定位技术的研究，才能使石油管道整体质量得到提高，该部分研究具有很强的实用价值。

参考文献：

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