长输油管道泄漏检测与定位技术研究进展

长输油管道泄漏事故不仅会造成重大经济损失,而且会给生态环境带来灾难性的破坏,因此对长输油管道进行在线实时监测与快速精准定位是保障管道安全运行的核心要素。首先对目前国内外常用的泄漏检测技术进行了分类总结,其次详细论述了长输油管道泄漏检测技术原理、性能及其优缺点,并对长输油管道泄漏检测中存在的微小泄漏、缓泄漏等难点问题进行了重点评述。最后在全面总结现有研究成果的基础上,对长输油管道泄漏检测技术的发展潜力、应用前景、目前存在的问题以及如何进行下一步研究进行了深刻的分析和展望,认为干涉型分布式光纤传感法联合深度学习模式识别技术可以更好地实现远距离输油管道泄漏检测领域的智能化、高效化,并在未来的泄漏检测领域具有良好的应用前景。     

负压波输油管道泄漏检测技术研究

管道输送以自己独特的优点在国民经济中占有重要的地位,然而由于各种原因,管道泄漏事故频频 发生,不仅造成资源损失和环境污染,而且会带来巨大的财产损失和人员伤亡。为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。针对这个问题,本文主要介绍了负压波泄漏检测技术,分析了其检测定位原理以及影响准确定位的关键因素,最后说明了管道泄漏检测系统的设计与构成。     

光纤传感技术在海底管道泄漏监测方面的应用

海底管道作为海上油气运输的重要设施,一旦发生泄漏事故,不仅会造成巨大的经济损失和环境污染,还会造成重大的社会影响,因此亟需一种在线监测技术来对海底管道进行实时在线监测。针对目前对海底管道因腐蚀和第三方破坏等造成海底管道泄漏无法进行实时监测和定位的问题,开发了基于光纤传感技术的泄漏监测系统。通过实际应用,该系统能够有效地进行海底管道泄漏监测。     

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术．输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时，光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征．分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化．在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测，可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位．计算机通过对数据进行分析和融合，根据信号特征判断并淮确定位管道泄漏等事件的发生，提高压力管道的监测水平．     

应用于周界安防的防区型分布式光纤振动传感系统

分布式光纤传感系统由于其分布式和不易受电磁干扰的特点,被广泛应用于管道泄露、海洋检测和安全生产等领域。设计了一套基于迈克尔逊干涉仪的分布式光纤传感系统,通过对振动信号的采集和处理进行预警和定位。系统通过冲击性激励和周期性激励来探测振动信号,可以根据需要设置相应的防区数量,每个防区都可以实现150 m到2 000 m固定范围中小振动信号的探测,且连续触碰、敲击两次以上探测率接近100%。网络传输单元以STM32F103为主控芯片,运用窄带物联网(NB-IoT)技术实现了传感系统的同步和通过移动设备实时查询的功能。     

埋地管道泄漏三维大地温度场仿真分析

考虑管道泄漏后渗流场与温度场耦合,建立了埋地管道泄漏前后的三维大地温度场的物理模型及数学模型,给出了合理的热力学及流体力学边界条件.采用FLUENT软件进行埋地管道泄漏前三维稳态温度场的数值模拟,在此基础上进行了埋地管道发生点泄漏的三维瞬态温度场的数值模拟.研究结果表明:埋地管道泄漏,大地温度场变化非常明显,泄漏点附近形成相当大的泄漏热影响区,该特征为光纤光栅温度传感技术及热红外技术检测埋地管道泄漏提供了理论依据.     

基于光纤分布式测温的热力管道泄漏定位系统

针对传统热力管道泄漏巡检方式存在的准确度不高、抗干扰能力差等不足，采用光纤分布式测温的方法测量热力管道沿线温度场，当发生泄漏时，管道中的热水或蒸汽会流出并改变泄漏点周围的温度场，系统可以快速捕捉温度变化并实时定位泄漏点。实验检测系统性能指标为温度精度(温度测量值与真实值间的误差)±1℃,空间分辨率≤2 m,目前已成功应用于济宁运河电厂热力管道的检测中，精确地测量了热力管道沿线15 km的温度变化，并成功对一处泄漏行为进行了报警，表明分布式光纤测温系统在热力管道泄漏监测领域具有广阔的应用前景。     

基于Bragg光栅的天然气管线泄漏识别方法

天然气存在可压缩性强,动态特性缓慢等特点,传统输油管线泄漏检测方法难以适用于天然气管线的泄漏检测。本文提出采用准分布式光纤Bragg光栅传感技术实现天然气管线泄漏的在线监测技术。利用一条光纤Bragg光栅光缆作为传感器并行铺设在天然气管线附近,拾取管线由于泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的应变信号,通过匹配光栅法和自动识别技术检测管线泄漏并进行定位。仿真实验结果表明,该方法可以实现对天然气管线泄漏进行诊断并准确定位。     

基于Bragg光棚的天然气管线泄漏识别方法

天然气存在可压缩性强,动态特性缓慢等特点,传统输油管线泄漏检测方法难以适用于天然气管线的泄漏检测.本文提出采用准分布式光纤Bragg光栅传感技术实现天然气管线泄漏的在线监测技术.利用一条光纤Bragg光栅光缆作为传感器并行铺设在天然气管线附近,拾取管线由于泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的应变信号,通过匹配光栅法和自动识别技术检测管线泄漏并进行定位.仿真实验结果表明,该方法可以实现对天然气管线泄漏进行诊断并准确定位.     

用于常温输送管线泄漏检测的特种感温光缆材料特性研究

该文提出了一种用于常温介质泄漏检测的被动加热感温特种光缆,分析了特种光缆结构中反应物材料的温升特性。通过在光缆结构中添加反应物的方式,使管道泄漏点处的常温介质与反应物产生化学反应而被动加热,从而利用分布式光纤测温技术来检测泄漏点,实现常温介质输送管道健康状态的实时监。实验结果表明,特种光缆结构中反应层在2mm厚度时效果最佳,能够达到泄漏点温度检测的要求。     

分布式光纤油气管道监测系统研究

提出一种基于混沌理论的监测分布式光纤管道泄漏监测系统的方法,采用Duffing相轨迹法和Lyapu-nov指数法检测微弱的正弦信号,建立了基于混沌理论的分布式光纤管道泄漏检测系统的数学模型,并且进行了实例验证。     

基于EMD的油气管道安全分布式光纤预警系统信号分析方法

针对油气管道安全分布式光纤预警系统检测信号的非平稳特征，提出了基于经验模态分解（EMD）的信号分析方法．预警系统基于Mach—Zehnder光纤干涉仪原理，沿油气管道同沟敷设光缆，利用其中三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器，实时检测管道沿途所发生的泄漏及其他异常事件．该信号分析方法将检测信号通过EMD分解为多个平稳的固有模态函数（IMF）之和，选择若干包含信号主要信息的IMF分量对其进行峭度分析，提取几种事件信号的特征．最后分析了现场实验数据及其信号处理结果．研究结果表明，该方法可以有效地对管道周围发生的泄漏和其他异常情况进行特征提取．     

基于小波奇异值分析的管道泄漏特征提取研究

分布式光纤泄漏检测技术在油气管道泄漏监测领域有广泛的应用前景。本文通过分布式光纤测温系统获取输油管道实时的温度信号,利用小波奇异值分析对信号进行特征提取,判断管道的泄漏程度及位置。实验结果表明:小波奇异值分析不仅对严重泄漏时的温度信号可突出特征,而且对于轻微泄漏情况下或干扰作用下特征信息微弱的温度信号,具有很好的降噪、特征提取的作用。     

分布式光纤传感中用于快速检测的软硬件设计

针对目前分布式光纤传感系统检测速度慢的缺点，利用可编程逻辑器件(FPGA)芯片为核心设计能快速检测的数据采集系统，将1次全量程检测时间从30 s甚至几分钟缩至10 s以内，使得分布式光纤传感接近实时. 分布式光纤传感技术是光纤传感中最有应用前景的技术之一，其最大的优点是能实现大范围超长距离检测.介绍布里渊和拉曼这两类分布式传感的传感原理以及其重复性、帧结构的传感数据特点. 根据该特点设计基于FPGA内部的多个先入先出（FIFO）的超长环形队列进行数据缓冲和求均算法操作，对信号进行降噪处理，并设计基于USB20协议的CY7C68013A数据传输模块将数据传输到上位机显示和存储. 结果表明，该设计解决了分布式光纤传感中因测量时间长，不能实时检测的问题，实现准实时检测，大大提高分布式光纤传感的性能，可应用于需要准实时监测和大量传感器的场合.     

分布式光纤传感系统在煤矿采空区火灾监测中的应用

为弥补束管监测系统存在的不足,利用光纤传感技术的优势,将分布式光纤传感系统应用于煤矿采空区,对采空区内温度进行实时在线监测。理论分析及现场实践表明,此系统可以对高温点进行连续监测和定位,且具有本质安全、远程、分布式连续测量等特点。同时,对监测数据及数值模拟结果进行对比分析,结果表明光纤光栅技术能够精确、连续测试采空区内温度变化,可为清晰分析和判断采空区自然发火规律提供良好数据资料,有效地弥补了现有检测技术所存在的弊端。光纤传感技术在煤矿安全上的研究应用对认识煤矿灾害形成机理和重大灾害预测预报技术的发展起到促进作用。     

国内化工园区输料管道泄漏检测技术的研究进展

随着科技的发展,化工园区日益增多,随之而来的便是管道泄漏的安全问题,大部分化工原料具有易燃易爆,有毒等特性,化工管道一旦发生泄漏,若没有得到及时处理,会发生难以想象的损失,因此,化工园区输料管道泄漏检测是液体输送管道正常和高效运行的保证,快速检测出管道泄漏的发生并准确确定泄漏位置,能够在最大限度上减少难以估量的经济损失以及严重的环境污染。通过总结国内液体输送管道泄漏检测与定位的一些技术和方法,本文综合评价了目前化工园区输料管道泄漏事故的研究进展。     

油气管道的风险评价技术

油气管道会在使用一定时期后发生因腐蚀、第三方破坏或超压等因素所造成的管道泄漏或管道破裂事故[1]。由于油气介质具有易燃、易爆和易扩散的特性,所以油气管道的泄漏或破裂事故容易造成人身伤害、设施破坏和环境污染等严重后果。于是,人们希望寻求更好的技术措施来有效地防止油气管道灾难性事故。风险评价技术正是在这种需求下被引入到油气管道工业中的一种管理技术。     

输油管道负压波法泄漏检测中的误报警排除法

管道泄漏事故频繁发生成为妨碍管道安全运行的主要原因,随着油气管道自动化水平的提高,很多管道实现了泄漏的自动检测,但由于各方面的原因泄漏检测的误报警率较高。针对新疆油田某原油管道,分析了管道运行的各种工况,提出了消除误报警的多种措施,在实际运用中取得了良好的效果。     

盒子模型在丙烷瞬时泄漏模拟分析与安全评估中的应用

以某光纤企业汇流排丙烷气体瞬时泄漏为例,对重气云扩散模式及其影响因素进行研究,选用盒子模型进行扩散模拟,求得浓度随扩散时间、泄漏点距离的变化规律、产生健康危害的下风向距离以及造成的危害区范围.经计算可知,距泄漏点下风向33.11m即可达到爆炸浓度下限,丙烷云团瞬时泄露扩散45s后能造成409.23m的人员健康危害区.经过分析,企业汇流排实际布局不能满足气体泄漏事故发生时的安全要求.此结果可为发生事故时作业人员确定事故毒害危险区及疏散范围提供合理性依据.     

基于改进的经验模态分解方法的热网管道泄漏检测方法

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。为了延长管道使用寿命、及时发现和处理管道泄漏事故,通常采用基于声波检测的管道泄漏检测方法。对基于声波检测的热网管道泄漏检测方法进行了研究。对经验模态分解方法进行了分析,针对其存在的端点效应问题提出了一种改进的方法,经过仿真实验和性能对比,验证了方法的有效性和优越性。将这种改进的EMD算法应用在热网管道泄漏检测中,取得了较好的管道信息处理效果。