賀煥婷 惠賢斌 耿立娟 何鵬程

中國石油青海油田分公司

摘  要：介紹了S-image次聲波管道泄漏監測系統的工作原理、系統構成。以某輸油管道為例，闡述了該系統在管道主站及子站的設計、布站方式、系統架構等，并進(jìn)行了現場(chǎng)測試。結果表明，可準確定位管道泄漏點(diǎn)。建議提高泄漏監測閾值。

關(guān)鍵詞：輸油管道；次聲波；泄漏監測

輸油管道本體受內外部因素的影響，存在泄漏風(fēng)險。 S-image次聲波管道泄漏監測系統能夠及時(shí)監測管道泄漏并定位泄漏位置，為減少企業(yè)損失、消除環(huán)境和社會(huì )不良影響提供了可靠技術(shù)支持，為管道安全運行提供了強有力的保障[1]。

1 工作原理

S-image次聲波管道泄漏監測系統，采用聲音定位與圖像識別、定性及定量識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、隔離判定、人工智能、序貫概率比檢驗、壓力梯度和實(shí)時(shí)瞬態(tài)模型等多種技術(shù)對管道泄漏進(jìn)行判定。管道兩端分別安裝次聲波傳感器，當管道發(fā)生泄漏時(shí)，管道內部介質(zhì)產(chǎn)生振蕩，在泄漏點(diǎn)處形成密度波，同時(shí)管道內產(chǎn)生泄漏后的次聲波，通過(guò)數字化儀采集分析后上傳至中心站，結合聲速及時(shí)間差判定泄漏位置，系統軟件依據壓力、流量數據進(jìn)行分析后自動(dòng)報警并提供準確泄漏位置[2-4]。其監測原理見(jiàn)圖 1。

2 現場(chǎng)應用

在某油田輸油管道（中間設置加熱站3座）安裝一套S-image次聲波管道泄漏監測系統，由中心主站、監測子站兩部分組成，五個(gè)監測子站即管道首站－1#加熱站－2#加熱站－55公里處排氣室－3#加熱站－管道末站。布站設置系統架構見(jiàn)圖 2。

2.1 管道概況

監測管道長(cháng)80 km，管線(xiàn)規格為D159×6.3，材質(zhì)為L(cháng)245N無(wú)縫鋼管，輸送介質(zhì)為凈化原油，管道高程為2 719 m～3 377 m。其工藝示意圖見(jiàn)圖 3。

2.2 布站設置

整體配置如下：在主管部門(mén)安裝S-image次聲波管道泄漏監測系統主站1套，現場(chǎng)安裝監測子站5套（9臺次聲波傳感器）、隔離器8臺、太陽(yáng)能供電系統1套、高精度壓力單元9臺，配套安裝相應附件。

主站配置1臺專(zhuān)用中心站服務(wù)器， 1套S-image次聲波管道泄漏監測系統軟件及相關(guān)附件，實(shí)現與子站的數據交互及泄漏信號的處理和報警定位。報警信息包括泄漏時(shí)間、泄漏管段、泄漏點(diǎn)到管道首站和管道末站的距離、 GIS地圖定位等信息，通過(guò)中心站發(fā)出聲光報警。

監測子站配置見(jiàn)表 1。

2.3 現場(chǎng)測試測

試管段為首站至1#加熱站，長(cháng)度20.7 km。通過(guò)人工手動(dòng)放油模擬管道泄漏。測試結果表明，系統在未經(jīng)調試及參數優(yōu)化條件下，可以成功檢測到模擬泄漏事件并準確定位管道泄漏點(diǎn)，等效最小可測泄漏孔徑約2～16 mm；且成功監測到測試管段內的介質(zhì)泄漏、流程切換、管道搶修等事件。

3 結語(yǔ)

應用S-image次聲波管道泄漏監測系統可及時(shí)發(fā)現管道漏油事件，減少原油損失，具有一定的經(jīng)濟效益及社會(huì )效益。但管道運行參數的變化和泄漏監測閾值的限制，容易引起監測漏報和誤報，建議進(jìn)一步提高泄漏監測閾值、采用自適應報警閾值確定方法。

參考文獻：

[1] 于殿強，趙海培，鄢召民.輸油管道泄漏監測技術(shù)在勝利油田的應用[J].石油規劃設計， 2004，3(9)： 39-41.

[2] 羅宇，施劍.iSafe次聲波管道泄漏監控系統的應用[J].測繪通報， 2014， 6(11)： 137-139.

[3] 郭世偉，朱東旭，張敬.原油長(cháng)輸管道泄漏監測技術(shù)應用研究[J].油氣儲運， 2018， 3(2)： 17-19.

[4] 張清.長(cháng)輸管道泄漏監測技術(shù)的應用探析[J].中國化工貿易， 2019， 6(3)： 142-144.

作者簡(jiǎn)介：賀煥婷， 1985年生，助理工程師， 2013年6月畢業(yè)于西南石油大學(xué)，獲得油氣儲運工程專(zhuān)業(yè)工學(xué)碩士學(xué)位，現就職于青海油田鉆采工藝研究院，主要從事油氣集輸工作。聯(lián)系方式： 15379836575，hehuantqh@petrochina.com.cn。