S-image次聲波泄漏監測技術在輸油管道的初步應用
來源:《管道保護》雜志 作者:賀煥婷;惠賢斌;耿立娟;何鵬程 時間:2020-11-18 閱讀:
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,并進行了現場測試。結果表明,可準確定位管道泄漏點。建議提高泄漏監測閾值。
關鍵詞: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,存在泄漏風險。 S-image次聲波管道泄漏監測系統能夠及時監測管道泄漏并定位泄漏位置,為減少企業損失、消除環境和社會不良影響提供了可靠技術支持,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、神經網絡、隔離判定、人工智能、序貫概率比檢驗、壓力梯度和實時瞬態模型等多種技術對管道泄漏進行判定。管道兩端分別安裝次聲波傳感器,當管道發生泄漏時,管道內部介質產生振蕩,在泄漏點處形成密度波,同時管道內產生泄漏后的次聲波,通過數字化儀采集分析后上傳至中心站,結合聲速及時間差判定泄漏位置,系統軟件依據壓力、流量數據進行分析后自動報警并提供準確泄漏位置[2-4]。其監測原理見圖 1。
2 現場應用
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圖 2。
2.1 管道概況
監測管道長80 km,管線規格為D159×6.3,材質為L245N無縫鋼管,輸送介質為凈化原油,管道高程為2 719 m~3 377 m。其工藝示意圖見圖 3。
2.2 布站設置
整體配置如下:在主管部門安裝S-image次聲波管道泄漏監測系統主站1套,現場安裝監測子站5套(9臺次聲波傳感器)、隔離器8臺、太陽能供電系統1套、高精度壓力單元9臺,配套安裝相應附件。
主站配置1臺專用中心站服務器, 1套S-image次聲波管道泄漏監測系統軟件及相關附件,實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間、泄漏管段、泄漏點到管道首站和管道末站的距離、 GIS地圖定位等信息,通過中心站發出聲光報警。
監測子站配置見表 1。
2.3 現場測試測
試管段為首站至1#加熱站,長度20.7 km。通過人工手動放油模擬管道泄漏。測試結果表明,系統在未經調試及參數優化條件下,可以成功檢測到模擬泄漏事件并準確定位管道泄漏點,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泄漏、流程切換、管道搶修等事件。
3 結語
應用S-image次聲波管道泄漏監測系統可及時發現管道漏油事件,減少原油損失,具有一定的經濟效益及社會效益。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.原油長輸管道泄漏監測技術應用研究[J].油氣儲運, 2018, 3(2): 17-19.
[4] 張清.長輸管道泄漏監測技術的應用探析[J].中國化工貿易, 2019, 6(3): 142-144.
作者簡介:賀煥婷, 1985年生,助理工程師, 2013年6月畢業于西南石油大學,獲得油氣儲運工程專業工學碩士學位,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。聯系方式: 15379836575,hehuantqh@petrochina.com.cn。
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