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(jiān)測系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)構成。以某輸油管道為例，闡述了該系統(tǒng)在管道主站及子站的設計、布站方式、系統(tǒng)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(jiān)測閾值。

關鍵詞：輸油管道；次聲波；泄漏監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)能夠及時監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)，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(tài)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(fā)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(tǒng)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(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)，由中心主站、監(jiān)測子站兩部分組成，五個監(jiān)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(tǒng)架構見圖 2。

2.1 管道概況

監(jiān)測管道長80 km，管線規(guī)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(jiān)測系統(tǒng)主站1套，現場安裝監(jiān)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(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)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(fā)出聲光報警。

監(jiān)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(tǒng)在未經調試及參數優(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，等效最小可測泄漏孔徑約2～16 mm；且成功監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)可及時發(fā)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(jiān)測閾值的限制，容易引起監(jiān)測漏報和誤報，建議進一步提高泄漏監(jiān)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(jiān)測技術在勝利油田的應用[J].石油規(guī)劃設計， 2004，3(9)： 39-41.

[2] 羅宇，施劍.iSafe次聲波管道泄漏監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)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(jiān)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(yè)于西南石油大學，獲得油氣儲運工程專業(yè)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。