海底管道泄漏如何检测
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动 态 油 漏 系统 Ｌ ａＮ ｔ 用 了 压 力 ｅｋｅ采
１ ．示踪检漏法 Ｏ
油 、气管道 的放射 性示 踪剂检 漏法
是将放射性示踪剂加到管道 内 随输送 介质一起流动。遇到 管道的泄漏处 放
４ ．统计检漏法
这种方法 由壳牌公司开发 。这 方法
检漏不依靠管道实 时计算模型 ，它利 用 的是测量段管线 中流量 与压 力间的关系 式 。当泄漏发生 时 会使流量和压力之 间的关系发生 变化。这样 根据测量段
步执 行。定时取 管道上的一组实 际测量 值 如上下游压力 、流量 ，同时 由计算 模型估计测量段 管道中流体的压力、流 量值 ，将实 际测量值 与这些估计值 作比 较来准确地确定 出管线泄 漏的位 置。
９ ．光纤检漏法
光纤传感器是近年来发展的一个热 点 它在实现物理量的同时可 以实现信 号 的传输 ， 解决信 号衰减和抗干扰方 在 面有着独特 的优越性 。
或 一个检 漏系统 性能的评价 ．一般应从 以下七个 方面加以考虑 ：
＝、直接检测法
１ ．直 接观 察 法
直接观察 法即是通过 直接 对管道观 察 来判断是否有泄度
定位精 度是指测定出的泄漏点位置 的精确度 ．它是 以误差范 围的大小来 表 征的 。当发生不同等级的泄漏时 ，对泄 漏点位置测定的误差范 围大小 。
３ ．分段 密 封 法
在管道中充入高压气体或液体 ，如 果管理 中存在漏点 ．则会造成管道 内压 力的降低。分段密封法正是这样来进行 泄漏检测 的 ，对管道进行高压密封并关 闭截止 阀，通过监视 各被 分割管段的压 力下降情况来检漏 。这种 方法检测漏点 时 ．要 求管道停运 ．它可 以大致确 定泄 漏点的大小 ，但是不 能确定漏点 的具体
间的关系 变化 。在考虑 到流体 动态特性 的 同时 ， 又不需要进行 大量的模 拟试验 与计 算 。该 系统 可连 续 对管 道 进行监 测 并且具 有记忆 功能 由于运 行条件 改变而引起的变化可被记忆下来 ． 在运 行条件发生变化时仍能适用 。因此 它 是一种 既能检测又能监测管线泄漏的费 用低廉 、使 用简便 的方法。
５ ．应力波检漏法
管道中流体泄漏时会引起 实测管道
置 误报警率也较 高。
３ ．实时模型法
实时模 型法不仅 能探 测到较小的泄 漏 ．且定位准确 ，是研究 的最 多的一 种 方法。这种方法 的工作原理是 由一组 几
应力波信号功率谱 的变化 ．可以通过 分
析这种变化来检测泄漏 。由于 影响管道
７ ．声学检漏方法
声 学 方 法 的 原 理 是 利 用 管 线 泄 漏 点
发 出的噪声波来检 漏。当管道发生泄漏
５ ．适用范 围
时 ．通 常在 泄漏点 会产 生噪声 ．声波沿
囡 巨 互 巫囹
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Ｇａｉｓｏｆ ｒ ｅ ｏ ｓ ｎ ｖ ｙ ｒ Ｓｕ
漏评 估指标 ．对一种泄漏检测方法优劣
总成本 Ｃ的比值 Ｖ来表达 ．总成 本 Ｃ包 括检漏系统设计 、 建造 、 运行 、 维护 、 修 理等 的费用。
４ ．油检测元件法
在管道外 侧设 置一种油检测 元件 ， 如等 电性粉体 元件 ，从漏点流 出的漏油 接触到该元 件时 ．便会导致它的 电阻
应力波传播 的因素很 多 在实 际中很难
用解析的方法准确描述 出管道振动 。有 人提 出使 用神经 网络学 习管道正 常信号 与泄 漏信 号进 而 对管 道 的泄 漏进 行判 断。神经 网络还具有在线学 习能 力 能 不 断地 改变 自身网络的权值 ，更好地监 控管道运行情况 。
个方程建立一个精 确的计 算机 管道实时 模 型 这个模型与实际的测量段管道 同
连续计算压力和流量之 间的关系 则即
可 利 用 这 个 流 量 与 压 力 之 间 关 系 的 变
点分析法作为检测管道泄漏的主要原理 之一。另外 飞利浦石油公 司在直径 为 ２４ ５ ｍｍ的海底管道上安装 了Ｐ Ａ系统进 Ｐ 行试 验 该 管道 输送 的 介质 中含 有原 油、水 、气体和 固体 。检漏试验 的结果 为： 可检测到直径 ３ ２ ．ｍｍ或更／ 的泄漏 Ｊ 、 点 泄 漏量为流量的 １ １ ７ ％。可见 这 种检漏 方法具 有较好 的检漏效果 。 弱
值产生急剧 的变化 ，通过测量这个电阻 值的变化 ．便可知 泄漏是 否发生。
５ ．油溶性压力管检漏法
油 溶性压 力管 法是将 充有压 缩空气 的油溶性软管缠于管道上 ．当有泄 漏发 生时 ．由于泄漏 的油会使 软管溶解 ．故 造成 软管 内压 力 下降 ．即可知 泄 漏发 生。但这种 方法无法定位漏点。
管 道 运 行 状 况 不 断 变 化 的 动
三 ．间接检测法
１ ．质量 ／体积平衡法
质量 ／体积平衡 法基于这样一个事 实 既一条不泄漏的管道 内 原则上 ” 流 入 与流出必相 等” 。实时测 出管道 出 口 与入 口流量 如 两者有 差别则表 明管段
内可能发生泄漏 。
态；与实 时模型 法相比 ， 这种方 法 不 采 用 数 学
或 遥控 潜水器 Ｒ ０Ｖ进 行的外 观泄漏检
测 。直接观察法不容易发现非常小 的泄 漏点 ．而且检测结果与水深等环境条件 和检测 员的技术 水平有较 大关系 。一般 来说 ． 水深在 Ｏ ０ ～５ ｍ之 间可 用潜 水员 ， 更深的情况则使用有人驾驶的潜水艇或 遥控潜水设备 。
２ ．检测时间
管 道 出 口及 入 口的 流 量 和 压 力 测 量 值 ，
射性 示踪 剂便 会 从泄 漏处 漏 到管 道外 面 并 附着于泥土 中 示踪剂检漏仪放
于管道 内部 在输 送介 质 的推 动下 行 走 。行走过程 中 指向管壁的多个传感 器可在 ３ ０ ６ 。范围内随 时对管 壁进 行监 测 。经过泄漏处时 示 踪剂检 漏仪便 可 感 受到 泄漏到 管外的示 踪剂的放射 性 并记录下来 根据记录可确定管道 的泄 漏部位。这种方法对微量泄漏检测 的灵 敏度很高。
流 量 和 压 力 之
匦亟匦
＿
８ ．负压波法
管道在正常运行 时 ， 其压 力呈现连
续 变 化 的 稳 定 状 态 。 管 道 发 生 泄 漏 时
泄漏部位的管内输送介质 损失会导致管 线 内压力的下降 破坏 了原有的稳定状 态 管道开始 向新 的稳定状态过 渡。这 个压 降从 泄漏点沿管道分别向上 、下游 传 播 而形 成 负压 波 。 由于 受管 道 的约 束 通 常其传输速度 与声波在流体 中的 传 播速 度相 同 传 输距 离可 达几 十 千 米 。这样 根据 安装在管道上、下 游的 传感器检测到负压波的时差及 负压波 的 传播速度 便可确定泄漏 的具体位置 。
位置。
６ ．可维 护性
可 维护性是指系统运行 、维护 时对 操作者 有多高要 求 ，及 当系统发生故障 时 ．能否简单快速地进 行维修。
７ ．价值指数
反映检 漏系统 的功能与经济性的技 术经济指标 。通常 以功能评 价系数 Ｆ与
泄漏检测系统的评价指标
参考美 国 Ａ ＭＥ 出的有关管线泄 Ｓ 提
２ ．流 量 ／压力 突 变法
依据 测量段上 ．下游处流量或压力 的突然变化来 检测管线的泄漏 这是管 道检漏最直接 的方式 之一。在管线的测 量段上 ， 运行 管道 上的泄漏 将引起 上游
模 型 估 算 管 道
中 流 体 的 流 量 和 压 力 ， 是 采 而
用 测 量 值 监 测
类燃料 的泄漏检测 。电缆 与管 道平行铺
设 ，当泄 漏的烃 类物质渗入电缆后 ．会 引起 电缆特性的变化 ．根据这些 变化来 检查 出管线的泄露。
４ ．误报 警 率
误报警指管道本来未发生泄漏而给
出报 警信 号的错误 报警。这种误报警发 生 的次数在 总的报警次 数 中所 占比例 ． 即 为误报警率 。
６ ．压力差检漏法
利用压力差检 漏的方法很 多 最常 见的是压力点分析法 （Ｐ 。 Ｐ Ａ） 压 力点 分析 法 是一 种 用 于输 送气 体 、液体和压力和速度变化 的扩张波来 确 定管道是否泄漏 。压力点分析法有一 整套设备 包括计算机 、软件和与其他 监控 系统连接或直接与现场仪表连接的 外 围设备 。
２ ．水 面监 视 法
位 于浅海区的管道 ．由于水深浅 ． 管道 中泄 漏出的物质一般会在管 道上部 水 面有所 反映 ， 以对浅海海底管道可 所 采用监视布设管道上面水面的方法来检 漏。 这种水面监视法简单易行 ． 但是 ． 它 只能对较大 的泄漏有效 ．对小的泄漏则 无能 为力 ．并且检测过程 需要在 天气条
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东 营海事 处 王福 胜
如何检测
适 用范 围是检 测方法能够应 用的范 围 的大 小 ．能否 适 用于 不 同的 管道环
境 ，不 同 的 输 送 介 质 及 管 道 的变 化 。 件较好的时候进行 。
管道的泄 漏检测方 法基本 上可分 为 两类 ，一 类是基于硬件的方法 ，另一 类 是基于软件的方法 。基于硬件 的检漏方 法也称直接法 ，是指对泄漏物进行直接 检 测 。基 于软 件 的检 漏方 法也 称 间接 法 ．是指检测 因泄 漏而造成 的影响 ． 如 流体压力 、流量 的变化 来判断泄漏是否 发生及泄漏位置 。
管道从发生泄漏开始到检测 系统检
测 发 现 出 泄 漏所 需 的 时 间 长 短 。
３ ．检漏细度
细度指针对泄漏量大小的检测精细 程度 。检漏细度是 系统所 能检 测的管道
泄 漏 大 小 范 围 ．特 别是 系统 所 能 检测 的 最小泄漏量的泄漏点 。
６ ．检漏电缆法
检漏电缆法是通过专用的电缆来检 查泄漏 的方 法。检 漏电缆 多用于液态烃
化 应用序列概率 比试验方 法和模 式识 别技术 ，检测 出这种 变化 ，确 定是否 有 泄漏 发生 ．并 以图形 显示 统 计分 析结
果 。 当泄 漏 引起 压 力 和 流量 变 化 时 ，二
者 之 间的 关 系便 呈现 为一 种 特殊 的 图 形 ．这时进行泄漏报警 。当泄漏确定之 后 可用最ｊ － 乘法进行泄漏 定位 。与 Ｊ ￣ 质量或体积平衡 法相 比 这种方法可 以 有 效 地 应 用 于
验船师园地
■
管道 向两端 传播 ．管道上安装的传感器 检测到 声波 ， 处理后 确定泄漏是否发 经
生及漏点位置 。
流量 的增加 同时上游和下游的压力减 小 。泄漏引起的压降在泄漏点最大 向 泄漏段的头 、尾逐渐减轻 。在 管道的出 口或入 口设置流量或压 力测量设备 当 检测到测量段出入 口流量 或压 力瞬间发 生较大变化时 ，则表 明管道上可能发 生 了泄 漏。这种方 法虽然 简单 ，但一般只 用于稳态 流的非压缩性流体 ，仅能探测 到 较 大的 泄漏 并 且 不能 确定 泄漏 位
１ ．示踪检漏法 Ｏ
油 、气管道 的放射 性示 踪剂检 漏法
是将放射性示踪剂加到管道 内 随输送 介质一起流动。遇到 管道的泄漏处 放
４ ．统计检漏法
这种方法 由壳牌公司开发 。这 方法
检漏不依靠管道实 时计算模型 ，它利 用 的是测量段管线 中流量 与压 力间的关系 式 。当泄漏发生 时 会使流量和压力之 间的关系发生 变化。这样 根据测量段
步执 行。定时取 管道上的一组实 际测量 值 如上下游压力 、流量 ，同时 由计算 模型估计测量段 管道中流体的压力、流 量值 ，将实 际测量值 与这些估计值 作比 较来准确地确定 出管线泄 漏的位 置。
９ ．光纤检漏法
光纤传感器是近年来发展的一个热 点 它在实现物理量的同时可 以实现信 号 的传输 ， 解决信 号衰减和抗干扰方 在 面有着独特 的优越性 。
或 一个检 漏系统 性能的评价 ．一般应从 以下七个 方面加以考虑 ：
＝、直接检测法
１ ．直 接观 察 法
直接观察 法即是通过 直接 对管道观 察 来判断是否有泄度
定位精 度是指测定出的泄漏点位置 的精确度 ．它是 以误差范 围的大小来 表 征的 。当发生不同等级的泄漏时 ，对泄 漏点位置测定的误差范 围大小 。
３ ．分段 密 封 法
在管道中充入高压气体或液体 ，如 果管理 中存在漏点 ．则会造成管道 内压 力的降低。分段密封法正是这样来进行 泄漏检测 的 ，对管道进行高压密封并关 闭截止 阀，通过监视 各被 分割管段的压 力下降情况来检漏 。这种 方法检测漏点 时 ．要 求管道停运 ．它可 以大致确 定泄 漏点的大小 ，但是不 能确定漏点 的具体
间的关系 变化 。在考虑 到流体 动态特性 的 同时 ， 又不需要进行 大量的模 拟试验 与计 算 。该 系统 可连 续 对管 道 进行监 测 并且具 有记忆 功能 由于运 行条件 改变而引起的变化可被记忆下来 ． 在运 行条件发生变化时仍能适用 。因此 它 是一种 既能检测又能监测管线泄漏的费 用低廉 、使 用简便 的方法。
５ ．应力波检漏法
管道中流体泄漏时会引起 实测管道
置 误报警率也较 高。
３ ．实时模型法
实时模 型法不仅 能探 测到较小的泄 漏 ．且定位准确 ，是研究 的最 多的一 种 方法。这种方法 的工作原理是 由一组 几
应力波信号功率谱 的变化 ．可以通过 分
析这种变化来检测泄漏 。由于 影响管道
７ ．声学检漏方法
声 学 方 法 的 原 理 是 利 用 管 线 泄 漏 点
发 出的噪声波来检 漏。当管道发生泄漏
５ ．适用范 围
时 ．通 常在 泄漏点 会产 生噪声 ．声波沿
囡 巨 互 巫囹
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Ｇａｉｓｏｆ ｒ ｅ ｏ ｓ ｎ ｖ ｙ ｒ Ｓｕ
漏评 估指标 ．对一种泄漏检测方法优劣
总成本 Ｃ的比值 Ｖ来表达 ．总成 本 Ｃ包 括检漏系统设计 、 建造 、 运行 、 维护 、 修 理等 的费用。
４ ．油检测元件法
在管道外 侧设 置一种油检测 元件 ， 如等 电性粉体 元件 ，从漏点流 出的漏油 接触到该元 件时 ．便会导致它的 电阻
应力波传播 的因素很 多 在实 际中很难
用解析的方法准确描述 出管道振动 。有 人提 出使 用神经 网络学 习管道正 常信号 与泄 漏信 号进 而 对管 道 的泄 漏进 行判 断。神经 网络还具有在线学 习能 力 能 不 断地 改变 自身网络的权值 ，更好地监 控管道运行情况 。
个方程建立一个精 确的计 算机 管道实时 模 型 这个模型与实际的测量段管道 同
连续计算压力和流量之 间的关系 则即
可 利 用 这 个 流 量 与 压 力 之 间 关 系 的 变
点分析法作为检测管道泄漏的主要原理 之一。另外 飞利浦石油公 司在直径 为 ２４ ５ ｍｍ的海底管道上安装 了Ｐ Ａ系统进 Ｐ 行试 验 该 管道 输送 的 介质 中含 有原 油、水 、气体和 固体 。检漏试验 的结果 为： 可检测到直径 ３ ２ ．ｍｍ或更／ 的泄漏 Ｊ 、 点 泄 漏量为流量的 １ １ ７ ％。可见 这 种检漏 方法具 有较好 的检漏效果 。 弱
值产生急剧 的变化 ，通过测量这个电阻 值的变化 ．便可知 泄漏是 否发生。
５ ．油溶性压力管检漏法
油 溶性压 力管 法是将 充有压 缩空气 的油溶性软管缠于管道上 ．当有泄 漏发 生时 ．由于泄漏 的油会使 软管溶解 ．故 造成 软管 内压 力 下降 ．即可知 泄 漏发 生。但这种 方法无法定位漏点。
管 道 运 行 状 况 不 断 变 化 的 动
三 ．间接检测法
１ ．质量 ／体积平衡法
质量 ／体积平衡 法基于这样一个事 实 既一条不泄漏的管道 内 原则上 ” 流 入 与流出必相 等” 。实时测 出管道 出 口 与入 口流量 如 两者有 差别则表 明管段
内可能发生泄漏 。
态；与实 时模型 法相比 ， 这种方 法 不 采 用 数 学
或 遥控 潜水器 Ｒ ０Ｖ进 行的外 观泄漏检
测 。直接观察法不容易发现非常小 的泄 漏点 ．而且检测结果与水深等环境条件 和检测 员的技术 水平有较 大关系 。一般 来说 ． 水深在 Ｏ ０ ～５ ｍ之 间可 用潜 水员 ， 更深的情况则使用有人驾驶的潜水艇或 遥控潜水设备 。
２ ．检测时间
管 道 出 口及 入 口的 流 量 和 压 力 测 量 值 ，
射性 示踪 剂便 会 从泄 漏处 漏 到管 道外 面 并 附着于泥土 中 示踪剂检漏仪放
于管道 内部 在输 送介 质 的推 动下 行 走 。行走过程 中 指向管壁的多个传感 器可在 ３ ０ ６ 。范围内随 时对管 壁进 行监 测 。经过泄漏处时 示 踪剂检 漏仪便 可 感 受到 泄漏到 管外的示 踪剂的放射 性 并记录下来 根据记录可确定管道 的泄 漏部位。这种方法对微量泄漏检测 的灵 敏度很高。
流 量 和 压 力 之
匦亟匦
＿
８ ．负压波法
管道在正常运行 时 ， 其压 力呈现连
续 变 化 的 稳 定 状 态 。 管 道 发 生 泄 漏 时
泄漏部位的管内输送介质 损失会导致管 线 内压力的下降 破坏 了原有的稳定状 态 管道开始 向新 的稳定状态过 渡。这 个压 降从 泄漏点沿管道分别向上 、下游 传 播 而形 成 负压 波 。 由于 受管 道 的约 束 通 常其传输速度 与声波在流体 中的 传 播速 度相 同 传 输距 离可 达几 十 千 米 。这样 根据 安装在管道上、下 游的 传感器检测到负压波的时差及 负压波 的 传播速度 便可确定泄漏 的具体位置 。
位置。
６ ．可维 护性
可 维护性是指系统运行 、维护 时对 操作者 有多高要 求 ，及 当系统发生故障 时 ．能否简单快速地进 行维修。
７ ．价值指数
反映检 漏系统 的功能与经济性的技 术经济指标 。通常 以功能评 价系数 Ｆ与
泄漏检测系统的评价指标
参考美 国 Ａ ＭＥ 出的有关管线泄 Ｓ 提
２ ．流 量 ／压力 突 变法
依据 测量段上 ．下游处流量或压力 的突然变化来 检测管线的泄漏 这是管 道检漏最直接 的方式 之一。在管线的测 量段上 ， 运行 管道 上的泄漏 将引起 上游
模 型 估 算 管 道
中 流 体 的 流 量 和 压 力 ， 是 采 而
用 测 量 值 监 测
类燃料 的泄漏检测 。电缆 与管 道平行铺
设 ，当泄 漏的烃 类物质渗入电缆后 ．会 引起 电缆特性的变化 ．根据这些 变化来 检查 出管线的泄露。
４ ．误报 警 率
误报警指管道本来未发生泄漏而给
出报 警信 号的错误 报警。这种误报警发 生 的次数在 总的报警次 数 中所 占比例 ． 即 为误报警率 。
６ ．压力差检漏法
利用压力差检 漏的方法很 多 最常 见的是压力点分析法 （Ｐ 。 Ｐ Ａ） 压 力点 分析 法 是一 种 用 于输 送气 体 、液体和压力和速度变化 的扩张波来 确 定管道是否泄漏 。压力点分析法有一 整套设备 包括计算机 、软件和与其他 监控 系统连接或直接与现场仪表连接的 外 围设备 。
２ ．水 面监 视 法
位 于浅海区的管道 ．由于水深浅 ． 管道 中泄 漏出的物质一般会在管 道上部 水 面有所 反映 ， 以对浅海海底管道可 所 采用监视布设管道上面水面的方法来检 漏。 这种水面监视法简单易行 ． 但是 ． 它 只能对较大 的泄漏有效 ．对小的泄漏则 无能 为力 ．并且检测过程 需要在 天气条
维普资讯
东 营海事 处 王福 胜
如何检测
适 用范 围是检 测方法能够应 用的范 围 的大 小 ．能否 适 用于 不 同的 管道环
境 ，不 同 的 输 送 介 质 及 管 道 的变 化 。 件较好的时候进行 。
管道的泄 漏检测方 法基本 上可分 为 两类 ，一 类是基于硬件的方法 ，另一 类 是基于软件的方法 。基于硬件 的检漏方 法也称直接法 ，是指对泄漏物进行直接 检 测 。基 于软 件 的检 漏方 法也 称 间接 法 ．是指检测 因泄 漏而造成 的影响 ． 如 流体压力 、流量 的变化 来判断泄漏是否 发生及泄漏位置 。
管道从发生泄漏开始到检测 系统检
测 发 现 出 泄 漏所 需 的 时 间 长 短 。
３ ．检漏细度
细度指针对泄漏量大小的检测精细 程度 。检漏细度是 系统所 能检 测的管道
泄 漏 大 小 范 围 ．特 别是 系统 所 能 检测 的 最小泄漏量的泄漏点 。
６ ．检漏电缆法
检漏电缆法是通过专用的电缆来检 查泄漏 的方 法。检 漏电缆 多用于液态烃
化 应用序列概率 比试验方 法和模 式识 别技术 ，检测 出这种 变化 ，确 定是否 有 泄漏 发生 ．并 以图形 显示 统 计分 析结
果 。 当泄 漏 引起 压 力 和 流量 变 化 时 ，二
者 之 间的 关 系便 呈现 为一 种 特殊 的 图 形 ．这时进行泄漏报警 。当泄漏确定之 后 可用最ｊ － 乘法进行泄漏 定位 。与 Ｊ ￣ 质量或体积平衡 法相 比 这种方法可 以 有 效 地 应 用 于
验船师园地
■
管道 向两端 传播 ．管道上安装的传感器 检测到 声波 ， 处理后 确定泄漏是否发 经
生及漏点位置 。
流量 的增加 同时上游和下游的压力减 小 。泄漏引起的压降在泄漏点最大 向 泄漏段的头 、尾逐渐减轻 。在 管道的出 口或入 口设置流量或压 力测量设备 当 检测到测量段出入 口流量 或压 力瞬间发 生较大变化时 ，则表 明管道上可能发 生 了泄 漏。这种方 法虽然 简单 ，但一般只 用于稳态 流的非压缩性流体 ，仅能探测 到 较 大的 泄漏 并 且 不能 确定 泄漏 位