管道泄漏检测技术PPT课件
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图3：负压波信号
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四、次声波法
• 管道发生泄漏时，泄漏介质与泄露处管道壁高速摩擦而产
生声波信号，声波信号中的次声波成分因衰减极小而能够 长距离传播，次声波系统检测到该信号之后，定位原理与 负压波完全一致。次声波信号是交流信号，信号呈尖峰状 （见图4），时间点的获取没有分歧，弥补了负压波定位 不准确的缺陷：
管道泄漏检测技术
北京科创三思科技发展有限公司
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一、管道泄漏检测方法简介
• 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年
代开始，历经二十年，已经有放射物检测 法、质量平衡法、电缆检测法、微波探测、 磁场感应传感器探测法、红外探测法等多 种直观、简单的方法被淘汰，现在行业中 有三种方法被广为介绍：光纤检漏法、负 压波法、次声波法。
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二、光纤检测法
• 当泄漏量较小时，泄漏源附近温度变化较小，对
光纤传感器的检测灵敏度要求相当高，因此成本 也相应偏高。
• 当使用与管道平行埋设的光纤时，由于当初埋设
光纤的目的不是做管道泄漏检测，因此，光纤的 埋设离管道有一定的距离，并不是贴着管道埋设 （实际工程中，我们多次遇到光纤离管道有十几 米距离的情况），如此一来，因管道发生泄漏而 引起的温度降低，光纤就检测不到（这是工程状 况限制，不是光纤检测法本身的缺陷）。
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二、光纤检测法
• 根据Joule-Thomson效应原理，当管道发生泄漏时，泄漏源
附近的温度会相应降低，监视该局部温度变化，可以对泄 漏进行监测和定位。
• 光纤光栅(Fiber BraggGrating，FBG)传感器基于波长调制技
术，将被测应变和温度的变化转化为光栅中Bragg波长的 变化，通过解调得知被测参量的信息。它是一种点式准分 布测量技术，该技术利用FBG作为传感器，平行铺设在天 然气管道附近，检测管道由于泄漏、附近机械施工和人为 破坏等事件产生的压力、振动和温度信号，通过匹配光栅 法和自动识别技术检测管道泄漏并进行定位。光纤法具有 测量精度高、长期稳定性好、传输距离远、数据采集实时 性好、抗电磁干扰、本质防爆等优点。
• 当管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内介
质外泄造成管道压力突然下降，在流体中 产生一个瞬态负压波，负压波沿管道向上、 下游传播。由于管道的波导作用，负压波 可传播数十公里，根据负压波到达上、下 游测量点的时间差以及负压波在管道中的 传播速度，可以计算泄漏位置。由于负压 波法有效距离长、安装简捷、成本较低， 目前在国内得到广泛的的应用。
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四、次声波法
• 次声波系统也有自身的缺陷：或许是次声
波传感器的成本大大高于负压波传感器的 成本的缘故，次声波系统造价要比负压波 系统造价高三至五倍，这给推广工作带来 很大阻力。
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三、负压波法
• 在天然气管道上不起作用：在天然气管道上，如果发生
泄漏，泄漏处的压缩气体迅速扩张，不产生可以检测得 到的负压波，因此，负压波法对天然气管道无能为力；
• 在海底管道上不起作用：海底的管道受海浪冲刷，在海
底如同面条般不停的摆动，管道内的介质压力相应的不 停变化，负压波系统会不停的发出报警信号；福建泉港 联合石化的一条总长15公里的海底管道，原本设计安装 一套负压波系统，后因不停报警而撤换成次声波系统。
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二、光纤检测法
• 即使原有光纤与管道离得很近，当发生图一情况时，由于光纤和泄漏
点处于管道的两端，仍然无法报警，按照国外的报道，光纤检测系统 里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围（如图二所示），才能确保 管道的泄漏报警。
图一：检测光纤与泄漏点处于管道两端
图二：光纤应埋设三根，均匀分布在管道周围
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三、负压波法
图4：次声波系统波形
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四、次声波法
• 天然气的泄漏同样产生次声波，弥补了负压波在
天然气管道上无效的缺陷；
• 海底管道因海浪而摆动时不产生次声波，不会引
起误报，弥补了负压波在海底管道上无效的缺陷；
• 次声波的产生跟泄漏量无关，并不需要产生大量
泄漏的报警条件，次声波系统在济邯线上破获过 打孔盗油案件，盗窃分子只是刚刚打好一个新孔， 尚未开始偷油，即被系统报警。
• 需要很多辅助手段：比如负压波系统需要流量计的辅助，
由于管道存在调压等各种工况，负压波系统无法区分， 因此，负压波报警的前提是流量计报告流量有损失；如 果没有流量计，负压波系统即使在陆地上也是不断报警。
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三、负压波法
• 定位不准确：负压波信号是直流信号（波形如图3所示），信号从开始
到结束的时域很宽，同时由于泄漏开始阶段泄漏量较小，负压波信号不 明显，因此，业界在选择泄漏开始的时间点上存在较大的分歧，以负压 波在输油管道内的传播速度为1000米/秒计算，取点即使存在一秒钟的 时间误差，也会产生一公里的定位误差，事实上，目前管道企业在用的 负压波系统，几乎没有精确定位的案例。
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三、负压波法
负压波法有其自身的缺陷，表现在以下几个方面：
• 对泄漏量要求很大：负压波法能迅速检测出泄漏
量很大的泄漏，对泄漏量较小的泄漏没有效果。 目前，业界对能够报警的Fra Baidu bibliotek漏量值说法不一，根 据胜利油田一个招标项目里给出的指标：灵敏度： 系统应在20秒之内探测出大于流量10%的泄漏， 2分钟内探测出大于管道设计流量2%的泄漏；我 们依稀可以推测出2％是一个很高的指标（详见胜 利油田2013年3月招标文件《07管线漏失监控系 统》）；
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四、次声波法
• 管道发生泄漏时，泄漏介质与泄露处管道壁高速摩擦而产
生声波信号，声波信号中的次声波成分因衰减极小而能够 长距离传播，次声波系统检测到该信号之后，定位原理与 负压波完全一致。次声波信号是交流信号，信号呈尖峰状 （见图4），时间点的获取没有分歧，弥补了负压波定位 不准确的缺陷：
管道泄漏检测技术
北京科创三思科技发展有限公司
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一、管道泄漏检测方法简介
• 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年
代开始，历经二十年，已经有放射物检测 法、质量平衡法、电缆检测法、微波探测、 磁场感应传感器探测法、红外探测法等多 种直观、简单的方法被淘汰，现在行业中 有三种方法被广为介绍：光纤检漏法、负 压波法、次声波法。
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二、光纤检测法
• 当泄漏量较小时，泄漏源附近温度变化较小，对
光纤传感器的检测灵敏度要求相当高，因此成本 也相应偏高。
• 当使用与管道平行埋设的光纤时，由于当初埋设
光纤的目的不是做管道泄漏检测，因此，光纤的 埋设离管道有一定的距离，并不是贴着管道埋设 （实际工程中，我们多次遇到光纤离管道有十几 米距离的情况），如此一来，因管道发生泄漏而 引起的温度降低，光纤就检测不到（这是工程状 况限制，不是光纤检测法本身的缺陷）。
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二、光纤检测法
• 根据Joule-Thomson效应原理，当管道发生泄漏时，泄漏源
附近的温度会相应降低，监视该局部温度变化，可以对泄 漏进行监测和定位。
• 光纤光栅(Fiber BraggGrating，FBG)传感器基于波长调制技
术，将被测应变和温度的变化转化为光栅中Bragg波长的 变化，通过解调得知被测参量的信息。它是一种点式准分 布测量技术，该技术利用FBG作为传感器，平行铺设在天 然气管道附近，检测管道由于泄漏、附近机械施工和人为 破坏等事件产生的压力、振动和温度信号，通过匹配光栅 法和自动识别技术检测管道泄漏并进行定位。光纤法具有 测量精度高、长期稳定性好、传输距离远、数据采集实时 性好、抗电磁干扰、本质防爆等优点。
• 当管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内介
质外泄造成管道压力突然下降，在流体中 产生一个瞬态负压波，负压波沿管道向上、 下游传播。由于管道的波导作用，负压波 可传播数十公里，根据负压波到达上、下 游测量点的时间差以及负压波在管道中的 传播速度，可以计算泄漏位置。由于负压 波法有效距离长、安装简捷、成本较低， 目前在国内得到广泛的的应用。
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四、次声波法
• 次声波系统也有自身的缺陷：或许是次声
波传感器的成本大大高于负压波传感器的 成本的缘故，次声波系统造价要比负压波 系统造价高三至五倍，这给推广工作带来 很大阻力。
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三、负压波法
• 在天然气管道上不起作用：在天然气管道上，如果发生
泄漏，泄漏处的压缩气体迅速扩张，不产生可以检测得 到的负压波，因此，负压波法对天然气管道无能为力；
• 在海底管道上不起作用：海底的管道受海浪冲刷，在海
底如同面条般不停的摆动，管道内的介质压力相应的不 停变化，负压波系统会不停的发出报警信号；福建泉港 联合石化的一条总长15公里的海底管道，原本设计安装 一套负压波系统，后因不停报警而撤换成次声波系统。
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二、光纤检测法
• 即使原有光纤与管道离得很近，当发生图一情况时，由于光纤和泄漏
点处于管道的两端，仍然无法报警，按照国外的报道，光纤检测系统 里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围（如图二所示），才能确保 管道的泄漏报警。
图一：检测光纤与泄漏点处于管道两端
图二：光纤应埋设三根，均匀分布在管道周围
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三、负压波法
图4：次声波系统波形
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四、次声波法
• 天然气的泄漏同样产生次声波，弥补了负压波在
天然气管道上无效的缺陷；
• 海底管道因海浪而摆动时不产生次声波，不会引
起误报，弥补了负压波在海底管道上无效的缺陷；
• 次声波的产生跟泄漏量无关，并不需要产生大量
泄漏的报警条件，次声波系统在济邯线上破获过 打孔盗油案件，盗窃分子只是刚刚打好一个新孔， 尚未开始偷油，即被系统报警。
• 需要很多辅助手段：比如负压波系统需要流量计的辅助，
由于管道存在调压等各种工况，负压波系统无法区分， 因此，负压波报警的前提是流量计报告流量有损失；如 果没有流量计，负压波系统即使在陆地上也是不断报警。
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三、负压波法
• 定位不准确：负压波信号是直流信号（波形如图3所示），信号从开始
到结束的时域很宽，同时由于泄漏开始阶段泄漏量较小，负压波信号不 明显，因此，业界在选择泄漏开始的时间点上存在较大的分歧，以负压 波在输油管道内的传播速度为1000米/秒计算，取点即使存在一秒钟的 时间误差，也会产生一公里的定位误差，事实上，目前管道企业在用的 负压波系统，几乎没有精确定位的案例。
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三、负压波法
负压波法有其自身的缺陷，表现在以下几个方面：
• 对泄漏量要求很大：负压波法能迅速检测出泄漏
量很大的泄漏，对泄漏量较小的泄漏没有效果。 目前，业界对能够报警的Fra Baidu bibliotek漏量值说法不一，根 据胜利油田一个招标项目里给出的指标：灵敏度： 系统应在20秒之内探测出大于流量10%的泄漏， 2分钟内探测出大于管道设计流量2%的泄漏；我 们依稀可以推测出2％是一个很高的指标（详见胜 利油田2013年3月招标文件《07管线漏失监控系 统》）；