原油管道泄漏检测与定位方法

原油管道泄漏检测与定位

1、检测原理

负压力波法是一种声学方法，所谓压力波实际是在管输介质中传播的声波。当管道发生泄漏时，由于管道内外的压差，泄漏点的流体迅速流失，压力下降。泄漏点两边的液体由于压差而向泄漏点处补充。这一过程依次向上下游传递，相当于泄漏点处产生了以一定速度传播的负压力波。根据泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差和管内压力波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。定位的原理如图一所示，L为管道长度，X为泄漏点，t1，t2为负压波传播到上下游的时间。

图一负压波定位原理

常规的负压波法定位公式为：

其中a为管输介质中压力波的传播速度，实测1200m/s，Δt为上、下游传感器接收压力波的时间差。

2、系统的硬件构成

输油管道泄漏监测报警系统由子

站、中心站、通讯网络组成，如图

各站点子系统由压力、温度、流量

等传感器，数据调理箱、数据采集

器、工控机、调制解调器、GPS

校时器（系统完善中增加部分）六

部分组成。各子系统完成各站点的

压力、流量、温度等工况信息实时

采集处理，利用网络（或其它方式）

将检测信息传送到检测中心，由检测中心进行综合数据处理，实现自动报警和泄漏点定位。

3、负压波法泄漏点定位中的三项

关键技术

A、管内压力波速的确定

B、时基的确定和统一

C、拐点的提取

4、网络对管道检漏的重要性及中断危害

A、以上程序50ms一个循环，1秒钟采集200个压力数据，10个一组求平均作为压力数据，1秒钟存储传输20个数据，负压波数据以二进制形式存放，数据量包含时间信息，网络中断50ms以上既造成数据丢失，20个数据导致1.2公里误差。

B、系统通过网络实现时间同步，每小时的57分时间同步一次，若此时网络中断将导致下一个整点时间不同步，所有采集数据失去意义。

5、采集文件的大小

每秒采集压力值200次，10个数据取平均值，共形成20个压力值，压力值按浮点数储存，每小时占用字节数4×20×3600=288000Byte。1024字节为1K，压力文件占用288000÷1024=281.25K，加上文件头取整为

282K。该文件内容记录了压力波形，

文件大小包含了时间信息。

文件不完整导致时间丢失，引起定位

误差，80个字节误差为1.2公里。操作员要比对文件的大小，下一个整点要核对上一小时文件的完整性，文件有缺失要及时通过网络从子站将相应的文件复制到本地硬盘，覆盖错误文件。

出现上图所示明显的盗油波形，可以从一首站人工补发一个负压波，修正因为网络中断、启停计算机等原因造成的定位时间误差，也可以在网络中断的情况下记录下两次负压波所发生的时刻，待网络恢复后再实现人工定位。

7、压力变送器、调理箱和采集卡故障判断

压力变送器和温度变送器输出标准的4-20mA电流信号，流量变送器输出的是脉冲，模拟量的采集速率大约为200Hz，脉冲的频率约为700Hz。

压力变送器：供电电压为DC24V，输出4-20mA电流，其电流值与压力变送器压力值成线性关系，首先可检查压力变送器显示压力值与现场压力表显示压力值，二者比对要一致，不一致可进一步检查回路电压和电流。

信号调理箱：包括信号的放大、滤波和隔离等信号处理措施。且信号调理箱能够提供变送器工作用的24V电源，并对模拟输入和数字输入分别作了预处理。常见故障处理：1、调理箱前面板有电源指示灯，先打开电源开关，检查指示灯亮否，不亮更换保险丝。2、开路测量压力、温度和流量的电源端子电压是否为24V DC，否则为调理箱电源电路故障。3、解开压力变送器接线，压力显示值应为零，如果显示为压力量程的一半，说明压力调理线路故障，应返厂维修。4、正常情况下温度、流量回路不会损坏，出现异常请先检查温度变送器和流量发讯器。

数据采集卡：其主要功能是把现场模拟信号直接转换为数字信号。数据采集卡是NI公司的PCI－6023E，含16个单端/8个差分模拟通道、8个数字I/O和2个24位计数/定时器，可以满足现场同时测量压力、温度、流量等多路模拟和数字信号的要求，模拟输入具有12位精度，输入范围为双极性-10V～+10V。常见故障处理：1、采集卡序列号检测错误，运行NI MAX，刷新采集卡序列号；2、AI输入模式错误，运行NI MAX，将Mode改为Referencd Single

Ended。