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原油管道泄漏检测若干关键技术研究

王立坤  
【摘要】: 原油管道运输中的泄漏事故,不仅损失物质和污染环境,还有可能带来重大的人身伤亡。近些年来,管道泄漏事故频繁发生,为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。管道泄漏检测是多领域、跨学科的课题,涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、微弱信号检测、信号处理等多个学科,本文对泄漏检测及定位技术进行了深入的研究,主要进行了以下几方面的工作: 1.分析了瞬态负压波泄漏定位方法的两项关键技术,提出了消除首末端压力传感器动态响应时间差的方法,采用GPS来统一首末端数据采集系统的系统时间;分析了热油输送管道沿程瞬态负压波传播速度的变化,采取两种搜索方法数值积分求解泄漏点位置。 2.利用信号奇异点与小波变换模极大值在多尺度上变化对应的性质,将离散小波变换应用到获取压力信号序列负压波特征拐点中,研究了离散小波变换计算中的数据延拓方法,提出了两种准确确定奇异点位置的方法。 3.针对我国长距离输油管道采用的输送方式给泄漏检测带来的问题,通过大量的现场试验研究,采取小波阀值和中值滤波去除噪声干扰,在实际应用中取得了良好的效果,提出了一种用于管道停输时泄漏检测和漏点定位的方案。 4.本文将基于小波包分析的“能量—故障识别”故障诊断方法引入管道运行状态监测技术,提出了反映泄漏压力信号特性的特征向量指标。该方法对信号进行小波包分解,通过分析在每个分解节点上重构的新序列,就能根据各频带内的特征向量对故障原因进行识别。 5.分析了管道泄漏瞬变数值解法的特征线方法和边界条件的确定,用编制的瞬变计算程序仿真分析发生泄漏后管线压力、流量参数随时间和随距离变化的关系曲线,对泄漏检测与定位具有指导意义。 6.采用虚拟仪器技术设计了一套各站独立的分立式原油集输管道泄漏监测及定位系统和一套分布式主从长输管道泄漏实时监测系统,通过安装在现场的两套系统的长时间运行,验证了方法的准确性和系统的可靠性。


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