原油储运管道泄漏检测与防盗技术研究

张昊(中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心调度二处 100000)

当下，输油管道泄漏检验方法主要有如下几种：其一，物质平衡法；其二，仿真模型法；其三，压力波法；其四，声波法等等。为了彻底打击不法分子疯狂的凿孔盗油，降低因此而带来的经济损失，我们展开了多类管道防盗及泄漏检测技术的研究及分析，比方说微机实时监控机制及输油管道防盗实时检测机制等等。尽管我们的研究获得了较好的成绩，然而其中仍然还存在诸多不足，比方说无法完成打孔提前预警等。此外检测距离较短，报警正确率较低及机制总体抗干扰水平差均属于当下我们必须解决的问题。为了更好地解决这些不足，完成于油水混输管道的打孔盗油部位的精准定位，降低原油损耗，保障原油管线的正常运转，我们对原油储运管道泄漏检测及防盗技术展开了分析。

一、声波防盗检验系统分析

1.系统原理

管道受到损害，抑或发生自然泄漏时发出的声波信号囊括了次声部分，次声信号可随着固体、液体及气体传播到特别远的地方，因此可选用次声传感器展开管道的防盗与泄漏检测。于管道的起点及终点各安装一台分站检测装置，及时检验管道中因为被破坏或泄漏而出现的次生波信号，凭借高技术的信号分析算法，于噪音中识别出有效的信号实施定性报警提示。

2.系统结构

整个检测装置主要由如下九部分构成：其一，传感器；其二，信号调理模块；其三，存储模块；其四，通讯控制接口；其五，通讯模块；其六，MCU I；其七，MCU 2；其八，DSC；其九，电源。传感器应放置在实验现场，安装于管道内部，收集管道内部的次声波信号，随后再将其转化成电荷信号凭借传输线输送到信号调理部分。信号调理部分具有特别强的阻抗，可以把电荷信号转化成电压信号，同时对此电压信号实施放大及滤波。通过信号调理部分处理的电压信号借助接口输送至MCU 2及DSC的AD转换接口。校时部分为装置提供准确的实时时间，校时部分借助GPS及相关的时间信息，定期对装置时钟进行更新，使整个装置中的所有部分时间一致，校时部分输出的信息凭借串口线输送至MCU I。通讯模块的作用为于应用系统的主站及分站间输送信息，通讯模块系一个具有一致接口标准的诸多模块的总和。通讯模块主要由如下两部分构成：其一，主通讯模块；其二，备用通讯模块。之所以要进行备用通讯模块的设置，其目的就是为了确保主通讯模块出现故障时，系统可以启动备用通讯模块以实现数据的输送。

图1 装置基本构造图

次声防盗检验系统运用在管道泄漏检验方面的长处：其一，就整体而言，次声波信号衰弱特别小，特别符合长距离的检验要求；其二，次声波检验系管道出现泄漏时发出次生信号，和产生的泄漏量没有关系，所以可以达到包括天然气管道泄漏检验及海底管道泄漏检验的要求；其三，系统将打孔预警及泄漏报警二者完美地结合在了一起，具有反应及时的特点，同时它还可以较好地降低因管道泄漏而带来的损失。

装置通过监控高度处理器对各应用处理器运转情况进行判断，如果应用处理器出现了异常，监控高度处理器理应依据设计好的切换流程于各大应用处理器间实施切换，确保不管在什么时候均有一个及以上的应用处理器正常运转。各应用处理器的作用可完全一致，也可依据相关设计需要对每一个处理器作用进行单独设计。监控高度处理器与应用处理器间及各大应用处理器间借助于数据总线输送工作状态资料。凭借多处理冗余设计使装置可靠性及稳定性获得较大的提升。

软件研发过程主要囊括了如下几个部分：其一，离线数据分析；其二，算法仿真程序；其三，远程数据采集系统主站软件；其四，次声管道防盗软件；其五，泄漏检测系统主站软件。专家数据库系信号识别算法的前提及保障，信号识别算法结合了神经网络分析算法及小波分析算法两大方法。在研究的过程中，本人曾经常去现场收集信号，然后再自行模拟相关事件的信号，在此基础上创建且完善数据库。在取得相关信号后，收集对事件有利的特征量，比方说时域及频域特点等等，创建神经网络识别装置，借助这些信号特征量展开训练，以取得最优神经网络模型参数，最后推算出恰当的目标定位算法。

结束语

该装置中的次声传感器所发出的次声信号衰弱较小，可进行长距离输送，较好地降低了工程投资；将管线的防盗预警与漏点定位完美的结合在了一起，尤其是对敲击信号也可以做到精准识别，对盗油点展开精准定位，可以较好地降低因管道泄漏所带来的损失。此装置在中石化及中国油气管道的泄漏检验及定位方面运用特别广泛，装置在运用上特别灵活，可根据需求在以往打孔特别多的管道上使用，具有特别大的推广前景及价值。

[1]李炜，朱芸.长输管线泄漏检测与定位方法分析[J].天然气工业，2005（25）.

[2]张东领，王树青，张敏.热输油管道泄漏定位技术研究[J].石油学报，2007（28）.

[3]姚光镇.输气管道设计与管理[M].东营：中国石油大学出版社，2006（16）.