管道监测系统的原理及应用

李佳蓓 何传健 韩铮铮 任俊俊（长庆油田分公司第十一采油厂，陕西 西安 710000）

管道监测系统的原理及应用

李佳蓓 何传健 韩铮铮 任俊俊（长庆油田分公司第十一采油厂，陕西 西安 710000）

集输管线是原油生产的生命线，自然破坏和人为破坏等会造成管线泄漏，不仅造成油品漏失，还会造成环境污染等一系列不良后果。采用管线监测技术对输油管线进行实时监控，并且能够在发生泄漏后及时精确的确定泄漏位置，能够将损失减小到最小程度。

集输管线;管线监测;泄漏定位

1 系统原理

目前常用的管道监测方法为管道瞬变模型法、负压波法、管道输量平衡法、低压监视法、“振动声波监测法”，“泄漏声波监测法”等。其中又以“负压波法”应用最成功。“负压波法”通过监测“泄漏”引起的“压力下降”来判断有无泄漏发生并进行定位，“输量平衡法”是靠管道两端的流量计实时监测比对进出流量，判断有无泄漏发生。把二者结合后，就形成了优势互补，极大地提高了泄漏监测的准确率。

图一原理示意图

图二 压力波传递示意图

当首末两站间输油管线某一点发生泄漏时，泄漏点压力突然降低所产生的负压力波将沿管道向两端传播，瞬时传播速度是介质粘度、密度、管道管径、弹性模量的函数。当该负压波传递到管道端点时，引起首站出站压力和末站进站压力降低以及流量变化。通过网络、电话、电台等通信手段把压力和流量信号实时传输到监控计算机中，即可实现动态监测。泄漏位置不同，两个站响应的时间差也不同，根据管道长度、压力传播速度等即可准确计算出相应泄漏位置。当然，还需要根据管线的工况参数及被输介质的理化性质和温度衰减等引起压力波的传递速度及衰减速度变化进行必要的补偿和修正。

X：为泄漏点与首端的距离； α：为压力波传播速度；

L：为首末两站间的距离(管长)； τ0：为首末站变送器输出信号的时间差；

其优点是：所有装置都安装于站内，避免了野外施工和人为破坏，可靠性高；基本不涉及对流程等改造，便于实施；设备少造价低，管理维护方便。

2 管道监测系统的现场应用

对于一般输油管线，大多采用离心泵加压，正常情况下，首站出站压力、出站流量，末站进站压力、进站流量等4个参数都是稳定的，当发生泄漏时，稳定状态被打破，首站出站压力降低；末站进站压力降低；首站出站流量增大；末站进站流量减少，即三降一升，如图三所示。

右击鼠标进行首站拐点和末站拐点定位，单击定位系统自动弹出地图并显示泄漏位置，同时在地图用框标示出，如图四所示。根据泄漏位置，随机开展管线巡护工作，经证实，泄漏位置与定位位置相差26m。为管线巡护应急抢险提供了可靠的数据支撑。

结合应用结果发现：管道监测系统能够及时发现管道泄漏并报警，基本实现泄漏位置的精准定位。

[1]白莉等.基于流动辨识的长输油气管线泄漏监测方法研究[J]2004.

[2]吴宏，西气东输管道运行管理研究.[J]，2005.

图三 三降一升泄漏工况

图四 泄漏定位

李佳蓓（1991-），女，陕西长武人，本科，从事油田开发地面集输。