油气管道泄漏检测方法探讨.docx

油气管道泄漏检测方法探讨 陈天摘要：国外从20世纪70年代就开始对管道泄露检测技术进行研究，我国对于管道泄露技术的研究起步较晚，但发展很快目前，国际上已有多种长输管线泄漏检测和定位方法，根据测量手段、测量媒介、检测装置所处位置和检测对象的不同大体上可分为基于硬件及软件的方法、直接检测法与间接检测法、内部检测法与外部检测法、监测管壁状况和监测内部流体状态的方法近年来较常用的是基于硬件和软件的方法，基于硬件的方法是指利用由各种不同的物理原理设计的硬件装置，如基于视觉的红外线温度传感器，基于听觉的超声波传感器，基于嗅觉的碳氧检测装置等，将其携带或铺设在管线上，以此来检测管道的泄漏并定位；基于软件的方法则是根据计算机数据采集系统（如SCADA系统）实时采集管道的流量、压力、温度及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位关键词：管道泄露检测技术基于硬件的泄露检测方法1.直接观察法此种方法是依靠有经验的管道工人或经过训练的动物巡查管道通过看、闻、听或其他方式来判断是否有泄漏发生近年美国OILTON公司开发出一种机载红外检测技术，由直升飞机携带一高精度红外摄像机沿管道飞行，通过分析输送物资与周围土壤的细微温差确定管道是否泄漏。

这类方法不能对管线进行连续检测，因此发现泄漏的实时性差2.“管道猪”（1）磁通猪：对管壁施加一个强的磁场来检测钢管金属对磁场的损耗，用对泄漏磁通敏感的传感器检测局部金属损耗引起的磁场扰动所形成的漏磁其使用方法简单、方便且费用低，对管道内流体不敏感，不论液体、气体或气液两相流体均能检测但检测精确度低，对管材敏感由于其局限性和检测要求的提高又出现了超声管道猪2）超声猪：利用超声波投射技术，即短脉冲之间的渡越时间被转换为管壁的壁厚，当有泄漏发生时，钢管壁内的渡越时间减少为零，据此可判断泄漏的发生超声猪的出现在一定程度上弥补了磁通猪的缺点其检测精度高，能提供定量、绝对数据，并且很精确但该方法使用比较复杂，费用高3.探测球法基于磁通、超声、涡流、录像等技术的探测球法是20世纪80年代末期发展起来的一项技术，将探测球沿管线内进行探测，利用超声技术或漏磁技术采集大量数据，并将探测所得数据存在内置的专用数据存储器中进行事后分析，以判断管道是否被腐蚀、穿孔等情况，即是否有泄漏点该方法检测准确、精度较高，缺点是探测只能间断进行，易发生堵塞、停运的事故，而且造价较高4.半渗透检测管法这种检漏管埋设在管道上方，气体可渗透进入真空管，并被吸到监控站进行成分检测。

国谢夫隆管道公司在天然气管道上安装了这种监测系统（LASP）LASP以扩散原理为基础，主要元件是一根半渗透的监测管，内有乙烯基醋酸酯（EVA）薄膜这种膜的特点是对天然气和石油气具有很高的渗透率，但不透水如果检测管周围存在油气，会扩散进去检测管一端连有抽气泵，持续地从管内抽气，并进入烃类检测器，如检测到油气，则说明有泄漏发生但这种方法安装和维修费用相对较高，另外，土壤中自然产生的气体（如沼气）可能会造成假指示，容易引起误报警5.检漏电缆法检漏电缆多用于液态烃类燃料的泄漏检测电缆与管道平行铺设，当泄漏的烃类物质渗入电缆后，会引起电缆特性的变化目前研制出以下几种1）渗透性电缆：这种电缆与渗漏油接触就会发生电缆间的阻抗变化，在管道一端通过对阻抗分布参数的测量，即可确定管道状态及渗漏位置2）油溶性电缆：是用非透水性但透油性材料制成的同轴电缆，沿管道铺设从电缆一端发射脉冲，脉冲碰到被油浸透的电缆处会反射脉冲，通过检测反射脉冲信号，可检测管道泄漏位置3）碳氢化合物分布式传感电缆：这种电缆由报警模块和传感电缆两大部分组成，传感电缆包括一个具有导电作用的聚合体层和向内压缩的编织物保护层，当有泄漏发生时，该聚合体层接触到碳氢化合物溶剂和燃料就会膨胀，而外部的编织物保护层会限制膨胀，向内压缩，从而导致两侧传感线接触构成回路，通过测得传感导线回路电阻可确定泄漏的位置。

检漏电缆法能够快速而准确地检测管道的微小渗漏及其渗漏位置，但其必须沿管道铺设，施工不方便，且发生一次泄漏后，电缆受到污染，在以后的使用中极易造成信号混乱，影响检测精度，如果重新更换电缆，将是一个不小的工程6.检漏光纤法（1）塑料包覆硅光纤检漏这种光纤具有化学敏感性，因其使用了一种含有特定化学成分的可渗透硅质包层，当泄漏出的被监测物质与包层中的化学成分相遇时，即可发生化学反应，使包层折射率改变，光线就会从中逸出此时，只要沿光纤有规律地发射短的光脉冲，当光脉冲遇到泄漏处时，一部分光线就会被反射回来，通过测量发射和反射脈冲间的时间差，即可确定泄漏地点2）分布式光纤声学传感器法该方法是利用Sagnac干涉仪测量泄漏所引起的声辐射的相位变化来确定泄漏点的范围，这种传感器可以用于气体或液体运输管道这种方法是把光纤传感器放在管道内，通过接收到的泄漏液体或气体的声辐射，来确定泄漏和定位由于是玻璃光纤，所以不会被分布沿线管道的高压所影响，也不会影响管道内液体的非传导特性，而且光纤还不受腐蚀性化学物资的损害，寿命较长在理论上，10km管道定位精度能达到5m，反应也较灵敏及时，但成本较高7. GPS（全球定位系统）时间标签法GPS系统包括三大部分：空间部分———GPS卫星星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS信号接收机。

GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息采用GPS同步时间脉冲信号是在负压波的基础上强化各传感器数据采集的信号同步关系，通过采样频率与时间标签的换算分别确定管道泄漏点上游和下游的泄漏负压波的速度，然后利用泄漏点上下游检测到的泄漏特征信号的时间标签差就可以确定管道泄漏的位置采用GPS进行同步采集数据，泄漏定位精度可达到总管线长度的1%之内，比传统方法精度提高近3倍endprint -全文完-。