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管道泄漏检测的研究已有几十年的历史,但目前还没有一种简单可靠、经济通用的方法。国外有一些成熟的产品,但价格昂贵,脱离了国内各油田的经济实际,因而无法推广应用。本论文旨在根据国内的实际情况,研究一种经济、简便易行的管道泄漏检测方法。
本论文研究管道输送的过程中,根据油品的温度、压力、流量、管道结构等因素对负压波传播速度的影响,修正负压波波速的计算公式;基于负压波检漏法的理论,结合油田输油管线实际情况,设计一套检漏系统,在现场进行试用,保证其可靠性和准确性基本满足管线正常运行中检漏的要求。建立比较准确的管道流体实时模型,以可测量的参数做为边界条件,估计管线内的压力和流量参数。当计算结果的偏差超过给定值,即发出泄漏报警。并对建立的模型进行计算机仿真的室内试验,验证模型的准确性。
本研究在对输油管道瞬变过程进行分析的基础上,建立管道压力实时模型,结合管道瞬变模型法与负压波法建立多维判别法则,解决输油管道泄漏检测及漏点定位的问题。研制出输油管道的泄漏故障实时诊断系统的软、硬件,完成输油管道泄漏检测及定位的室内试验和现场试验。
首先,针对管道发生泄漏时会产生负压波的特点,根据负压波检漏法的原理,设计一套实用系统,明确系统设计功能与技术指标,解决传播速度在热油中不是一个常数、系统容易误报警等问题,在临济管线上进行现场安装调试,经过试验达到了预定目标。
其次,在实时模型法的研究过程中,比较分析等温和加热输油管道的工艺计算方法,在对热输原油管道进行热力计算和水力计算的基础上,推导出更符合热输管道实际情况的一组几个方程;为了既保证精度,又提高运算速度,对算法进行了优化。
基于实时建模法的理论,编制了一套软件,在实验室内自行设计和建设了模拟环道。 该系统实际上综合了负压波检漏和实时建模法检漏两种判别法则,对于突发性的大量泄漏,将使用负压波法进行快速诊断;对于较小的泄漏或需要精确定位的泄漏,将使用实时建模法进行判别。输油管道实时建模泄漏检测法工作量繁重,目前在实验室里完成了和负压波检漏法相关的实验,对实时建模法部分的软件进行了调试,实验结果证明了计算机模型的正确性。
由于实时建模法可以同时对管道运行时内部的压力、流量和温度参数进行综合评判,所以将实时建模法的多参数复合评判,与负压波法快速识别泄漏的特点相结合,就可以全面的对管道是否发生泄漏进行识别,从而有助于提高泄漏检测定位的准确性。最后,在理论上分析了以上两种方法的结合将有助于提高泄漏检测定位的准确性。