长输石油管线泄漏检测关键技术研究

摘要

原油管道中泄漏事故的发生，不仅造成资源损失和环境污染，而且会带来巨大的财产损失和人员伤亡。因此，需要研究更有效的泄漏检测技术，从而保障管道安全运行，将泄漏事故造成的损失和危害降到最低，提高企业的自动化管理水平。这具有非常重要的意义。 本文在分析了基于负压波法的管道泄漏检测与定位技术原理的基础上，采用了中值滤波对原始压力数据进行消噪处理；并针对压力数据的特点，设计了一种新的波段类型划分方法，提出将K-L变换应用到各类型波段的特征提取中，根据所提取到的二次特征来对波段进行分类，选出突降段，获得突降拐点；并与多分辨率分析和波形突降拐点直接检测算法结合起来，综合成一个完整的负压波突降拐点捕捉算法--一种多分辨率下基于K-L变换的融合突降拐点直接检测思想的波形突降拐点捕捉算法。 通过对大庆油田几条输油管线中现场采集到的真实数据进行检测，实验证明该算法在捕捉波形突降拐点中具有很高的准确性和实时性，同时具有鲁棒性。根据综合后的完整算法识别到的波形突降拐点，分别采用直接相关和极性相关这两种相关技术对压力数掘进行相关分析，实现了泄漏判断和漏点定位。

目录

文摘

英文文摘

声明

1综述

1.1研究背景

1.1.1管道运输的发展现状

1.1.2管道运输中存在的问题

1.2国内外管道泄漏检测的研究现状

1.2.1基于模型的泄漏检测方法

1.2.2基于信号的泄漏检测方法

1.2.3基于知识的泄漏监测方法

1.3泄漏检测的性能评价

1.4本文的研究意义和主要工作

1.5本文的内容安排

2基于负压波法的管道泄漏检测与定位关键技术

2.1基于负压波法的泄漏点定位原理

2.2影响泄漏准确定位的关键问题

2.2.1负压波波速的确定

2.2.2首、末两端计算机系统时间的同步

2.3信号的滤波

2.3.1中值滤波的原理

2.3.2中值滤波用于压力数据的实现

2.4管道泄漏检测与定位系统流程

2.5 小 结

3基于K-L变换的压力波突降段检测

3.1引言

3.2 K-L变换的基本原理

3.2.1 K-L展开式

3.2.2 K-L坐标系的产生矩阵

3.3压力序列的特征提取

3.3.1压力数据的特点

3.3.2数据的分段处理

3.3.3一种新的波段类型划分方法

3.3.4各类型波段的特征提取

3.4基于K-L变换的数据段分类

3.4.1最近邻法

3.4.2算法描述

3.4.3实验结果及分析

3.5相关问题讨论

3.5.1分段策略的讨论

3.5.2虚警问题

3.5.3训练样本对算法的影响

3.6小结

4 一种多分辨率下综合K-L变换和直接检测的突降拐点捕捉算法

4.1多分辨率分析

4.1.1多尺度系统理论

4.1.2压力数据的多分辨率分析

4.1.3实验结果分析

4.2基于直接检测的波形突降拐点捕捉

4.2.1捕捉波形突降拐点的直接检测算法

4.2.2实验分析

4.2.3相关问题探讨

4.3综合K-L变换和直接拐点检测的波形突降拐点捕捉算法

4.3.1算法思想

4.3.2实验分析

4.4多分辨下的二者合一拐点捕捉算法的实现

4.5 小 结

5一种基于相关分析的泄漏检测与漏点定位方法

5.1相关分析概述

5.1.1相关分析基本思想

5.1.2相关分析用于管道中泄漏检测

5.2相关分析法在泄漏检测中需要注意的几个问题

5.2.1本地相关时邻域的划分

5.2.2异地相关时邻域的划分

5.2.3相关长度Gap的选取

5.3基于相关分析的泄漏判定与漏点定位

5.3.1基于压力数据的直接相关

5.3.2基于压力数据的极性相关

5.3.3两种相关技术的对比

5.4小结

6总结与展望

致 谢

参考文献