长输原油管道泄漏定位关键技术研究

摘要

近些年来，原油管道泄漏事故频繁发生。给国家、企业带来了巨大的经济损失，造成环境的严重污染，甚至威胁到周围居民的生命安全。因此对长输原油管道泄漏进行有效检测与精确定位，打击打孔盗油以维护原油输送管道的安全运行，成为管道工业生产和管理部门一项很重要的工作。本文结合某热油长输管道系统泄漏检测系统的研制，对基于负压波的管道泄漏定位关键技术进行了深入研究，主要进行了以下几方面的工作： 一、分析了长输原油管道泄漏定位的关键技术。采用中心站控制子站的方式，针对专用电话线和网络传输这两种不同的数据通讯方式，提出并实现了采用固定延时补偿和将变延时转化为固定延时的方法，使中心站处理的首站和末站采集数据同步。 二、采用自适应小波域值滤波的方法，对采集信号进行预处理；利用小波变换检测信号奇异性的特性，获取压力信号序列负压波特征拐点；提出了根据信噪比来调整小波分解的级数来准确确定特征拐点的方法，并进行了初步的研究。 三、探讨原油温度对输油管道中负压波传播速度的影响，给出了在一定温度范围内负压波波速与温度的拟合公式；结合热油长输管道原油温度沿管程变化的特性，给出了热油长输管道中负压波波速随距离变化的函数表达式。 四、针对加热输送原油管道沿程负压波传播速度的变化，给出了泄漏位置搜索区间，应用搜索方法与数值积分方法求解泄漏点位置；基于热油长输管道泄漏点定位的数学模型，提出了一种新的泄漏点定位公式，在保证定位精度的前提下，提高了定位算法的运算效率和管道泄漏检测系统的实时性。 五、采用虚拟仪器技术设计了一套长输原油管道泄漏实时自动监测定位系统，通过安装在现场的泄漏实时自动监测定位系统的长时间运行，验证了方法的准确性和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1课题背景

1.1.1我国原油管道运输发展现状

1.1.2我国原油管道运输面临的问题

1.2管道泄漏检测技术的国内外研究现状及进展

1.2.1直接法泄漏检测技术

1.2.2间接法泄漏检测技术

1.3本论文工作的研究意义和主要工作

第2章基于负压波法的泄漏定位关键技术

2.1负压波法泄漏定位的基本原理和关键问题

2.1.1负压波法泄漏定位原理

2.1.2影响泄漏准确定位的关键问题

2.2上下游压力信号的同步

2.2.1基于Modem的专用电话数据通讯方式

2.2.2基于可编程自动控制器的网络数据通讯方式

2.3信号的消噪处理

2.3.1小波去噪的原理

2.3.2小波去噪的方法及阈值处理

2.3.3自适应阈值小波去噪的Matlab实现

2.4小波变换提取压力序列拐点确定时间差

2.4.1小波的选择

2.4.2离散序列小波变换

2.4.3小波变换滤波阶数的选择

2.5长输原油管道中负压波传播速度的确定

2.5.1理论计算法确定负压波波速

2.5.2现场试验法确定负压波波速

第3章热油长输管道泄漏点定位技术研究

3.1加热输送的原因及意义

3.2热油管道沿程热力分析与温降计算

3.2.1热油管道沿程热力分析

3.2.2负压波波速随热油管程的变化关系

3.2.3长输原油管道热力计算所需的主要物性参数的确定

3.3热油长输管道泄漏的负压波定位方法

3.3.1热油长输管道泄漏点定位的数学模型

3.3.2泄漏定位的数值方法

3.3.3热油长输管道泄漏定位公式

3.3.4现场计算实例

第4章基于虚拟仪器的管道泄漏监测系统

4.1基于LabVIEW的虚拟仪器的组成及特点

4.1.1虚拟仪器的组成

4.1.2虚拟仪器的特点

4.1.3虚拟仪器的开发平台—LabVIEW

4.2基于虚拟仪器的管道泄漏自动监测定位系统设计

4.2.1管道泄漏实时自动监测定位系统的总体构成

4.2.2监测定位系统的硬件组成

4.2.3监测定位系统的软件设计

4.3泄漏监测系统的实测数据分析

第5章结论

5.1论文小结

5.2下一步的工作展望

参考文献

致谢

个人简历和在学期间的科研成果