[發明專利]一種基于二維信息融合的油氣管網泄漏檢測方法

有效

• 申請號: 201410196358.6
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103994333A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 張化光;馬大中;馮健;劉金海;汪剛;吳振寧;劉夢楠;安普春;李曉瑜
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明涉及油氣管網泄漏檢測技術領域，尤其涉及一種基于二維信息融合的油氣管網泄漏檢測方法。

背景技術

石油、天然氣等能源產品的管道運輸，在中國已經發展了半個多世紀，隨著管網的逐年擴大，管道運輸已經成為陸上油氣運輸的主要方式。但是管道的老化、銹蝕、突發性自然災害及人為破壞等都會造成成品油管道的泄漏乃至破裂，如不及時發現并加以制止，不僅造成能源浪費、經濟損失、環境污染，而且會危及人身安全，甚至造成災難性事故。因此，對油氣管道進行實時在線監測，對泄漏事故進行準確及時的報警，并準確估計出泄漏點的位置具有重要的意義。

現有的管道泄漏檢測方法有很多種，如光纖測漏法、聲波檢測法、壓力梯度法、負壓波法等等。其中，負壓波法是近年來國際上應用最廣的管道泄漏檢測方法。該方法具有反應時間短、可檢測的泄漏量范圍廣等特點。但是，對于緩慢且流量較小的泄漏，由于其單位時間內壓力變化緩慢，負壓波法對其敏感度較低，容易產生漏報。而且，由于管道輸送系統的工況較復雜，正常的操作如泵的調節和開閉，分輸點處的分輸操作，閥門的調節與輸送介質的切換等都會引起負壓波，難以與泄漏引發的負壓波區分。另外，由于泄漏點位置距離上下游泵站的遠近不同，輸送介質對負壓波信號產生不同程度的反射、散射和吸收等影響，負壓波信號還會出現不同程度的衰減，這又降低了該方法的定位精度。

現行的管道泄漏檢測技術，在針對單一管道上的泄漏檢測上，已經具有了較高的靈敏度和準確度。然而在現今的管網結構下，逐年復雜的工況調整，以及壓力波在管網傳播的過程中不同程度的衰減，都使得泄漏檢測的誤報率在逐漸增加，甚至會出現一天之中就有多達10次誤報警的情況。為了保證泄漏檢測的“無漏報”，技術人員多不會選擇用降低靈敏度和準確度為代價來降低誤報，以致予過多的誤報增加了人力和物力的浪費。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種基于二維信息融合的油氣管網泄漏檢測方法。

本發明的技術方案是：

一種基于二維信息融合的油氣管網泄漏檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：實時獲取油氣管網各監控站采集的壓力、流量、密度、節流閥開度、下載閥門開度、水擊泄壓閥開關信號和主輸泵啟停信號；

步驟2：判斷同一油氣管段的兩個監控站采集的壓力是否均存在當前時刻與前一時刻的壓力差超過壓力警戒閾值的情況，是，則確定該油氣管段出現異常，執行步驟3，否則返回步驟1；

步驟3：根據負壓力波的傳播速度和可能的傳播方向，查詢使該油氣管段出現異常的工況調整信息，查詢的時間范圍是負壓力波從某個監控站傳播到當前的出現異常的油氣管段的各監控站的時間；若查詢到某監控站存在工況調整信息，則執行步驟4，否則，執行步驟6；

步驟4：從查詢到工況調整信息的監控站開始跟蹤負壓力波，跟蹤過程中判斷該負壓力波是否同時影響出現異常的油氣管段的兩個監控站，是，則執行步驟5，否則返回步驟3；

步驟5：根據出現異常的油氣管段的監控站采集的壓力、流量和查詢到工況調整信息的監控站采集的壓力、流量來識別油氣管網狀態；

步驟5.1：設定油氣管道瞬變狀態的識別框架，該識別框架的識別目標包括混油過境、干線控流、產品下載、水擊泄壓、管道泄漏和不確定；

步驟5.2：對出現異常的油氣管段的監控站的壓力、流量建立基本可信任分配函數，對查詢到工況調整信息的監控站的壓力、流量和工況調整信息建立基本可信任分配函數；

步驟5.3：根據建立的基本可信任分配函數得到信任函數與似然函數；

步驟5.4：采用Dempster組合規則將建立的基本可信分配函數組合在一起，得到油氣管道瞬變狀態的識別框架的各基本可信任分配函數；

步驟5.5：從油氣管道瞬變狀態的識別框架的基本可信任分配函數的結果中選擇具有最大支持度的識別目標作為油氣管網狀態識別結果：若油氣管網狀態識別結果為混油過境、干線控流、產品下載或水擊泄壓，則當前油氣管網未發生泄漏，若油氣管網狀態識別結果為管道泄漏或不確定，則執行步驟6；

步驟6：定位油氣管網泄漏點；

步驟6.1：根據出現異常的油氣管段的兩個監控站采集的壓力，獲得該兩個監控站的當前時刻與前一時刻的壓力差超過壓力警戒閾值時的時間點；

步驟6.2：根據負壓波到達出現異常的油氣管段的兩個監控站的時間差計算泄漏點在油氣管網中的位置。

有益效果：