[發明專利]一種基于管道壓力數據的管道泄漏檢測方法

有效

• 申請號: 201410323332.3
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104180166B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 李克文;劉璐
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種管道泄漏檢測方法，尤其涉及一種基于管道壓力數據的管道泄漏檢測方法。

背景技術

防止管道生產事故的發生是管道安全管理中的一項很重要的工作。隨著世界各國管道建設的快速發展，管道事故也頻繁發生，管道泄漏事故一旦發生，不僅造成大量財產損失，泄漏的有毒化學物質還會帶來環境污染和資源的浪費，更為嚴重的是能帶來人身傷亡事故。

為了能有效的預防管道事故，管道泄漏檢測技術迅速發展起來，為此，國內外也進行了大量的研究。近年來，隨著計算機技術的發展，管道泄漏檢測技術正向軟硬件結合的方向發展，目前，各種新的管道泄漏檢測方法仍是各國的前沿研究方向。

目前，根據管道壓力數據進行管道泄漏檢測的方法大體上分為兩類：基于負壓波的檢測方法和對壓力信號進行特征提取的方法。基于負壓波檢測方法關鍵是確定壓力信號的拐點和負壓波通過上下游測量點的時刻；壓力信號特征提取的方法大多是對某一點的壓力隨時間變化的數據進行分析。但是，這兩種方法都沒有對整個管線的壓力進行建模分析，這就導致管道泄漏檢測的結果會具有一定的偏差，如果能對整個管線不同位置處的壓力狀況進行分析，檢測準確率將會有很大提高。

由于獲取整個管道全部管段壓力數據比較困難，特別是在管道無法靠近的管段幾乎無法獲取到壓力數據，在缺少全管段壓力數據的情況下，現有的根據壓力數據進行管道泄漏檢測的方法都是根據極少的壓力采樣點進行推算，這就導致檢測效果不是十分理想。近年來，隨著檢測技術的發展，出現了一些獲取到整個管道壓力數據的方法，但基于全管段壓力數據進行泄漏檢測的方法卻未見提出，因此，現在迫切需要一種能夠根據全管段的壓力數據進行泄漏檢測的方法。

針對現有的管道泄漏檢測技術中的問題，本發明提供一種新的基于管道全管段壓力數據的泄漏檢測方法。本發明提供的方法以具體管道中全管段的壓力數據為基礎，充分考慮具體管線的實際情況，具有較高的預測精度，能有效地判斷管線泄漏狀況，并準確的定位管道泄漏位置，使工作人員有針對性的對管道進行維護和修理，防止泄漏事故的再次發生，保障管道的安全運行，從而確保人民群眾的財產和生命安全。

發明內容

基于全管段壓力數據進行泄漏檢測需要考慮具體的管線狀況，不能只是簡單的根據出入口的壓力和流量等一些參數進行簡單的建模計算，需要考慮管線中彎頭、閥門等部件局部阻力。

管道內流體的壓力取決于管道入口壓力、管道內流體流速以及管道直徑與內壁面的粗糙程度。因此，要想對管道整個管線的壓力進行建模分析，首先需要計算管道內流體的壓降，管道內流體的壓降與流量的關系可用公式1表示：

ΔH＝S*G²(公式1)

式中G-管道內流體的流量；ΔH-壓力降；S-管道阻力系數。

管道阻力系數計算如公式2：

(公式2)

公式2中，S為該管段的阻力系數，單位Pa/(m³h^-1)²；K為管道內壁的當量絕對粗糙度，單位m；D為管道內徑，單位m；ρ為管道內介質的密度，單位kg/m³；l為該段管線中管道長度，單位m；l_d為該段管線中彎頭、閥門等部件局部阻力引起的當量長度，單位m，由公式3計算。

(公式3)

D、K意義及單位同前；Σξ為該管段中除管道外所有部件局部阻力系數之和，無單位，數值由手工查表得到。

由上述公式可以看出：給定管道的管徑、管道入口處的流量和管道粗糙度等參數，即可獲得距離管道初始端l處的壓力值，按照一定的距離間隔分別求出不同位置處的壓力值，記為(x₁，x₂......x_n),然后利用壓力采集球或管道上壓力傳感器對管道壓力數據進行采集，按照上述計算的位置獲取到整個管道的壓力數據，記為(x′₁，x′₂......x′_n)，利用公式4計算誤差：

(公式4)

將計算出的誤差與給定允許的誤差范圍比較，若大于給定的誤差范圍則認為是管道出現泄漏，逐個比較各個檢測點的實際壓力與計算壓力，泄漏位置為出現突變的點附近。

本發明的有益效果是，可以有效的判斷現有管線是否存在泄漏，操作簡便、預測精度較高，克服了傳統的管道泄漏檢測方式操作復雜、預測效果不理想等缺陷。

附圖說明

圖1是本發明的算法框圖；