[發明專利]一種基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法

有效

• 申請號: 201510020795.7
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104595730A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 劉翠偉;李玉星;孟令雅;胡其會;韓輝;張玉乾;劉光曉;錢昊鋮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法，其特征在于，

步驟1，根據聲波幅值衰減模型建立待測管道中的泄漏定位計算公式；

步驟2，根據待測管道的運行參數，計算聲吸收系數；

步驟3，檢測待測管道的最小可檢測泄漏量或者泄漏孔徑，在待測管道首端傳感器上游或末端傳感器的下游進行模擬泄漏測試實驗，首末兩端的聲波傳感器分別采集沿管內介質傳播的泄漏聲波信號，經處理分別得到待測管路首末兩端的低頻段聲波信號的幅值，根據得到的幅值計算修正系數，進而得到泄漏判定閾值和泄漏判定時的參考壓力；

步驟4，將運行的待測管道兩端傳感器采集得到的信號經過處理后與參考壓力相除，并將結果與模擬泄漏測試實驗得到的泄漏判定閾值進行對比，完成管道泄漏判定；

步驟5，若泄漏發生，根據步驟1中的定位公式對管道泄漏進行定位。

2.如權利要求1所述的基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法，其特征在于，所述的聲波傳感器為音頻傳感器、加速度傳感器或動態壓力傳感器。

3.如權利要求1所述的基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法，其特征在于，在步驟1中，若待測管段中的某點發生泄漏，在首末端采集信號，經過小波分析處理后得到低頻段聲波幅值，首端幅值為p₁，末端幅值為p₂，泄漏位置距離首端傳感器為x，待測管段全長為L，則根據聲波幅值衰減模型以下公式成立：則泄漏定位公式為：其中，α為聲吸收系數，σ為修正系數。

4.如權利要求3所述的基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法，其特征在于，將采集的信號進行處理得到低頻段的聲波幅值時采用小波分析，小波基采用sym8或者db4；根據聲波信號的采樣頻率F以及低頻段的要求確定小波分析的分解層數n，針對油氣長距離管道，小波分析的分解層數應使處理后得到的信號的頻段落在0～20Hz以內，因此應滿足：根據采樣頻率求得分解層數并向上取整得到n，然后求得f_δ為低頻段的最大頻率，Hz，則低頻段為0～f_δ，Hz，處于該頻段的信號稱為A_n。

5.如權利要求1所述的基于聲波幅值衰減模型的油氣管道泄漏定位方法，其特征在于，在步驟2中，聲吸收系數的計算公式：

α=1rcη′ω2ρ0+ω22ρ0c3·η′′+ω22ρ0c3·χ(1Cv-1Cp)]]>

其中：待測管道直徑r，m；介質密度ρ₀，kg/m³；角頻率ω，ω＝2πf，f為低頻段聲波的中心頻率，Hz；管內聲波傳播速度c，m/s；介質切變黏滯系數η′，Pa·s；容變黏滯系數η″，Pa·s；熱傳導系數χ，W/(m·K)；介質的定容比熱C_v，kJ/(kg·K)；定壓比熱C_p，kJ/(kg·K)。