油气管道泄漏的主动检测方法与技术研究

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。我国已建油气管道的总长度超过60000公里，其中部分油气管线已安装管道泄漏检测装置，但其仅能检测大于1%的泄漏，无法检测因管道腐蚀、老化、裂纹和自然泄漏等原因发生的微小泄漏。管道的微小泄漏检测是国内外管道泄漏检测遇到的一个共同难题。现有的管道泄漏检测方法普遍存在检测灵敏度不高、无法有效检测小泄漏的缺点，且均属于被动检测方法。本课题针对油气管道的微小泄漏检测问题，基于瞬变流模型首次提出了一种附加动态微压激励检测管道泄漏的主动检测方法。研究动态微压激励信号的选取、产生方法及其在管道中的传播规律；研究管道泄漏与泄漏衰减系数之间的关系以及提高泄漏检测灵敏度的方法；探索管道内高噪声环境下微弱信号的特征提取和处理技术。在上述研究成果的基础上，研制一套基于附加动态微压激励检测方法的管道泄漏主动检测装置，使其泄漏检测灵敏度达到总流量的0.1%。

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。我国已建油气管道的总长度超过90000公里，其中部分油气管线已安装管道泄漏检测装置，但其仅能检测大于1%的泄漏，无法检测因管道腐蚀、老化、裂纹和自然泄漏等原因发生的微小泄漏。管道的微小泄漏检测是国内外管道泄漏检测遇到的一个共同难题。现有的管道泄漏检测方法普遍存在检测灵敏度不高、无法有效检测小泄漏的缺点，且均属于被动检测方法。本课题针对油气管道的微小泄漏检测问题，基于瞬变流模型首次提出了一种附加动态微压激励检测管道泄漏的主动检测方法。针对微小泄漏的主动检测方法进行了理论研究，推导了长输管道压力和流量的瞬变流模型，从理论上提出了管道泄漏主动检测方法的检测、定位和量化的整体过程。建立了相应的管道模型，并对不同阀门动作和泄漏情况进行了仿真分析，研究动态微压激励信号的选取产生方法和其在管道中的传播规律。设计了一种高灵敏度的动态压力变送器，捕捉泄漏引起的压力瞬变信号，通过现场实验对变送器的性能进行了验证。研究了高噪声环境下管道中微弱信号的特征提取和处理技术。制定现场实验方案并搭建现场实验装置，对采集到的信号进行分析和处理，研究了提高泄漏定位准确度的信号提取和处理方法，泄漏检测灵敏度可达到总流量的0.17%。