原油儲運管道泄漏檢測與防盜技術研究

張昊(中國石油天然氣股份有限公司北京油氣調控中心調度二處 100000)

當下，輸油管道泄漏檢驗方法主要有如下幾種：其一，物質平衡法；其二，仿真模型法；其三，壓力波法；其四，聲波法等等。為了徹底打擊不法分子瘋狂的鑿孔盜油，降低因此而帶來的經濟損失，我們展開了多類管道防盜及泄漏檢測技術的研究及分析，比方說微機實時監控機制及輸油管道防盜實時檢測機制等等。盡管我們的研究獲得了較好的成績，然而其中仍然還存在諸多不足，比方說無法完成打孔提前預警等。此外檢測距離較短，報警正確率較低及機制總體抗干擾水平差均屬于當下我們必須解決的問題。為了更好地解決這些不足，完成于油水混輸管道的打孔盜油部位的精準定位，降低原油損耗，保障原油管線的正常運轉，我們對原油儲運管道泄漏檢測及防盜技術展開了分析。

一、聲波防盜檢驗系統分析

1.系統原理

管道受到損害，抑或發生自然泄漏時發出的聲波信號囊括了次聲部分，次聲信號可隨著固體、液體及氣體傳播到特別遠的地方，因此可選用次聲傳感器展開管道的防盜與泄漏檢測。于管道的起點及終點各安裝一臺分站檢測裝置，及時檢驗管道中因為被破壞或泄漏而出現的次生波信號，憑借高技術的信號分析算法，于噪音中識別出有效的信號實施定性報警提示。

2.系統結構

整個檢測裝置主要由如下九部分構成：其一，傳感器；其二，信號調理模塊；其三，存儲模塊；其四，通訊控制接口；其五，通訊模塊；其六，MCU I；其七，MCU 2；其八，DSC；其九，電源。傳感器應放置在實驗現場，安裝于管道內部，收集管道內部的次聲波信號，隨后再將其轉化成電荷信號憑借傳輸線輸送到信號調理部分。信號調理部分具有特別強的阻抗，可以把電荷信號轉化成電壓信號，同時對此電壓信號實施放大及濾波。通過信號調理部分處理的電壓信號借助接口輸送至MCU 2及DSC的AD轉換接口。校時部分為裝置提供準確的實時時間，校時部分借助GPS及相關的時間信息，定期對裝置時鐘進行更新，使整個裝置中的所有部分時間一致，校時部分輸出的信息憑借串口線輸送至MCU I。通訊模塊的作用為于應用系統的主站及分站間輸送信息，通訊模塊系一個具有一致接口標準的諸多模塊的總和。通訊模塊主要由如下兩部分構成：其一，主通訊模塊；其二，備用通訊模塊。之所以要進行備用通訊模塊的設置，其目的就是為了確保主通訊模塊出現故障時，系統可以啟動備用通訊模塊以實現數據的輸送。

圖1 裝置基本構造圖

次聲防盜檢驗系統運用在管道泄漏檢驗方面的長處：其一，就整體而言，次聲波信號衰弱特別小，特別符合長距離的檢驗要求；其二，次聲波檢驗系管道出現泄漏時發出次生信號，和產生的泄漏量沒有關系，所以可以達到包括天然氣管道泄漏檢驗及海底管道泄漏檢驗的要求；其三，系統將打孔預警及泄漏報警二者完美地結合在了一起，具有反應及時的特點，同時它還可以較好地降低因管道泄漏而帶來的損失。

裝置通過監控高度處理器對各應用處理器運轉情況進行判斷，如果應用處理器出現了異常，監控高度處理器理應依據設計好的切換流程于各大應用處理器間實施切換，確保不管在什么時候均有一個及以上的應用處理器正常運轉。各應用處理器的作用可完全一致，也可依據相關設計需要對每一個處理器作用進行單獨設計。監控高度處理器與應用處理器間及各大應用處理器間借助于數據總線輸送工作狀態資料。憑借多處理冗余設計使裝置可靠性及穩定性獲得較大的提升。

軟件研發過程主要囊括了如下幾個部分：其一，離線數據分析；其二，算法仿真程序；其三，遠程數據采集系統主站軟件；其四，次聲管道防盜軟件；其五，泄漏檢測系統主站軟件。專家數據庫系信號識別算法的前提及保障，信號識別算法結合了神經網絡分析算法及小波分析算法兩大方法。在研究的過程中，本人曾經常去現場收集信號，然后再自行模擬相關事件的信號，在此基礎上創建且完善數據庫。在取得相關信號后，收集對事件有利的特征量，比方說時域及頻域特點等等，創建神經網絡識別裝置，借助這些信號特征量展開訓練，以取得最優神經網絡模型參數，最后推算出恰當的目標定位算法。

結束語

該裝置中的次聲傳感器所發出的次聲信號衰弱較小，可進行長距離輸送，較好地降低了工程投資；將管線的防盜預警與漏點定位完美的結合在了一起，尤其是對敲擊信號也可以做到精準識別，對盜油點展開精準定位，可以較好地降低因管道泄漏所帶來的損失。此裝置在中石化及中國油氣管道的泄漏檢驗及定位方面運用特別廣泛，裝置在運用上特別靈活，可根據需求在以往打孔特別多的管道上使用，具有特別大的推廣前景及價值。

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