自動化儀表在油氣管道泄漏檢測中的實踐分析

袁瑛 龔敏 劉洋 劉馨思雅 潘玉明

摘要：隨著我國的經(jīng)濟不斷快速化發(fā)展以及自動化技術(shù)水平的提升，自動化技術(shù)就被廣泛的使用到了各個行業(yè)的發(fā)展中去，促使行業(yè)發(fā)展對其進行了廣泛的關(guān)注。油田行業(yè)的發(fā)展對于我國經(jīng)濟發(fā)展來講，起到了很大的促進作用，但是在油氣進行運輸時會存在著泄漏的問題，就會對運輸?shù)陌踩云鸬揭欢ǖ挠绊?，也不利于企業(yè)的經(jīng)濟效益發(fā)展，本文就針對油氣管道的監(jiān)測原理進行了分析。

關(guān)鍵詞：自動化儀表;油氣管道;泄漏檢測

前言：

對于油氣管道來講，經(jīng)過了長時間的使用會因為外界的環(huán)境變化以及自身的老化等多種因素影響，從而大致管道出現(xiàn)泄漏的情況，嚴重的會導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)，對于社會的發(fā)展來講造成了一定的經(jīng)濟損失與資源的浪費，對于人身安全起到了威脅。所以在短時間內(nèi)對管道泄漏的問題進行發(fā)現(xiàn)，就能夠及時、快速的根據(jù)問題制定出相應(yīng)的控制措施，保障設(shè)備的安全運行。

一、油氣管道泄漏問題檢測與定位原理

當油氣進行運輸時出現(xiàn)了泄漏問題，那么在泄漏的地方就會造成一些物質(zhì)的損失，就會導(dǎo)致泄漏地方物質(zhì)的密度減小，就導(dǎo)致油氣管道內(nèi)部的壓力減小。因為油氣自身有著一定的連續(xù)性，所以在管道出現(xiàn)泄漏的時候，管道內(nèi)部的油氣流失速度不會出現(xiàn)太大的拜年話，但是泄漏的位置會與周邊的區(qū)域產(chǎn)生一定的壓力差。也是因為這樣的一個壓力差存在，就會導(dǎo)致泄漏地區(qū)的高壓油氣逐漸的流向低壓區(qū)域，呈現(xiàn)出泄漏地區(qū)與相鄰區(qū)域內(nèi)部的油氣密度減小，以及壓力的減弱。當油氣管道中出現(xiàn)這樣的壓力差時，就會從泄露的地方沿著油氣管道的流向從上位置向下方位置進行擴散，這樣的一種現(xiàn)象被稱之為“負壓波”。油氣管道在使用的過程中是具有一定的波導(dǎo)作用的，所在負壓波在進行傳播時衰減的情況比較低，就會被傳輸?shù)奖容^遠的距離。

在正常的管道運輸中，會將壓力信號儀表安裝在采集油氣的管道兩側(cè)，在儀器的運行期間就會將所采集到的信息傳輸?shù)絇LC設(shè)備與上位機上，從而通過數(shù)據(jù)的形式將其呈現(xiàn)。這樣的一種方式，更加便于工作人員通過對儀器的使用，實現(xiàn)對壓力差與負壓波梯度特點的收集，從而借助信號分析法的使用，實現(xiàn)對管道泄漏位置的確定，并且對泄漏的程度進行了解與分析。

二、泄漏檢測技術(shù)中自動化儀表的應(yīng)用

（一）在泄漏檢測過程中應(yīng)用

在對泄漏管道進行檢測時，工作人員使用自動化儀表對管道的泄露問題進行檢測，從而及時的對泄漏的位置進行確定，再這樣的一種檢測中會經(jīng)歷泄漏定位與泄漏判斷兩個過程。就現(xiàn)今行業(yè)的發(fā)展來看，檢測人員在對自動化儀表進行使用去檢測并判斷管道泄漏問題時，經(jīng)常使用的是模式識別法、信號處理法以及相關(guān)的模型計算法等。

對信號處理法進行使用時，先將自動化儀表采集到油氣流量與壓力變化之間的經(jīng)驗值進行對比處理，從而得出兩個數(shù)據(jù)之間存在著較大的差異，根據(jù)得出的結(jié)果對油氣管道出現(xiàn)泄漏問題進行判斷。信號處理法的原理是比較簡單的，所以想要保障處理結(jié)果的準確性，就要保障所獲得的信號真實性與可靠性，于是在對該項技術(shù)進行使用時，就需要先對收集到的信號進行去噪處理。模式識別法的使用是對一些取得負壓波施行分段進行識別，針對于不同的負壓波要使用不同的基元，從而形成一種比較好的波形結(jié)構(gòu)模式。當該結(jié)構(gòu)形成之后，工作人員就要對形成的結(jié)構(gòu)進行對比，從而在對比中識別出油氣管道存在的問題，實現(xiàn)對管道泄漏原因的判斷，在該方法的使用中，對信息的識別與處理是非常的關(guān)鍵的。

相關(guān)模型算法與其它兩種方式有著較多的不同之處，該方法主要是針對于管道兩側(cè)的壓力信號進行相關(guān)的處理。管道內(nèi)部沒有出現(xiàn)任何的問題時，那么相關(guān)的函數(shù)G（x）就處于正常，當管道出現(xiàn)泄漏的情況，函數(shù)G（x）就會出現(xiàn)改變，當數(shù)值的變化達到一定的數(shù)值時，工作人員就能夠?qū)π孤┑膯栴}進行確認。對管道泄漏情況進行確定之后，結(jié)合流體力學(xué)、時差與計算判斷等方法進行使用，從而將泄漏的位置進行判斷。在這三種方法的使用中，使用最多的就是時差判斷法，使用的依據(jù)就是負壓波的定位公式，先對油氣管道的長度進行測量，從而加以對經(jīng)驗值的使用來對泄漏點進行判斷。

（二）自動化儀表在應(yīng)用時的注意事項

當使用中的管道出現(xiàn)泄漏時，就會導(dǎo)致自動化儀表的工作出現(xiàn)變化，在工作時將閥門關(guān)閉、上方停泵等正常的油氣運作也是會導(dǎo)致對自動化儀表出現(xiàn)變化的，嚴重的會導(dǎo)致出現(xiàn)警報信號。這些因為不是管道泄漏所造成的儀表報警稱之為誤報，針對于這種現(xiàn)象的存在，怎樣有效的提升因為管道泄漏造成的報警信號發(fā)出，是現(xiàn)今提升自動化儀表檢測的靈活性與準確性的關(guān)鍵性因素。自動化儀器自身具有較高的精準度與較快的反應(yīng)速度，但是一般情況下并不能夠很好的對油氣管道中的少量泄漏與慢性泄漏等問題進行檢測。

所以在使用自動化儀表對泄漏問題進行檢查時，工作人員可以將多種方式進行結(jié)合使用，從而將儀表中存在的缺陷進行彌補。針對于泄漏定位來講，對泄漏位置使用負壓波進行檢測與定位管道泄漏時，對于檢測結(jié)果的準確性來講，石油負壓波傳輸速度誤差、泄漏造成的壓力降幅等因素都有著比較直接的影響。根據(jù)相關(guān)的研究表明，當泄漏的位置處于管道的中間時，負壓波對于定位準確度造成的影響是比較小的。相比而言，油氣精準度對于定位來講是可以不進行考慮的，但是在對自動化儀表進行使用檢測位置時，要對壓力信號采集時間、壓力下降幅度等重要因素進行考慮，從而保障檢測結(jié)果的準確性，促進油氣管道的正常工作。

結(jié)語：

隨著自動化檢測技術(shù)被各行業(yè)廣泛的使用，在石油管道的泄露中也能夠?qū)崿F(xiàn)對其的使用。在對石油管道檢測中對其進行使用，能夠?qū)⒈O(jiān)測的成本進行降低，并且提升檢測結(jié)果的準確性，所以對于石油管道的泄露檢測來講，自動化儀表不僅僅能夠發(fā)現(xiàn)泄露的問題，還能夠快速的找到問題的原因與位置，從而具有科學(xué)性的對問題進行解決，提升油氣管道運輸?shù)馁|(zhì)量與效率。

參考文獻：

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