摘? 要：文章對國內(nèi)外輸油管道泄漏檢測方法進(jìn)行了分析，對油田輸油管道防盜監(jiān)測的方法進(jìn)行了探討。針對油田輸油管道防盜監(jiān)測問題，指出了油田輸油管道防盜監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是管道泄漏檢測報(bào)警及泄漏點(diǎn)的精確定位，并介紹了勝利油田輸油管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

主題詞：輸油 管道 泄漏 監(jiān)測 防盜

　　泄漏是輸油管道運(yùn)行的主要故障。特別是近年來，輸油管道被打孔盜油以及腐蝕穿孔造成泄漏事故屢有發(fā)生，嚴(yán)重干擾了正常生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，僅勝利油田每年經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)上千萬元。因此，輸油管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用成為油田亟待解決的問題。先進(jìn)的管道泄漏自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，迅速采取措施，從而大大減少盜油案件發(fā)生，減少漏油損失，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 國內(nèi)外輸油管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀
　　輸油管道泄漏自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)在國外得到了廣泛的應(yīng)用，美國等發(fā)達(dá)國家立法要求管道必須采取有效的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。
??? 輸油管道檢漏方法主要有三類：生物方法、硬件方法和軟件方法。
1.1 生物方法
　　這是一種傳統(tǒng)的泄漏檢測方法，主要是用人或經(jīng)過訓(xùn)練的動(dòng)物(狗)沿管線行走查看管道附件的異常情況、聞管道中釋放出的氣味、聽聲音等，這種方法直接準(zhǔn)確，但實(shí)時(shí)性差，耗費(fèi)大量的人力。
1.2 硬件方法
　　主要有直觀檢測器、聲學(xué)檢測器、氣體檢測器、壓力檢測器等，直觀檢測器是利用溫度傳感器測定泄漏處的溫度變化，如用沿管道鋪設(shè)的多傳感器電纜。聲學(xué)檢測器是當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)流體流出管道會(huì)發(fā)出聲音，聲波按照管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)決定的速度傳播，聲音檢測器檢測出這種波而發(fā)現(xiàn)泄漏。如美國休斯頓聲學(xué)系統(tǒng)公司(ASI)根據(jù)此原理研制的聲學(xué)檢漏系統(tǒng)(wavealert)，由多組傳感器、譯碼器、無線發(fā)射器等組成，天線伸出地面和控制中心聯(lián)系，這種方法受檢測范圍的限制必須沿管道安裝很多聲音傳感器。氣體檢測器則需使用便攜式氣體采樣器沿管道行走，對泄漏的氣體進(jìn)行檢測。
1.3 軟件方法
　　它采用由SCADA系統(tǒng)提供的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)，通過流量或壓力變化、質(zhì)量或體積平衡、動(dòng)力模型和壓力點(diǎn)分析軟件的方法檢測泄漏。國外公司非常重視輸油管道的安全運(yùn)行，管道泄漏監(jiān)測技術(shù)比較成熟，并得到了廣泛的應(yīng)用。殼牌公司經(jīng)過長期的研究開發(fā)生產(chǎn)出了一種商標(biāo)名稱為ATMOS Pine的新型管道泄漏檢測系統(tǒng)，ATMOS Pine是基于統(tǒng)計(jì)分析原理而設(shè)計(jì)出來的，利用優(yōu)化序列分析法(序列概率比試驗(yàn)法)測定管道進(jìn)出口流量和壓力總體行為變化以檢測泄漏，同時(shí)兼有先進(jìn)的圖形識(shí)別功能。該系統(tǒng)能夠檢測出1.6kg/s的泄漏而不發(fā)生誤報(bào)警。
　　目前國內(nèi)油田長距離輸油管道大都沒有安裝泄漏自動(dòng)檢測系統(tǒng)，主要靠人工沿管線巡視，管線運(yùn)行數(shù)據(jù)靠人工讀取，這種情況對管道的安全運(yùn)行十分不利。我國長距離輸油管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的研究從九十年代開始已有相關(guān)報(bào)道，但只是近兩年才真正取得突破，在生產(chǎn)中發(fā)揮作用。清華大學(xué)自動(dòng)化系、天津大學(xué)精密儀器學(xué)院、北京大學(xué)、石油大學(xué)等都在這一方面做過研究。如：中洛線(中原—洛陽)濮陽首站到滑縣段安裝了天津大學(xué)研制的管道運(yùn)行狀態(tài)及泄漏監(jiān)測系統(tǒng)(壓力波法)，東北管道局1993年應(yīng)用清華大學(xué)研制的檢漏系統(tǒng)(以負(fù)壓波法為主，結(jié)合壓力梯度法)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。

2 管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的研究
　　通過對國內(nèi)外各種管道泄漏檢測技術(shù)的分析對比，結(jié)合油田輸油管道防盜監(jiān)測的特殊要求，勝利油田油氣集輸公司等單位組織開展了廣泛深入的調(diào)查研究。
　　防盜監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵解決兩方面的問題：一是管道泄漏檢測的報(bào)警，二是泄漏點(diǎn)的精確定位。針對這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)勝利油田采用的技術(shù)思路是：以壓力波(負(fù)壓波)檢測法為主，和流量檢測法相結(jié)合。
　　2.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成
　?、?計(jì)算機(jī)系統(tǒng):在管道的上下游兩端各安裝了一套工業(yè)控制計(jì)算機(jī),用于數(shù)據(jù)采集及軟件處理。
　　② 一次儀表: 壓力變送器
　　　　　　　　 溫度變送器
　　　　　　　 　流量傳感器
??? ③ 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng):兩套擴(kuò)頻微波設(shè)備，用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。???

　　2.2 檢漏方法
??? 2.2.1負(fù)壓波法
　　當(dāng)長輸管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏處由于管道內(nèi)外的壓差，使泄漏處的壓力突降，泄漏處周圍的液體由于壓差的存在向泄漏處補(bǔ)充，在管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓波動(dòng)，這樣過程從泄漏點(diǎn)向上、下游傳播，并以指數(shù)律衰減，逐漸歸于平靜，這種壓降波動(dòng)和正常壓力波動(dòng)大不一樣，具有幾乎垂直的前緣。管道兩端的壓力傳感器接收管道的瞬變壓力信息，而判斷泄漏的發(fā)生，通過測量泄漏時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力波到達(dá)上游、下游兩端的時(shí)間差和管道內(nèi)的壓力波的傳播速度計(jì)算出泄漏點(diǎn)的位置。為了克服噪聲干擾，可采用小波變換或相關(guān)分析、基于隨機(jī)變量之間差異程度的kullback信息測度檢測等方法對壓力信號(hào)進(jìn)行處理。前蘇聯(lián)從20世紀(jì)70年代開始研究和使用自動(dòng)檢漏技術(shù)，負(fù)壓波檢漏系統(tǒng)的普及，使輸油管線泄漏事故減少88%。負(fù)壓波的傳播規(guī)律跟管道內(nèi)的聲音、水擊波相同，其速度取決于管壁的彈性和液體的壓縮性。國內(nèi)曾經(jīng)實(shí)測過大慶原油管道在平均油溫44℃、密度845kg/m3時(shí)的水擊波傳播速度為1029m/s。對于一般原油鋼質(zhì)管道，負(fù)壓波的速度約為1000～1200m/s，頻率范圍0.2～20kHz。負(fù)壓波法對于突發(fā)性泄漏比較敏感，能夠在3min內(nèi)檢測到，適合于監(jiān)視犯罪分子在管道上打孔盜油，但是對于緩慢增大的腐蝕滲漏不敏感。