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输油管道泄漏定位监测管理系统
发布日期:2017-06-06     阅读次数:3642次   
高校名称 北京理工大学
行业类型 先进制造产业
应用范围 输油管道的泄漏监测
项目内容

   由于输油管道老化、腐蚀及意外损坏和人为破坏等原因,致使管道泄漏时有发生。如何能够实时监测输油管道泄漏事故的发生,判定泄漏点的位置,减小对复杂地形人工巡线的劳动强度,扼制盗油犯罪现象的发生,防止原油泄漏造成的严重经济损失,保护生态环境,已成为迫切需要解决的问题。

输油管道的泄漏监测是多学科交叉的综合体现,涉及管道动力学,过程控制学,流体力学,通讯、仪表、传感器技术及软件和数据库技术等多方面不同领域的经验和知识。由于管道材质、油品质量、环境差异、输送工艺、泄漏形式等的多样性,目前尚未有一种简单、可靠和通用的方法解决泄漏问题。因此通常根据现场情况,结合多种方法进行泄漏诊断。

为了有效地检测输油管道泄漏并准确定位,各个工作站的系统时间必须严格一致,我们通过GPS卫星进行授时同步来保证服务器系统与各个工作站的时间同步。我们运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警。系统集成了传感器技术、无线通信技术和虚拟仪器和小波变换技术。油田专家组验收鉴定认为:系统在对适应我国国情的小压力、小流量和温度波动较大的高凝稠输油管道的泄漏监测方面有所突破。利用数据库结构,再现泄漏记录,回放历史数据并具有对历史数据进行统计、查询和打印等功能。采用无线通讯网络传递现场工作站的数据,并实现局域网内对管道的监测管理。

  一 系统组成

图1 泄漏监测系统的硬件结构和网络结构

系统由硬件部分和软件部分组成。图1显示泄漏监测系统的硬件结构和网络通讯结构。

1.1 软件设计

软件分为现场工作站和服务器两个部分。工作站软件主要负责压力、温度、流量信号的采集;压力信号的下降判断;系统时间校对;并把采集的数据和泄漏判断信息发送到服务器的数据库中。服务器运用数据库技术结合LabView组态,主要负责实时显示各个工作站压力、温度、流量信号,判断管道是否发生异常、泄漏和定位,并根据数据库中各工作站的信息进行泄漏记录查询、历史数据回放、管道输差回放及打印便于管理人员进行宏观决策。

1.2硬件设计

为了使各个偏远现场工作站完成数据传输,并能与油田局域网无缝透明联接,支持所有上层协议、网络操作系统与应用软件,选用了以色列BreezeCOM公司11MHz“即插即用”的BU-DS.11和RB-DS.11无线网络设备,以辽河油田为例:由无线网络把高二联、2号加热站、3号加热站和渤海站接入辽河局域网,高一联采用光纤接入辽河局域网。

为了满足信号采集频率的要求,选用NI公司的PCI6013采集卡,它不仅提供多通道16-bit的测量精度,并能很好与LabView图形化编程软件集成。每个现场站的模拟信号经传感器信号处理电路、滤波电路并由工作站计算机完成数据采集,最后通过无线网络传到服务器进行数据综合处理。

 

图2 调度室服务器主界面

Fig. 2  Main screen of the server in administrator office


三.使用说明

  通过半年多的使用证明系统运行平稳,可靠。

 

 

 

 

技术成熟度

二.技术指标

在图中可见可分辨10分中内连续3次放油试验,很好地解决了扰流问题。

当原油泄漏量小于管道流量1%时报警;

泄漏点定位误差小于管道总长度的1%。

由图2可见在辽河油田高二联至高一联管道之间3号加热站处10分中内连续3次小流量放油试验的过程。观察右下半图的4个虚拟示波器上的压力曲线,清晰可见放油时压力的下降变化(不大于0.005Mp)及3个向下的波形从放油点(第3个压力虚拟示波器)向首末站传播的过程,即负压波的传播过程。观察左下半图的两个虚拟示波器上的流量和输差曲线,清晰可见放油时首站流量增加,末站流量减小,首末两站的流量输差明显增加。并在服务器上显示泄漏发生时间和位置,电子地图上表示该位置灯闪亮显示出泄漏位置,泄漏数据同时存入数据库。

                                                   图2 调度室服务器主界面

Fig. 2  Main screen of the server in administrator office

应用前景

油田专家组验收鉴定认为:系统在对适应我国国情的小压力、小流量和温度波动较大的高凝稠输油管道的泄漏监测方面有所突破。利用数据库结构,再现泄漏记录,回放历史数据并具有对历史数据进行统计、查询和打印等功能。采用无线通讯网络传递现场工作站的数据,并实现局域网内对管道的监测管理。

合作方式 该项目可以采取多种方式进行合作,具体情况面议
联系方式 联系人:韩睿佳 联系电话:07996761376




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