贺焕婷 惠贤斌 耿立娟 何鹏程

中国石油青海油田分公司

摘  要：介绍了S-image次声波管道泄漏监测系统的工作原理、系统构成。以某输油管道为例，阐述了该系统在管道主站及子站的设计、布站方式、系统架构等，并进行了现场测试。结果表明，可准确定位管道泄漏点。建议提高泄漏监测阈值。

关键词：输油管道；次声波；泄漏监测

输油管道本体受内外部因素的影响，存在泄漏风险。 S-image次声波管道泄漏监测系统能够及时监测管道泄漏并定位泄漏位置，为减少企业损失、消除环境和社会不良影响提供了可靠技术支持，为管道安全运行提供了强有力的保障[1]。

1 工作原理

S-image次声波管道泄漏监测系统，采用声音定位与图像识别、定性及定量识别、神经网络、隔离判定、人工智能、序贯概率比检验、压力梯度和实时瞬态模型等多种技术对管道泄漏进行判定。管道两端分别安装次声波传感器，当管道发生泄漏时，管道内部介质产生振荡，在泄漏点处形成密度波，同时管道内产生泄漏后的次声波，通过数字化仪采集分析后上传至中心站，结合声速及时间差判定泄漏位置，系统软件依据压力、流量数据进行分析后自动报警并提供准确泄漏位置[2-4]。其监测原理见图 1。

2 现场应用

在某油田输油管道（中间设置加热站3座）安装一套S-image次声波管道泄漏监测系统，由中心主站、监测子站两部分组成，五个监测子站即管道首站－1#加热站－2#加热站－55公里处排气室－3#加热站－管道末站。布站设置系统架构见图 2。

2.1 管道概况

监测管道长80 km，管线规格为D159×6.3，材质为L245N无缝钢管，输送介质为净化原油，管道高程为2 719 m～3 377 m。其工艺示意图见图 3。

2.2 布站设置

整体配置如下：在主管部门安装S-image次声波管道泄漏监测系统主站1套，现场安装监测子站5套（9台次声波传感器）、隔离器8台、太阳能供电系统1套、高精度压力单元9台，配套安装相应附件。

主站配置1台专用中心站服务器， 1套S-image次声波管道泄漏监测系统软件及相关附件，实现与子站的数据交互及泄漏信号的处理和报警定位。报警信息包括泄漏时间、泄漏管段、泄漏点到管道首站和管道末站的距离、 GIS地图定位等信息，通过中心站发出声光报警。

监测子站配置见表 1。

2.3 现场测试测

试管段为首站至1#加热站，长度20.7 km。通过人工手动放油模拟管道泄漏。测试结果表明，系统在未经调试及参数优化条件下，可以成功检测到模拟泄漏事件并准确定位管道泄漏点，等效最小可测泄漏孔径约2～16 mm；且成功监测到测试管段内的介质泄漏、流程切换、管道抢修等事件。

3 结语

应用S-image次声波管道泄漏监测系统可及时发现管道漏油事件，减少原油损失，具有一定的经济效益及社会效益。但管道运行参数的变化和泄漏监测阈值的限制，容易引起监测漏报和误报，建议进一步提高泄漏监测阈值、采用自适应报警阈值确定方法。

参考文献：

[1] 于殿强，赵海培，鄢召民.输油管道泄漏监测技术在胜利油田的应用[J].石油规划设计， 2004，3(9)： 39-41.

[2] 罗宇，施剑.iSafe次声波管道泄漏监控系统的应用[J].测绘通报， 2014， 6(11)： 137-139.

[3] 郭世伟，朱东旭，张敬.原油长输管道泄漏监测技术应用研究[J].油气储运， 2018， 3(2)： 17-19.

[4] 张清.长输管道泄漏监测技术的应用探析[J].中国化工贸易， 2019， 6(3)： 142-144.

作者简介：贺焕婷， 1985年生，助理工程师， 2013年6月毕业于西南石油大学，获得油气储运工程专业工学硕士学位，现就职于青海油田钻采工艺研究院，主要从事油气集输工作。联系方式： 15379836575，hehuantqh@petrochina.com.cn。