一种海底管道泄漏监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的一种海底管道泄漏监测方法，包括：获取待测管道上游的压力数据和流量数据以及下游的压力数据和流量数据；对获取的数据进行预处理得到处理结果；根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0；若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏；若为0，则采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏。本发明专利技术的有益效果：根据采集的数据利用动态监测或静态监测方法判断待测管道是否存在泄漏现象，通过修正流量差或修正压力差利用序贯概率比检验方法来计算管道泄漏和未发生泄漏的概率，提高了管道泄漏监测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种海底管道泄漏监测方法及系统
本专利技术涉及管道泄漏监测设备
，具体涉及一种海底管道泄漏监测方法及系统。
技术介绍
海底油气管道是输送石油和天然气的生命线，一般包括铺设在海底的油气集输管道，干线管道和附属的增压平台，以及管道与平台连接的主管等部分。由于海底管道输运具有运输量大、稳定、运输效率高、造价低廉、很少受气候影响等诸多优点，因此管道输运一直作为海上油气运输的最佳选择。然而随着管线运行年限的增加，它们会不可避免遇到的老化、腐蚀穿孔、不可抗力和外界条件变化(如地震或海床支撑坍塌据等)、以及其他自然或人为损坏等问题，从而导致管线泄露事故频繁发生。管线一旦发生泄漏，将威胁到人们的生命财产安全、生存环境，以及造成严重的资源浪费等恶劣后果。因此，需要对海底油气管线是否发生泄漏进行监测。对于管道的泄漏检测大致可以分为以下两种：基于外部的方法，即根据检测管道外部参数，如碳氢化合物或者温度变化等，来判断是否发生泄漏；基于内部的方法，即利用传感器来监控管道的内部参数，如：压强、温度、粘度、密度、流量、声速等，并通过计算来判断是否发生泄露。当前，现有基于内部的泄漏监测方法可应用于海底管道的泄露监测。但监测方法单一，存在误差大、精度低、泄漏点定位准确度不高等问题。另外海洋环境对管道泄漏监测方法性能有影响，例如仪表的安装、SCADA和遥测单元等，另一个问题是海水对海洋管道的静水压力，外部的压力可能会降低泄漏量，对于静水压力的泄漏，可能导致外部水流进入管道的情况下，使泄漏检测更加困难。另外，海底生产系统中，管道内大多是多相流体，其泄漏检测和定位难度更大。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术实施例的目的在于提供一种海底管道监测方法及系统，能准确监测海底油气管道是否存在泄漏现象。第一方面，本专利技术实施例提供的一种海底管道泄漏监测方法，包括：获取待测管道上游的压力数据和流量数据以及下游的压力数据和流量数据；对获取的数据进行预处理得到处理结果；根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0；若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏；若为0，则采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏。第二方面，本专利技术实施例提供的一种海底管道泄漏监测系统，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、管道阀门、分布式控制系统和上位机，所述第一数据采集模块设置在待测管道的上游，用于采集待测管道上游的压力数据和流量数据；所述第二数据采集模块设置在待测管道的下游，用于采集待测管道下游的压力数据和流量数据；所述管道阀门分别设置在待测管道的上游和下游，用于控制待测管道内的流体的状态；所述分布式控制系统用于获取第一数据采集模块和第二数据采集模块采集的数据，并对数据进行预处理，将预处理后得到的处理结果发送给上位机；所述上位机接收所述分布式控制系统发送的处理结果，并根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0；若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏；若为0，则采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏。本专利技术的有益效果：本专利技术实施例提供的海底管道泄漏监测方法及系统，根据采集的数据利用动态监测或静态监测方法判断待测管道是否存在泄漏现象，通过修正流量差或修正压力差利用序贯概率比检验算法来计算管道泄漏和未发生泄漏的概率，提高了管道泄漏监测的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种海底管道泄漏监测方法的流程图；图2示出了进行实验时待测管道泄漏时的SPRT结果的仿真图；图3示出了本专利技术第三实施例所提供的一种海底管道泄漏监测系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种海底管道泄漏监测方法的流程图，该方法包括：S1:获取待测管道上游的压力数据、温度数据和流量数据以及下游的压力数据、温度数据和流量数据。S2:对获取的数据进行预处理得到处理结果。具体地，对获取的数据采用小波变换方法进行分析处理。小波变换被认为是调和分析、傅立叶分析、泛函分析与样条分析的完美结晶，也是信号与图像分析，量子物理等科学和工程技术近十几年来在数学方法上的重大突破。小波变换是一种能够在时间-频率两域对信号进行分析的方法，具有可以对信号在不同范围、不同的时间区域内进行分析，对噪声不敏感，能够分析到信号的任意细节等优点，在信号处理领域获得越来越广泛的应用，被誉为“数学显微镜”。传感器采集的信号(压力、流量、温度信号等)通常伴随着噪声，因此采用小波分析的方法对采集的信号进行去噪，得到处理结果。S3:根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0。根据待测管道中的流量数据是否为0来判断待测管道的状态，管道的状态包括管道运行和管道未运行。S4:若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏。具体地，如果流量数据不为0，即管道阀门打开并处于运行状态，待测管道有流体流动，称为动态监测。根据质量平衡原理，在管道没有泄漏的情况下，管道上游流量和下游站流量的变化应该等于管道内总量的变化。因此，可以得到以下等式：τ(t)＝Qin(t)-Qout(t)-ΔQ(t)(1)式(1)和式(2)中：τ(t)为t时刻的修正流量差(由于仪表的固有误差和流体的可压缩性，τ(t)总是在围绕一个非零值上下波动)；Qin(t)为待测管道上游的流量计t时刻监测到的流量；Qout(t)为待测管道下游站的流量计t时刻监测到的流量；ΔQ(t)为滞留在管道内部的流体从t-1时刻到t时刻的变化量；S1为待测管道的横截面积；S为待测管道的总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底管道泄漏监测方法，其特征在于，包括：获取待测管道上游的压力数据和流量数据以及下游的压力数据和流量数据；对获取的数据进行预处理得到处理结果；根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0；若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏；若为0，则采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏。

【技术特征摘要】
1.一种海底管道泄漏监测方法，其特征在于，包括：获取待测管道上游的压力数据和流量数据以及下游的压力数据和流量数据；对获取的数据进行预处理得到处理结果；根据处理结果判断待测管道中的流量数据是否为0；若不为0，则采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏；若为0，则采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏。2.如权利要求1所述的海底管道泄漏监测方法，其特征在于，在采用所述动态监测算法或静态监测算法判断出待测管道有泄漏的情况下，还包括采用操作模式识别的方法对管道泄漏进行再次判断。3.如权利要求1或2所述的海底管道泄漏监测方法，其特征在于，还包括：在判断出待测管道存在泄漏的情况下，对待测管道的泄漏点进行定位检测。4.如权利要求1所述的海底管道泄漏监测方法，其特征在于，所述采用动态监测算法判断待测管道是否泄漏的方法包括：根据质量平衡原理计算得到待测管道在不同时刻的管存量和修正流量差数据；采用序贯概率比检验算法对修正流量差数据进行分析得到待测管道泄漏概率，根据所述泄漏概率判断待测管道是否泄漏。5.如权利要求1所述的海底管道泄漏监测方法，其特征在于，所述采用静态监测算法判断待测管道是否泄漏的方法包括：根据待测管道在不同时刻的上游压力数据和下游压力数据，计算得到修正压力差数据；采用序贯概率比检验算法对所述修正压力差数据进行分析得到待测管道泄漏概率，根据所述泄漏概率判断待测管道是否泄漏。6.如权利要求2所述海底管道泄漏监测方法，其特征在于，所述操作模式识别方法具体包括：将采集的流量数据和压力数据分别与预先设定的流量数据和压力数据进行比较得...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，毕州鑫，张宗政，白勇，
申请(专利权)人：深圳市欧佩亚海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44