一种油气管道泄漏的监测方法和监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种油气管道泄漏的监测方法和监测系统，监测方法包括如下步骤：1)数据采集；2)数据分析；3)泄漏判定；4)泄漏点识别；5)泄漏点定位；6)定位校核。本发明专利技术实现油气管道泄漏的高精度实时监测，确保了油气管道运行的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道泄漏的监测方法和监测系统


[0001]本专利技术涉及管道监测
，尤其涉及一种油气管道泄漏的监测方法和监测系统。

技术介绍

[0002]随着管道的建设，管道运行监测技术也在不断发展，作为管道监测重要组成部分的泄漏监测技术一直受到各国科技工作者的重视。目前已有多种管道泄漏监测的方法。大体上可分为两大类：内部监测方法和外部监测方法。内部监测方法价格昂贵，无法做到连续实时监测；外部监测方法的监测精度有待进一步提高。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种油气管道泄漏的监测方法和监测系统，以实现油气管道泄漏的高精度实时监测。
[0004]本专利技术提供的一种油气管道泄漏的监测方法，包括如下步骤：
[0005]1)数据采集：
[0006]采集油气管道的各监测点的静态压力、动态压力和流量三种数据；
[0007]2)数据分析：
[0008]对上述数据进行分析，分别获得相邻监测点中的上游监测点与下游监测点的静态压力比值为k
p
，上游监测点与下游监测点的动态压力的平均值为k
d
，上游监测点与下游监测点的流量差值为k
f
；
[0009]3)泄漏判定：
[0010]当m
p
×
k
p
+m
d
×
k
d
+m
f
×
k
f
>δ时，判定发生泄漏；其中m
p
、m
d
、m
f
为权重系数，δ为预设的泄漏识别阈值；
[0011]4)泄漏点识别：
[0012]对相邻监测点的静态压力和动态压力进行识别，记录静态压力拐点和动态压力脉冲；
[0013]5)泄漏点定位：
[0014]依据静态压力拐点和动态压力脉冲，计算得出泄漏点位置；
[0015]6)定位校核：
[0016]若得到的泄漏点位置多于1个，则通过互相关计算对泄漏点位置进行校核，从而获得最终的泄漏点位置。
[0017]进一步的，所述步骤1)中，建立第一时间窗口，并对所述静态压力、动态压力和流量三种数据进行预处理，通过滑动自适应滤波剔除干扰信号。
[0018]进一步的，所述步骤2)中，建立第二时间窗口；
[0019]定时获取相邻监测点经预处理后的静态压力数据，若相邻监测点的静态压力数据均有下降趋势，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的静态
压力比值为k
p
；
[0020]定时获取相邻监测点经预处理后的动态压力数据，若相邻监测点的动态压力数据出现脉冲信号，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的动态压力的平均值为k
d
；
[0021]定时获取相邻监测点经预处理后的流量数据，对相邻监测点的流量进行趋势性分析，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的流量差值为k
f
。
[0022]进一步的，所述步骤3)中，k
p
、k
d
和k
f
为在所述第二时间窗口内同一时间点对应的值。
[0023]进一步的，所述步骤4)中，在所述第二时间窗口内，记录上游监测点的静态压力拐点对应的时间标签t
i1
，下游监测点的静态压力拐点对应的时间标签t
i2
；上游监测点的动态压力脉冲对应的时间标签T
i1
；下游监测点的动态压力脉冲对应的时间标签T
i2
。
[0024]进一步的，所述步骤5)中，泄漏点位置的计算公式为：
[0025]X
i
＝(L+a
×
Δt
i
)/2；
[0026]Δt
i
＝(t
i1
‑
t
i2
+T
i1
‑
T
i2
)/2；
[0027]其中：i为：上游监测点/下游监测点静态压力拐点的序号；
[0028]亦上游监测点/下游监测点动态压力脉冲的序号；
[0029]X
i
为：第i个疑似泄漏点距相邻的上游监测点的距离；
[0030]L为：泄漏点相邻的上游监测点与下游监测点之间的管道长度；
[0031]a为：管输介质中音波的传播速度；
[0032]Δt
i
为：第i个疑似泄漏点相邻的上游监测点与下游监测点接收压力波动的时间差。
[0033]进一步的，所述步骤6)中，在所述第二时间窗口中，获取上游监测点的静态压力数据P1和下游监测点的静态压力数据P2，归一化后分别为和
[0034]互相关计算公式为：
[0035]以m的值取W为所述第二时间窗口的长度，进行互相关计算，当取得最大互相关系数R
max
时，m的值记为m
max
，对应的泄漏点位置为X
max
＝(L+a
×
m
max
)/2；
[0036]然后计算当m＝Δt
i
时的互相关系数为R
Δti
，利用互相关系数作为加权值，计算得到校核后的最终泄漏点位置：
[0037][0038]另，本专利技术还提供了一种油气管道泄漏的监测系统，包括：
[0039]信号采集设备，油气管道上沿轴线设置有若干监测点，所述监测点均安装有所述信号采集设备，用于采集所述监测点的静态压力、动态压力和流量信息；
[0040]信号调理器，与所述信号采集设备相连，用于对所述信号采集设备输出的信号进
行处理，以获得纯净信号；
[0041]采集控制器，与所述信号调理器相连，用于采集经所述信号调理器处理的信号；
[0042]泄漏监测服务器，通过通讯设备与所述采集控制器相连，用于所述油气管道的泄漏监测。
[0043]进一步的，所述信号调理器包括：
[0044]电流环单元，与所述信号采集设备电连接，用于将所述信号采集设备输出的电流信号转换为电压信号；
[0045]第一信号调理单元，与所述电流环单元电连接，包括低通滤波电路和FIR二阶有源低通滤波电路，用于剔除所述电压信号的高频干扰信号；
[0046]第一信号输出单元，与所述第一信号调理单元电连接，用于将所述第一信号调理单元输出信号的范围调节为
±
5V；
[0047]第一微处理器，与所述第一信号输出单元电连接；
[0048]温度采集单元，与所述第一微处理器电连接，用于采集环境温度；
[0049]第一供电单元，分别与所述电流环单元、第一信号调理单元、第一信号输出单元、温度采集单元和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)数据采集：采集油气管道的各监测点的静态压力、动态压力和流量三种数据；2)数据分析：对上述数据进行分析，分别获得相邻监测点中的上游监测点与下游监测点的静态压力比值为k
p
，上游监测点与下游监测点的动态压力的平均值为k
d
，上游监测点与下游监测点的流量差值为k
f
；3)泄漏判定：当m
p
×
k
p
+m
d
×
k
d
+m
f
×
k
f
>δ时，判定发生泄漏；其中m
p
、m
d
、m
f
为权重系数，δ为预设的泄漏识别阈值；4)泄漏点识别：对相邻监测点的静态压力和动态压力进行识别，记录静态压力拐点和动态压力脉冲；5)泄漏点定位：依据静态压力拐点和动态压力脉冲，计算得出泄漏点位置；6)定位校核：若得到的泄漏点位置多于1个，则通过互相关计算对泄漏点位置进行校核，从而获得最终的泄漏点位置。2.根据权利要求1所述的油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，所述步骤1)中，建立第一时间窗口，并对所述静态压力、动态压力和流量三种数据进行预处理，通过滑动自适应滤波剔除干扰信号。3.根据权利要求2所述的油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，建立第二时间窗口；定时获取相邻监测点经预处理后的静态压力数据，若相邻监测点的静态压力数据均有下降趋势，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的静态压力比值为k
p
；定时获取相邻监测点经预处理后的动态压力数据，若相邻监测点的动态压力数据出现脉冲信号，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的动态压力的平均值为k
d
；定时获取相邻监测点经预处理后的流量数据，对相邻监测点的流量进行趋势性分析，在所述第二时间窗口内，计算各时间点的上游监测点与下游监测点的流量差值为k
f
。4.根据权利要求3所述的油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，所述步骤3)中，k
p
、k
d
和k
f
为在所述第二时间窗口内同一时间点对应的值。5.根据权利要求4所述的油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，所述步骤4)中，在所述第二时间窗口内，记录上游监测点的静态压力拐点对应的时间标签t
i1
，下游监测点的静态压力拐点对应的时间标签t
i2
；上游监测点的动态压力脉冲对应的时间标签T
i1
；下游监测点的动态压力脉冲对应的时间标签T
i2
。6.根据权利要求5所述的油气管道泄漏的监测方法，其特征在于，所述步骤5)中，泄漏点位置的计算公式为：X
i
＝(L+a
×
Δt
i
)/2；
Δt
i
＝(t
i1
‑
t
i2
+T
i1
‑
T
i2
)/2；其中：i为：上游...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先瑞，许斌，张效栋，张磊，刘锟，刘培杰，孙亮，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：