【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管道泄漏监测，具体涉及一种管道泄漏预测方法及系统。
技术介绍
1、管道运输是石油天然气工业中最主要的物质运输方式。随着服役时间的增加，管道腐蚀、磨损、老化等问题逐渐加剧，最终导致管道泄漏事故，严重威胁能源输送安全。因此，对埋地管线的健康状态进行实时监测，及时发现并精确定位泄漏位置，进行维护或更换管道，从而减少经济损失和环境污染。
2、国内外学者对管道泄漏监测进行了一系列研究，泄漏监测技术发展迅速，主要包括化学成分分析法、声学分析法、光学测量法、分布式光纤传感器法、智能球法等。但是，目前所有的监测方法都是针对管道发生泄漏后进行的泄漏位置或者泄漏量预测，无法对管道泄漏位置和泄漏时间进行提前预测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种管道泄漏预测方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种管道泄漏预测方法，包括以下步骤：
3、s1、测量并确定目标埋地管道的内径d、外径d、壁厚t以及内压p；
4、s2、基于目标埋地管道的内径d、外径d和壁厚t，建立有限元数值仿真模型，并在目标埋地的管道内壁挖去长l、宽b、深度t×α％的腐蚀坑；
5、s3、对所述含腐蚀坑管道的内壁施加内压p作为载荷；
6、s4、通过有限元计算得到含腐蚀坑管道外壁的轴向和环向应变分布情况；
7、s5、基于管道外壁轴向和环向应变分布情况，布设光纤测量系统，确保含腐蚀坑管
8、s6、通过所述光纤测量系统，测到管道内壁腐蚀坑深度与管道壁厚α％相对比的结果，其中，测得管道腐蚀坑超过管道壁厚的α％，则判断管道外壁应变会发生变化，再基于布里渊散射原理计算管道外壁应变大小，且根据光时域反射原理可定位应变发生变化的具体位置；测得管道腐蚀坑未超过管道壁厚的α％，则判断管道外壁应变未发生变化；
9、s7、基于管道尺寸为内径d、外径d、壁厚t，腐蚀坑长l、宽b以及t×α％，施加内压p，建立多种含有不同腐蚀坑深度的有限元模型，计算得到多个腐蚀坑深度对应的管道外壁轴向应变ε，通过拟合得到管道外壁轴向应变与腐蚀坑深度的函数关系；
10、s8、通过所述光纤测量系统，实时监测管道外壁轴向应变变化情况，并根据管道外壁轴向应变与腐蚀坑深度的函数关系，计算腐蚀坑深度；
11、s9、根据t1时间的腐蚀坑深度d1，t2时间腐蚀坑深度d2，计算腐蚀坑增长速率，并根据计算所得腐蚀坑增长速率预测管道泄漏时间。
12、作为一种优选的实施方式，所述步骤s9中，计算腐蚀坑增长速率的具体公式为：
13、
14、且预测管道泄漏时间的具体公式为：
15、
16、一种管道泄漏预测系统，所述管道泄漏预测系统包括光纤测量系统，且光纤测量系统包括脉冲激光器、波分复用器、信号采集、信号处理和光纤光缆；
17、所述脉冲激光器，用于产生脉冲光束；
18、所述波分复用器，用于将不同波长的光信号合并到单根光纤中，或者从单根光纤中分离出不同波长的光信号；
19、信号采集，用于接收变化后的光信号，并将其转换为电信号；
20、信号处理，用于处理电信号并输出应变数据；
21、光纤光缆，用于将光信号，传输到被测的管道上，并受到应变影响。
22、作为一种优选的实施方式，所述光纤光缆的数量至少为4条，且多个光纤光缆围绕管道的中轴线呈等间隔分布。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术针对尚未发生泄漏的埋地管道进行泄漏预测，通过建立腐蚀坑深度与管道外壁轴向应变的对应关系，且在光纤测量系统的监测配合作用下，能够对未发生泄漏的埋地管道的泄漏位置和即将发生泄漏的时间进行有效预测，进而可以防患于未然，不必等到管道泄漏后再进行处置，极大程度的降低了管道泄漏引起的爆炸等风险，有利于应用于石油天然气等领域的管道运输。
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1.一种管道泄漏预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种管道泄漏预测方法，其特征在于：所述步骤S9中，计算腐蚀坑增长速率的具体公式为：
3.一种管道泄漏预测系统，应用于根据权利要求1-2所述的一种管道泄漏预测方法，其特征在于：所述管道泄漏预测系统包括光纤测量系统，且光纤测量系统包括脉冲激光器、波分复用器、信号采集、信号处理和光纤光缆；
4.根据权利要求3所述的一种管道泄漏预测系统，其特征在于：所述光纤光缆的数量至少为4条，且多个光纤光缆围绕管道的中轴线呈等间隔分布。
【技术特征摘要】
1.一种管道泄漏预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种管道泄漏预测方法，其特征在于：所述步骤s9中，计算腐蚀坑增长速率的具体公式为：
3.一种管道泄漏预测系统，应用于根据权利要求1-2所述的一种管道泄漏预测方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：闻炯明，孙磊，李兆璞，张毅，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：
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