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靖边采油厂白狼城—小河输油管道泄漏检测技术研究

作　者: 刘洁莹
导　师: 韩继勇；周明善
学　校: 西安石油大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 原油管道泄漏检测小波变换压力波法神经网络
分类号: TE973.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

管道运输在输送气体、流体、浆体等方面具有独特的优势,已成为继铁路、公路、水运、航运之后的第五大运输工具。由于不可避免的老化、腐蚀及打孔盗油等原因,管道泄漏时有发生,严重干绕了正常生产,造成了巨大的经济损失和环境污染。所以,加强管道泄漏检测与定位技术的研究与应用,对于发现管道泄漏,打击盗油行为,保护环境,减少企业经济损失,提高企业的自动化水平具有非常重要的现实意义。通过阅读大量文献,调研国内外长输管道的泄漏检测技术,对这个技术进行了深入的理论研究。在软件上同时利用了两种信号处理方法,分别是相关分析和小波变换来检测并识别泄漏产生的负压波,然后泄漏监测和定位,同时参考专业知识判断工况扰动,这样定位精度和抗干扰能力便大大的提高了,误报也随之减少；通过对信号的提取和处理进行泄漏信号特征的分析,,提出小波变换滤波去噪法应用于现场当中。泄漏监测系统使用计算机自动采集管道运行的相关数据,利用油田局域网进行实时数据传输,实现了自动地实时泄漏监测、报警、定位；开发设计的白狼城-小河输油管道泄漏检测系统是一个具有动态泄漏监测能力的SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)系统,即计算机数据采集和监控系统,通过实时采集管线中输送流体的压力、流量等信号并分析处理,实现在线的泄漏检测和定位,其远程终端装置(RTU)将采集的流量、压力、温度等参数传递给监控中心,对管道的运行状况进行实时监控。经现场实验验证,该系统能自动进行泄漏检测、定位、报警以及自动排除工况变化的干扰,在仅用两个压力测点的条件下,保证了较高的泄漏检测灵敏度、定位精度和较高的可靠性。另外,通过对获取的反映管道运行工况的压力音波信号进行分析,明确了管道泄漏信号的产生及其传播原理,并在时域和频域分析了原油管道压力音波信号在管道正常工况、泄漏工况和调泵工况下的信号特征。使用归一化方法对压力音波信号进行预处理,选用广义RBF神经网络对原油管道三种工况进行模式识别,选取压力音波信号的特征参数训练神经网络,并用该网络对三种工况进行模式分类。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-9
第二章国内外输油管道泄漏检测与定位方案的发展现状  9-19
  2.1 管道泄漏自动监测方法概述  9-17
    2.1.1 管道外检测方法  9-10
    2.1.2 监测管内流动状态的方法  10-17
  2.2 方法小结  17-19
第三章白狼城-小河管线泄漏检测定位方案  19-30
  3.1 泄漏点检测与定位方案  19
  3.2 系统的组成及配置  19-21
    3.2.1 计算机泄漏检测系统的组成  19-20
    3.2.2 ADAM5510数据采集系统的功能  20
    3.2.3 ADAM5510-数据采集系统的数据处理流程  20-21
  3.3 中心控制室的监控管理软件流程  21-22
  3.4 压力波信号处理技术  22-28
    3.4.1 相关分析法  22-24
    3.4.2 时序分析法  24-26
    3.4.3 小波变换法  26-28
  3.5 输油管线泄漏工况  28-30
第四章检测系统现场应用  30-50
  4.1 系统详细描述  30-37
    4.1.1 数据采集及通信  30-31
    4.1.2 显示模块  31-32
    4.1.3 通信模块  32-35
    4.1.4 接口及监视模块  35-36
    4.1.5 系统维护  36-37
  4.2 线路自然概况  37-40
    4.2.1 地质  37-38
    4.2.2 气象  38-39
    4.2.3 管道敷设  39-40
  4.3 第一次现场试验  40-43
    4.3.1 方案设计  40-41
    4.3.2 试验结果及分析  41-43
  4.4 第二次现场试验  43-45
    4.4.1 方案设计  43
    4.4.2 试验结果及分析  43-45
  4.5 第三次现场试验  45-47
    4.5.1 方案设计  46
    4.5.2 试验结果及分析  46-47
  4.6 试运行情况  47-50
第五章泄漏检测技术方案的完善  50-62
  5.1 基于软件信号处理方案  50-60
    5.1.1 信号特征  50-51
    5.1.2 ANNs原理  51-53
    5.1.3 模式识别算例  53-60
  5.2 硬件运行规律方案  60-62
结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
详细摘要  68-89

靖边采油厂白狼城—小河输油管道泄漏检测技术研究

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