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输油管道泄漏检测技术研究

作　者: 刘恩斌
导　师: 李长俊
学　校: 西南石油学院
专　业: 油气储运工程
关键词: 管道泄漏检测定位瞬态模型系统差分格式小波变换负压波
分类号: TE973.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 6次
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内容摘要

管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输行业之一,已成为现代工业和国民经济的命脉。随着管道输送工业的发展,世界上石油输送管网的50%以上已运行了三十年以上,国内相当比例的原油管道也运行了二十年以上,老化程度严重,加上不可避免的腐蚀、磨损和人为破坏等因素,管道泄漏现象频频发生。管道的泄漏不仅影响正常的生产,造成能源浪费和经济损失,而且由于所输介质的危险性和污染性,一旦发生事故还会造成对环境的污染和巨大的生命财产损失,因此泄漏检测是一项重要的管道故障检测技术。为了减少损失,减轻管道事故的危害,需要在事故发生后立即检测出来,并且能够指明泄漏发生的位置。现已有多种管道泄漏检测方法,但它们在适用范围、反应速度、检测灵敏度和定位精度等方面均存在一定的局限。本文结合我国管道输送的实际情况,针对原油管道泄漏检测技术及其运行监测系统进行了深入的研究,主要进行了以下几个方面的工作:将小波变换技术引入到负压波特征拐点的捕捉,利用连续小波变换时间-尺度特性检测信号的奇异点,能够有效的检测出强噪声背景下的信号边沿,此外,还提出了负压波法泄漏检测中误报警消除的多种方法。研究了一种新型的基于瞬态模型的管道泄漏检测方法,并对传统的特征线法差分格式进行了改进,将其应用于对管道瞬态模型的求解,并对管道实施由前到后和由后到前的两次仿真,对两次仿真的结果进行比较,从而判断管道是否发生泄漏,并确定泄漏位置。最后对输油管道泄漏检测系统的软硬件进行了设计,编制了PLDS(Pipeline Leak Detection System)泄漏检测软件,应用于新疆油田克独输油管线和王化输油管线,取得了良好的效果。

全文目录

1 引言  6-17
  1．1 研究的目的及意义  6-8
  1．2 输油管道泄漏检测技术研究现状  8-12
    1．2．1 国外研究现状  8-10
    1．2．2 国内研究现状  10-12
  1．3 泄漏检测方法概述  12-15
    1．3．1 物质平衡法  12-13
    1．3．2 基于信号处理的方法  13-14
    1．3．3 基于模型的泄漏检测  14-15
  1．4 本文的主要工作及研究的目标  15-16
    1．4．1 本文的主要工作  15-16
    1．4．2 研究的目标  16
  1．5 本文的创新点  16-17
2 瞬态负压波泄漏检测方法研究  17-36
  2．1 瞬态负压波泄漏检测  17-18
    2．1．1 瞬态负压波泄漏检测原理  17-18
    2．1．2 瞬态负压波泄漏检测的关键技术  18
  2．2 瞬态负压波在管道内的传播速度  18-21
  2．3 基于小波变换的负压波拐点捕捉  21-28
    2．3．1 小波变换的定义  21-23
    2．3．2 利用小波变换进行压力信号奇异性检测  23-27
    2．3．3 泄漏检测算法  27-28
  2．4 首末站系统时间的统一  28-30
  2．5 负压波检测中的误报警消除方法  30-33
    2．5．1 监测管线压力、流量变化状况  30-32
    2．5．2 监测泵转速  32
    2．5．3 监测调节阀开度  32
    2．5．4 核实泄漏位置  32
    2．5．5 判断负压波传播方向  32-33
    2．5．6 运用模式识别方法  33
  2．6 应用小波变换检测信号突变点实例  33-35
  2．7 本章小节  35-36
3 基于瞬态模型的管道泄漏检测技术研究  36-43
  3．1 输油管道的瞬态模型  36-37
  3．2 模型的求解  37-38
  3．3 泄漏检测的实现  38-40
  3．4 泄漏位置的判定  40-42
  3．5 本章小节  42-43
4 管道系统的数据采集及数据通信  43-56
  4．1 数据采集  43-45
    4．1．1 数据采集系统的组成  43-44
    4．1．2 数据采集的内容  44-45
    4．1．3 采样频率的确定  45
  4．2 信号的滤波技术  45-53
    4．2．1 信号的预处理  45-46
    4．2．2 信号的自适应滤波处理  46-49
    4．2．3 小波域门限去噪方法  49-52
    4．2．4 应用实例  52-53
  4．3 数据通信  53-56
5 输油管道实时在线泄漏检测系统研究  56-64
  5．1 输油管道实时在线泄漏检测系统结构  56-58
  5．2 泄漏检测系统软件开发  58-64
    5．2．1 数据采集软件  58
    5．2．2 泄漏检测软件  58-61
    5．2．3 泄漏检测软件界面  61-64
6 负压波法实时在线泄漏检测工业实验  64-69
  6．1 实验目的  64
  6．2 实验方法  64
  6．3 实验步骤  64
  6．4 实验机具、器材及车辆  64-65
  6．5 实验报告  65-69
    6．5．1 王家沟油库~石化分输站  65-66
    6．5．2 706泵站~王家沟油库  66-68
    6．5．3 结论  68-69
7 结论及建议  69-71
  7．1 结论  69
  7．2 建议  69-71
致谢  71-72
附录  72-73
  硕士阶段参加的科研项目  72
  硕士阶段发表的论文  72-73
参考文献  73-76

输油管道泄漏检测技术研究

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