CN105114821B - 埋地金属管线渗漏检测方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种埋地金属管线渗漏检测方法，通过基于交流电压梯度检测法检测地表电流分布状态，并基于所述地表电流分布状态获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离，并进而基于埋地金属管线的地理位置信息将距离转换为预测腐蚀点的空间坐标，基于空间坐标进行实地油气检测，从而可以以无损方式准确地进行埋地金属管线渗漏检测。
Description
技术领域
本发明涉及管线安全领域，具体涉及一种埋地金属管线渗漏检测方法。
背景技术
在针对油气管道以及城市天然气输送管线自动化系统的故障诊断尤其是渗漏检测领域，意大利ETNOTEAM Software Technologies提出的MORSAF系统，以及国内在石油、天然气行业中普遍使用的RTM(Real Time Model,实时模型)与SCADA(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，监控与数据采集法)是该领域的主要检漏方法。
目前埋地金属管线渗漏检测方法无论采取RTM或SCADA，其核心均为利用流量、压力监测参数，实现泄漏故障的定量和定位。
现有的基于流量、压力等检测参数的埋地金属管线渗漏检测方法存在如下缺陷：
(1)适应性差。由于管道油气对象、环境对象、输送工艺、故障形式等的多样性及复杂性，难以全面搜集各种正常与异常状态的先验样本和模式样本，这对管道故障诊断系统提出了高自适应能力要求。基于SCADA系统中心数据库的故障诊断，往往由于诊断信息的不完备、诊断模型参数不能及时优化更新等导致故障诊断的评估能力弱，误报警率高。
(2)风险集中。基于SCADA系统中心数据库的故障诊断系统是集中式在线实时诊断架构，其优点是容易根据全局调度情况进行故障综合诊断分析；不足的是，集中式诊断功能集中，对硬件及通信要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，否则难以实现在线实时诊断。
(3)诊断功能单一。由于管道采用以点控线的运行模式，其监测诊断具有空间和时间分布特性，因此现场操作人员的闻、看、摸；查、测、读等信息及诊断知识的获取对管道故障诊断尤其是渗点发现就显得尤为重要，而这也是基于SCADA系统中心数据库实现全面故障诊断的瓶颈。
(4)埋地金属管线渗漏只有等发生才能通过压力、流量的梯度变化发现，往往届时已经发展成为重大事故，不具备提前预警预报功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种埋地金属管线渗漏检测方法，适用于例如大型油气管线或城市天然气管线等各类埋地金属管线，以更加准确地以无损方式进行埋地金属管线渗漏检测。
本发明实施例的埋地金属管线渗漏检测方法包括：
S100、沿通有交流电的埋地金属管线每隔预定距离基于交流电压梯度检测法检测获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离；
S200、基于所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息获取所述预测腐蚀点的空间坐标；
S300、基于所述空间坐标确定所述预测腐蚀点位置，在预测腐蚀点所在位置上方钻孔，并检测孔洞所在点位的油气浓度，根据检测获得的油气浓度检测所述埋地金属管线是否发生渗漏。
优选地，所述步骤S100包括采用管线电流分布检测器及设置于地面的A字架进行地表电流分布状态的检测。
优选地，所述步骤S200包括：
根据检测点信息以及所述管线布设的地理位置信息获取检测点的经纬度坐标；
根据所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息计算获得所述预测腐蚀点的经纬度坐标。
优选地，所述步骤S300包括：
在预测腐蚀点所在位置上方钻一个直径小于10厘米，深度小于15厘米的小孔；
利用PID有机气体检测仪检测小孔中的油气浓度；
根据所述油气浓度判断所述埋地金属管线是否发生渗漏。
优选地，所述步骤S300中基于所述空间坐标确定所述预测腐蚀点位置包括通过GNSS定位设备按照所述空间坐标定位所述预测腐蚀点位置。
通过基于交流电压梯度检测法检测地表电流分布状态，并基于所述地表电流分布状态获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离，并进而基于埋地金属管线的地理位置信息将距离转换为预测腐蚀点的空间坐标，基于空间坐标进行实地油气检测，从而可以以无损方式准确地进行埋地金属管线渗漏检测。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的埋地金属管线渗漏检测方法的流程图；
图2是交流电压梯度检测的原理示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是本发明实施例的埋地金属管线渗漏检测方法的流程图。
如图1所示，所述埋地金属管线渗漏检测方法包括：
S100、沿通有交流电的埋地金属管线每隔预定距离基于交流电压梯度检测法获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离。
优选地，在本实施例中考虑到信号的衰减，每30公里进行一次测量。
交流地电位梯度法(ACVG)可采用PCM与交流地电位差测量仪(A字架)，通过测量土壤中交流地电位梯度的变化，查找和定位埋地金属管线防腐层腐蚀点。
如图2所示，交流电压梯度检测法是通过在埋地金属管线和大地之间施加某一频率的正弦电压，给待检测的管道发射检测信号电流，在地面上沿路由检测由管道电流产生交变电磁场的强度及变化规律。采用这种方法不但可找管定位，还在很大程度上排除了大地的电性和杂散电流的干扰，具有很好的实用性。同时，通过管道上方地面的磁场强度换算出管中的电流变化，可以判断出管道的支线位置或破损缺陷等。其原理是：管道的防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应，且防腐层本身也存在着弱而稳定的导电性，使信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数衰减规律，当管道防腐层破损后，管中电流便由破损点流入大地，管中电流会明显衰减，引发地面的磁场强度的急剧减小，由此可对防腐层的破损进行定位。在得到检测电流的变化情况后，根据评价模型可推算出防腐层的性能参数值Rg。然而，这是一个相对比较的过程，该过程受到不同检测频率、管道结构等因素的影响。为消除包括管道规格、防腐结构、土壤环境等因素的影响，将均匀传输线理论应用于管－地回路，建立相应的数学模型，可以有效地分析及消除上述影响，定量地对管道的防腐层质量进行综合评价。
在现有技术中，交流电压梯度检测法仅用于检测获取埋地金属管线的腐蚀情况，而从未被应用于检测渗漏。
在本实施例中，可以使用Radiodetection公司生产的PCM PLUS+设备来进行预测腐蚀点的检测。
S200、基于所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息获取所述预测腐蚀点的空间坐标。
具体地，将距离数据以人工或自动方式导入到用于对管线布设走向进行管理的地理信息系统，根据所述距离数据以及管线的地理位置信息获取预测腐蚀点的精确经纬度信息。
所述步骤S200包括：
步骤S210、根据检测点信息以及所述管线布设的地理位置信息获取检测点的经纬度坐标。
步骤S220、根据所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息计算获得所述预测腐蚀点的经纬度坐标。
S300、基于所述空间坐标确定所述预测腐蚀点位置，在预测腐蚀点所在位置上方钻孔，并检测孔洞所在点位的油气浓度，根据检测获得的油气浓度检测所述埋地金属管线是否发生渗漏。
工程人员可以利用手持定位设备(例如基于GPS定位系统或北斗系统的定位设备)确定预测腐蚀点的位置，在该位置钻孔，进行油气检测进行判断。
具体地，步骤S300采用警戒孔法来进行判断，不需要复杂的仪器，具有相当的可靠性，所述步骤S300包括：
步骤310、在预测腐蚀点所在位置上方钻一个直径小于10厘米，深度小于15厘米的小孔。
步骤320、利用PID有机气体检测仪检测小孔中的油气浓度。
步骤330、根据所述油气浓度判断所述埋地金属管线是否发生渗漏。
如果油气浓度高于预定阈值则判定埋地金属管线已经发生泄漏，需要理解开挖进行抢修，否则，说明可能仅存在保护层被腐蚀的情况，对该处的油气浓度定期进行监控，防止进一步恶化即可。
具体地，本发明实施例的方法被应用于成品油(主要为航空煤油)埋地金属管道检测，所述埋地金属管道的总长度小于150公里，埋地深度小于2.5米，工作环境温度在-20℃～+50℃，工作环境相对湿度小于等于95％。在此前提下，通过7)车载、便携式、计算机化系统对地下输油管道进行渗漏判断，确定管道防腐层破损点和漏油位置，及时维修，减少油料损失和环境污染，提高管道运行安全性，本实施例的方法8)
泄漏检测总体定位精度优于5％；报警时间小于5分钟；误报警率小于1‰。
由此，通过基于交流电压梯度检测法检测地表电流分布状态，并基于所述地表电流分布状态获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离，并进而基于埋地金属管线的地理位置信息将距离转换为预测腐蚀点的空间坐标，基于空间坐标进行实地油气检测，从而可以以无损方式准确地进行埋地金属管线渗漏检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种埋地金属管线渗漏检测方法，其特征在于，包括：
S100、沿通有交流电的埋地金属管线每隔预定距离基于交流电压梯度检测法检测获取所述埋地金属管线的预测腐蚀点距离检测点的距离；
S200、基于所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息获取所述预测腐蚀点的空间坐标；
S300、基于所述空间坐标确定所述预测腐蚀点位置，在预测腐蚀点所在位置上方钻孔，并检测孔洞所在点位的油气浓度，根据检测获得的油气浓度检测所述埋地金属管线是否发生渗漏。
2.根据权利要求1所述的埋地金属管线渗漏检测方法，其特征在于，所述步骤S100包括采用管线电流分布检测器及设置于地面的A字架进行地表电流分布状态的检测。
3.根据权利要求1所述的埋地金属管线渗漏检测方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
根据检测点信息以及所述管线布设的地理位置信息获取检测点的经纬度坐标；
根据所述预测腐蚀点距离检测点的距离以及所述管线布设的地理位置信息计算获得所述预测腐蚀点的经纬度坐标。
4.根据权利要求1所述的埋地金属管线渗漏检测方法，其特征在于，所述步骤S300包括：
在预测腐蚀点所在位置上方钻一个直径小于10厘米，深度小于15厘米的小孔；
利用PID有机气体检测仪检测小孔中的油气浓度；
根据所述油气浓度判断所述埋地金属管线是否发生渗漏。
5.根据权利要求1所述的埋地金属管线渗漏检测方法，其特征在于，所述步骤S300中基于所述空间坐标确定所述预测腐蚀点位置包括通过GNSS定位设备按照所述空间坐标定位所述预测腐蚀点位置。
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