CN106931310A - 输油管道油品泄漏量的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输油管道油品泄漏量的确定方法及装置，属于油气储运领域。所述方法包括：根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻；再根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差，确定泄漏稳定期的油品泄漏流速，然后根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速，泄漏稳定期和泄漏起始时刻泄漏点的压力确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速，最后根据该泄漏稳定期和泄漏起始时刻的油品泄漏流速，确定输油管道在任一时刻的总泄漏量。本发明解决了相关技术中确定油品泄漏量的准确性较低的问题，通过综合考虑泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，提高了确定的总泄漏量的精度。本发明用于确定油品泄漏量。

Description

输油管道油品泄漏量的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及油气储运领域，特别涉及一种输油管道油品泄漏量的确定方法及装置。

背景技术

输油管道主要用于转运油品，是一种安全、可靠并且高效的油品运输设备。在通过输油管道转运油品的过程中，若输油管道发生泄漏，往往会造成环境污染甚至人员伤亡，因此需要对输油管道泄漏后的泄漏量进行快速而准确的计算，以便根据泄漏量制定管道抢修和维护策略，减少事故损失。

相关技术中，一般采用达西公式计算泄漏点上游站场和下游站场之间由于油品流动而产生的压力差，再根据该压力差确定泄漏流速，最后根据泄漏流速和泄漏时长确定该管道泄漏点在当前时刻的油品泄漏量。

相关技术中根据压力差确定的泄漏流速为一固定值，但管道发生泄漏后，泄漏流速在泄漏初期和泄漏稳定期是不同的，因此根据上述方法确定的泄漏量的准确性较低。

发明内容

为了解决相关技术中确定的泄漏点油品泄漏量的准确性较低的问题，本发明提供了一种输油管道油品泄漏量的确定方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种输油管道油品泄漏量的确定方法，所述方法包括：

根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在所述起始时刻t_d之前，所述泄漏点的压力值变化率大于预设阈值；

根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，所述第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数；

根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，所述第二泄漏流速计算公式为：

根据所述泄漏稳定期的起始时刻t_d，所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t(即t≥t_d)的总泄漏量Q(t)，所述总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

可选的，所述方法还包括：

根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定所述泄漏点的孔径d，所述泄漏孔径计算公式为：

可选的，在所述根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d之前，所述方法还包括：

分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，所述参考点为所述泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点；

根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t，所述压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为所述参考点的高程，h_d为所述泄漏点的高程。

可选的，在所述根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d之前，所述方法还包括：

分别获取泄漏稳定期所述上游站场的出站压力值P_up和所述下游站场的进站压力值P_down；

分别获取所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down；

根据所述出站压力值P_up、所述进站压力值P_down、所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，所述压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

可选的，在所述根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t之前，所述方法还包括：

分别获取所述泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及所述压力波传导至下游站场的时间t2；

根据所述泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，所述压力波传导至上游站场的时间t1和所述压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，所述间距确定公式为：

其中，a为压力波的传导速度；

根据所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，确定所述泄漏点的位置以及所述泄漏点的高程。

另一方面，提供了一种输油管道油品泄漏量的确定装置，所述装置包括：

时刻确定模块，用于根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在所述起始时刻t_d之前，所述泄漏点的压力值变化率大于预设阈值；

第一泄漏流速确定模块，用于根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，所述第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数；

第二泄漏流速确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，所述第二泄漏流速计算公式为：

总泄漏量确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的起始时刻t_d，所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，所述总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

可选的，所述装置还包括：

孔径确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定所述泄漏点的孔径d，所述泄漏孔径计算公式为：

可选的，所述装置还包括：

第一获取模块，用于分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，所述参考点为所述泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点；

压力确定模块，用于根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t，所述压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为所述参考点的高程，h_d为所述泄漏点的高程。

可选的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于分别获取所述上游站场的出站压力值P_up和所述下游站场的进站压力值P_down；

第三获取模块，用于分别获取所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down；

压力差确定模块，用于根据所述出站压力值P_up、所述进站压力值P_down、所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，所述压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

可选的，所述装置还包括：

第四获取模块，用于分别获取所述泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及所述压力波传导至下游站场的时间t2；

间距确定模块，用于根据所述泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，所述压力波传导至上游站场的时间t1和所述压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，所述间距确定公式为：

其中，a为压力波的传导速度；

高程确定模块，用于根据所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，确定所述泄漏点的位置以及所述泄漏点的高程。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定方法及装置，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的方法确定的总泄漏量的准确性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种输油管道油品泄漏量的确定方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种输油管道油品泄漏量的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种输油管道油品泄漏量的确定方法，参见图1，该方法包括：

步骤101、根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在该起始时刻t_d之前，该泄漏点的压力值变化率大于预设阈值。

步骤102、根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d。

该第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数。

步骤103、根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀。

该第二泄漏流速计算公式为：

步骤104、根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)。

该总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数，且t≥t_d。

综上所述，本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定方法，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的方法确定的总泄漏量的准确性较高。

其中，上述步骤104可以包括：

根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，确定泄漏初始阶段的油品泄漏量Q₁：

该泄漏初始阶段的油品泄漏量Q₁为：

之后，再根据该根据该泄漏初始阶段的油品泄漏量Q₁、泄漏稳定期的起始时刻t_d和该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，该总泄漏量为：

Q(t)＝Q₁+Q_d×(t-t_d)_。

可选的，该方法还包括：

根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定该泄漏点的孔径d，该泄漏孔径计算公式为：

可选的，在该根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d之前，该方法还包括：

分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，该参考点为该泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点；

根据该参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定该泄漏点在各个时刻的压力值P_t，该压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为该参考点的高程，h_d为该泄漏点的高程。

可选的，在该根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d之前，该方法还包括：

分别获取泄漏稳定期该上游站场的出站压力值P_up和该下游站场的进站压力值P_down；

分别获取该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down；

根据该出站压力值P_up、该进站压力值P_down、该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，该压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

可选的，在该根据该参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定该泄漏点在各个时刻的压力值P_t之前，该方法还包括：

分别获取该泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及该压力波传导至下游站场的时间t2；

根据该泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，该压力波传导至上游站场的时间t1和该压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定该泄漏点与该上游站场之间的间距x，该间距确定公式为：

其中，a为压力波的传导速度；

根据该泄漏点与该上游站场之间的间距x，确定该泄漏点的位置以及该泄漏点的高程。

综上所述，本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定方法，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的方法确定的总泄漏量的准确性较高。

图2是本发明实施例提供的另一种输油管道油品泄漏量的确定方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201、分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，该参考点为泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点。

在本发明实施例中，可以根据输油管道站场和阀室监测到的压力变化情况确定输油管道已发生泄漏事件，并可以将该确定发生泄漏事件的时刻记录为泄漏初始时刻。确定输油管道发生泄漏后，可以在泄漏点上游站场和下游站场之间选取任一点作为参考点，并根据该参考点上设置的压力传感器，获取参考点在各个时刻的压力值P₁。其中，该参考点也可以为该泄漏点的上游站场或者下游站场。

步骤202、根据该参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定该泄漏点在各个时刻的压力值P_t。

该压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为该参考点的高程，h_d为该泄漏点的高程。

需要说明的是，在确定泄漏点各个时刻的压力值P_t之前，还需要先确定泄漏点的具体位置，在本发明实施例中，可以根据输油管道中压力波的传导机理和泄漏点两端压力变化的时间进行泄漏点位置计算，具体计算过程如下：

首先，分别获取泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及该压力波传导至下游站场的时间t2。

之后，根据该泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，该压力波传导至上游站场的时间t1和该压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定该泄漏点与该上游站场之间的间距x。

该间距确定公式为：

其中，a为压力波的传导速度，该传导速度与输油管道内油品的种类有关，可以根据当前输油管道转运的油品进行确定。

最后，根据该泄漏点与该上游站场之间的间距x，确定该泄漏点的位置以及该泄漏点的高程。

确定泄漏点与上游站场之间的间距x后，即可精确定位该泄漏点的位置，进而获取该泄漏点的高程h_d。

步骤203、根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d。

在本发明实施例中，可以根据步骤202中确定的该泄漏点在各个时刻的压力值P_t，进一步确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的起始时刻t_d即为泄漏初始阶段与泄漏稳定期的时间节点，在该起始时刻t_d之前，该泄漏点的压力值变化率大于预设阈值，在该起始时刻t_d之后，该泄漏点的压力值趋于稳定，即压力值的变化率小于预设阈值。其中，泄漏点在任一时刻t的压力值变化率ΔP_t可以为：其中，P_t为t时刻泄漏点的压力值，P_t-1为t-1时刻泄漏点的压力值，该预设阈值可以根据泄漏现场的实际情况进行确定，示例的，该预设阈值可以为0.1或者0.5等，本发明实施例对此不做限定。

步骤204、分别获取泄漏稳定期该上游站场的出站压力值P_up和该下游站场的进站压力值P_down。

确定泄漏稳定期的起始时刻t_d之后，可以通过压力传感器，分别获取泄漏稳定期该泄漏点的上游站场的出站压力值P_up和下游站场的进站压力值P_down。

步骤205、分别获取该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down。

步骤206、根据该出站压力值P_up、该进站压力值P_down、该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP。

该压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

步骤207、根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d。

该第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，单位为平方米每秒(m²/s)，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数。

在本发明实施例中，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d之前，需要先根据达西公式确定输油管道的沿程摩阻h_l，该达西公式为：

上述公式中，λ为水力摩阻系数；L为上游站场与下游站场之间的间距；v为油品的运动粘度。其中，水力摩阻系数Re为雷诺数，A为第一流态系数，m为第二流态系数，油品的运动粘度其中，Q为体积流量，d为管道外径，将上述水力摩阻系数和油品的运动粘度带入上述达西公式，可以得到：

其中，β为流态系数，

当输油管道属于水力光滑区时，则有A＝0.3164，m＝0.25，此时，流态系数β为：

需要说明的是，该第一流态系数A和第二流态系数m均可以根据输油管道内的流态确定，示例的，输油管道的流态可以包括层流和紊流，其中紊流还可以包括水力光滑区、混合摩擦区和粗糙区，其中每种流态均对应有不同的第一流态系数A和第二流态系数m。根据输油管道的流态确定第一流态系数A和第二流态系数m，以及流态系数β的具体过程可以参考相关技术。

步骤208、根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀。

该第二泄漏流速计算公式为：

在本发明实施例中，可以根据步骤202中确定的泄漏点在各个时刻的压力值P_t，获取泄漏稳定期泄漏点的压力P_d以及泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，然后再根据上述第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀。

步骤209、根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)。

该总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数，该泄漏系数μ可以根据管道内油品的流量、压力和管道泵的运行情况进行确定，该泄漏系数的确定过程可以参考相关技术，本发明实施例对此不做赘述。

在上述总泄漏量计算公式中，即为泄漏初始阶段(泄漏稳定期的起始时刻t_d之前)的油品泄漏量，Q_d×(t-t_d)即为泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的油品泄漏量。从该总泄漏量计算公式可以看出，该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据该总泄漏量计算公式确定的总泄漏量更为精确。

步骤210、根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定该泄漏点的孔径d。

该泄漏孔径计算公式为：

在本发明实施例中，确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d之后，可以进一步确定泄漏点的孔径d，以便制定针对该泄漏点的抢修策略。

综上所述，本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定方法，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的方法确定的总泄漏量的准确性较高。

图3是本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：

时刻确定模块301，用于根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在该起始时刻t_d之前，该泄漏点的压力值变化率大于预设阈值。

第一泄漏流速确定模块302，用于根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，该第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数。

第二泄漏流速确定模块303，用于根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，该第二泄漏流速计算公式为：

总泄漏量确定模块304，用于根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，该总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

综上所述，本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定装置，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的装置确定的总泄漏量的准确性较高。

图4是本发明实施例提供的另一种输油管道油品泄漏量的确定装置的结构示意图，如图4所示，该装置300包括：

时刻确定模块301，用于根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在该起始时刻t_d之前，该泄漏点的压力值变化率大于预设阈值。

第一泄漏流速确定模块302，用于根据该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，该第一泄漏流速计算公式为：

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，单位为平方米每秒(m²/s)，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数。

第二泄漏流速确定模块303，用于根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，该第二泄漏流速计算公式为：

总泄漏量确定模块304，用于根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，该总泄漏量计算公式为：

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

孔径确定模块305，用于根据该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定该泄漏点的孔径d，该泄漏孔径计算公式为：

第一获取模块306，用于分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，该参考点为该泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点。

压力确定模块307，用于根据该参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定该泄漏点在各个时刻的压力值P_t，该压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为该参考点的高程，h_d为该泄漏点的高程。

第二获取模块308，用于分别获取泄漏稳定期该上游站场的出站压力值P_up和该下游站场的进站压力值P_down。

第三获取模块309，用于分别获取该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down。

压力差确定模块310，用于根据该出站压力值P_up、该进站压力值P_down、该上游站场的高程h_up和该下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定该泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，该压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

第四获取模块311，用于分别获取该泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及该压力波传导至下游站场的时间t2。

间距确定模块312，用于根据该泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，该压力波传导至上游站场的时间t1和该压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定该泄漏点与该上游站场之间的间距x，该间距确定公式为：

其中，a为压力波的传导速度。

高程确定模块313，用于根据该泄漏点与该上游站场之间的间距x，确定该泄漏点的位置以及该泄漏点的高程。

综上所述，本发明实施例提供的一种输油管道油品泄漏量的确定装置，可以根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，然后通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，再通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，最后根据该泄漏稳定期的起始时刻t_d，该泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和该泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在任一时刻t的总泄漏量Q(t)，由于该总泄漏量综合考虑了泄漏点在泄漏初始阶段和泄漏稳定期的泄漏量，因此根据本发明实施例提供的装置确定的总泄漏量的准确性较高。

根据本发明实施例提供的油品泄漏量确定方法对某输油管道的泄漏量进行估算时，根据站场压力监测数据变化泄漏点位于X站场和Y站场之间，通过压力波传导方程计算泄漏点位置大约在距离X站场9.6公里处，经现场实际巡检泄漏点位于距离X站场9.52公里处。泄漏发生30分钟后，X站场和Y站场工艺运行参数基本稳定，现场维抢修也已到达泄漏点并进行泄漏孔堵塞。根据模型计算30分钟泄漏量为375.21方，泄漏孔径为100.9mm，现场实际泄漏量估算值为400方，实际泄漏孔径为110mm，由此可知本发明实施例的油品泄漏量的确定方法的准确性较高。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (10)

1.一种输油管道油品泄漏量的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在所述起始时刻t_d之前，所述泄漏点的压力值变化率大于预设阈值；

根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，所述第一泄漏流速计算公式为：

$Q_d={\left(\frac{\mathrm{\Δ}P\×{(d1-2\×d2)}^{4.75}}{\mathrm{\β}\×\mathrm{\ρ}gL\×v^{0.25}}\right)}^{\frac{1}{1.75}};$

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数；

根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，所述第二泄漏流速计算公式为：

$Q_0=Q_d\×\sqrt{\frac{P_0}{P_d}};$

根据所述泄漏稳定期的起始时刻t_d，所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，所述总泄漏量计算公式为：

$Q\left(t\right)={\∫}_0^{t_d}{Q}_0\×e^{(\frac{t}{t_d}ln\frac{Q_d}{Q_0}+\mathrm{\μ}\×t\×(t-t_d\left)\right)}dt+Q_d\×(t-t_d);$

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定所述泄漏点的孔径d，所述泄漏孔径计算公式为：

$d=(\frac{4\×Q_d}{\mathrm{\π}\mathrm{\μ}}\×\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}}{2\×P_d}}).$

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d之前，所述方法还包括：

分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，所述参考点为所述泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点；

根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t，所述压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为所述参考点的高程，h_d为所述泄漏点的高程。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，在所述根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d之前，所述方法还包括：

分别获取泄漏稳定期所述上游站场的出站压力值P_up和所述下游站场的进站压力值P_down；

分别获取所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down；

根据所述出站压力值P_up、所述进站压力值P_down、所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，所述压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t之前，所述方法还包括：

分别获取所述泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及所述压力波传导至下游站场的时间t2；

根据所述泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，所述压力波传导至上游站场的时间t1和所述压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，所述间距确定公式为：

$x=\frac{L+a\×(t_1-t_2)}{2};$

其中，a为压力波的传导速度；

根据所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，确定所述泄漏点的位置以及所述泄漏点的高程。

6.一种输油管道油品泄漏量的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

时刻确定模块，用于根据预先获取的泄漏点在各个时刻的压力值，确定泄漏稳定期的起始时刻t_d，在所述起始时刻t_d之前，所述泄漏点的压力值变化率大于预设阈值；

第一泄漏流速确定模块，用于根据所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，通过第一泄漏流速计算公式确定泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，所述第一泄漏流速计算公式为：

$Q_d={\left(\frac{\mathrm{\Δ}P\×{(d1-2\×d2)}^{4.75}}{\mathrm{\β}\×\mathrm{\ρ}gL\×v^{0.25}}\right)}^{\frac{1}{1.75}};$

其中，d1为管道外径，d2为管道壁厚，ρ为管道内油品的密度，v为管道内油品的运动粘度，L为泄漏点上游站场和下游站场之间的距离，β为流态系数；

第二泄漏流速确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d，泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，泄漏起始时刻泄漏点的压力P₀，通过第二泄漏流速计算公式确定泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，所述第二泄漏流速计算公式为：

$Q_0=Q_d\×\sqrt{\frac{P_0}{P_d}};$

总泄漏量确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的起始时刻t_d，所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏起始时刻的油品泄漏流速Q₀，通过总泄漏量计算公式确定输油管道在泄漏稳定期的起始时刻t_d之后的任一时刻t的总泄漏量Q(t)，所述总泄漏量计算公式为：

$Q\left(t\right)={\∫}_0^{t_d}{Q}_0\×e^{(\frac{t}{t_d}ln\frac{Q_d}{Q_0}+\mathrm{\μ}\×t\×(t-t_d\left)\right)}dt+Q_d\×(t-t_d);$

其中，e为自然常数，μ为泄漏系数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

孔径确定模块，用于根据所述泄漏稳定期的油品泄漏流速Q_d和所述泄漏稳定期泄漏点的压力P_d，通过泄漏孔径计算公式确定所述泄漏点的孔径d，所述泄漏孔径计算公式为：

$d=(\frac{4\×Q_d}{\mathrm{\π}\mathrm{\μ}}\×\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}}{2\×P_d}}).$

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一获取模块，用于分别获取参考点在各个时刻的压力值P₁，所述参考点为所述泄漏点上游站场和下游站场之间的任一点；

压力确定模块，用于根据所述参考点在各个时刻的压力值P₁，通过压力确定公式，确定所述泄漏点在各个时刻的压力值P_t，所述压力确定公式为：

P_t＝P₁-ρ×g×(h-h₁-h_d)；

其中，h为管道摩阻，h₁为所述参考点的高程，h_d为所述泄漏点的高程。

9.根据权利要求6至8任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于分别获取泄漏稳定期所述上游站场的出站压力值P_up和所述下游站场的进站压力值P_down；

第三获取模块，用于分别获取所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down；

压力差确定模块，用于根据所述出站压力值P_up、所述进站压力值P_down、所述上游站场的高程h_up和所述下游站场的高程h_down，通过压力差计算公式确定所述泄漏点上游站场和下游站场在泄漏稳定期的压力差ΔP，所述压力差计算公式为：

ΔP＝P_up-P_down+ρ×g×(h_up-h_down)。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四获取模块，用于分别获取所述泄漏点处的压力波传导至上游站场的时间t1，以及所述压力波传导至下游站场的时间t2；

间距确定模块，用于根据所述泄漏点上游站场和下游站场之间的距离L，所述压力波传导至上游站场的时间t1和所述压力波传导至下游站场的时间t2，通过间距确定公式确定所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，所述间距确定公式为：

$x=\frac{L+a\×(t_1-t_2)}{2};$

其中，a为压力波的传导速度；

高程确定模块，用于根据所述泄漏点与所述上游站场之间的间距x，确定所述泄漏点的位置以及所述泄漏点的高程。