CN111879479A - 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法 - Google Patents

集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111879479A
CN111879479A CN202010652730.5A CN202010652730A CN111879479A CN 111879479 A CN111879479 A CN 111879479A CN 202010652730 A CN202010652730 A CN 202010652730A CN 111879479 A CN111879479 A CN 111879479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
gaussian
station
module
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010652730.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111879479B (zh
Inventor
武刚
罗金恒
宋成立
孙银娟
姬蕊
赵敏
李丽锋
朱丽霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
Pipeline Research Institute of CNPC
Original Assignee
China National Petroleum Corp
Pipeline Research Institute of CNPC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, Pipeline Research Institute of CNPC filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN202010652730.5A priority Critical patent/CN111879479B/zh
Publication of CN111879479A publication Critical patent/CN111879479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111879479B publication Critical patent/CN111879479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/005—Protection or supervision of installations of gas pipelines, e.g. alarm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

本发明公开了一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法，该系统在集输气管道的上游和下游各设置一个监测站，以实时能够监测集输气管道中的信号；两边将采集到的信号传递到数据通信交换机，数据通信交换机将信号通过数据处理模块处理后传递至白化滤波模块，因为本发明的次声传感器采集的信号包含丰富的低频成分，采用白化滤波模块跟踪输入信号变化，消除低频分量，使输入噪声信号的功率谱变得平坦，提高信号处理分便率，使得即便是微弱或受到影响较多的声波信号，通过白化滤波处理后也能够识别出异常信号，本发明抗干扰能力强，测量精度高。

Description

集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法
【技术领域】
本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法。
【背景技术】
集输气管道泄漏是油气田平稳运营的一个重要安全隐患。石油化工行业的输送管道一旦发生泄漏事故将会造成资源浪费及环境污染。
目前，集输气管道泄漏检测方法主要有：光纤检测法、负压波检测法和次声波检测法。光纤检测法的原理是管道发生泄漏时，管道周边会有温度下降的情况出现，光纤对温度变化十分敏感，能够检测出来。该方法对光纤的质量要求非常高，并且光纤埋设要贴近管道，目前尚无成功报道。负压波法的原理是管道发生泄漏时，管道内的压力会降低，产生负压，压力传感器能够采集到负压波信号。但负压波方法不适应输气管道，定位精度较低。
油气田的采气井油套压高、同时含水含硫化氢也高，典型的水气硫化氢混输管道，又多为间隙生产井，该集输气管线沿途地势环境多为翻山越岭，因此，在这种不均匀水汽介质混输管道中传播信号衰减较大，同时在这种非高斯管道噪声下泄漏定位性能较差，目前还没有相应成熟的技术手段解决该类管道的泄漏问题。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法；用于解决现有技术中对集输气管道泄漏检测敏感性不高，难以定位的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，包括：采气井监测站和集气站监测站，采气井监测站和集输气管道的上游连接，集气站监测站和集输气管道的下游连接；采气井监测站和集气站监测站共同连接至监测中心；所述监测中心包括北斗卫星授时服务器、数据通信交换机、数据处理模块、白化滤波模块和高斯信号相关模块；
北斗卫星授时服务器，用于通过数据通信交换机对第一数据采集模块和第二数据采集模块进行授时；
数据通信交换机，用于将北斗卫星授时服务器的授时指令传递至采气井监测站和集气站监测站；将采气井监测站和集气站监测站采集到的声波信号传递至数据处理模块；
数据处理模块，用于存储采气井监测站和集气站监测站传入的声波信号，同时将传入的声波信号进行完整化处理和转换，声波信号转换为高斯信号，高斯信号传递至白化滤波模块；
白化滤波模块，用于对传入的高斯信号进行白化滤波处理，并根据滤波后的高斯信号判断集输气管道是否异常；当高斯信号异常时，将信号传递至高斯信号相关模块；
高斯信号相关模块，用于通过计算白化滤波后的两路信号的相关性，所述两路信号分别为集输气管道采集的信号和集气站监测站采集的信号，进而判断集输气管道内是否泄漏，若泄漏发出泄漏报警信号。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述采气井监测站包括连通的第一次声传感器和第一数据采集模块；
所述第一次声传感器用于从集输气管道采集声波信号；
所述第一数据采集模块用于根据北斗卫星授时服务器的授时从第一次声传感器采集声波信号，并将采集的声波信号传输至数据通信交换机。
优选的，集气站监测站包括连通的第二次声传感器和第二数据采集模块；
所述第二次声传感器用于从集输气管道采集声波信号；
所述第二数据采集模块用于根据北斗卫星授时服务器的授时从第二次声传感器采集声波信号，并将采集的声波信号传输至数据通信交换机。
优选的，所述白化滤波模块包括连通的延迟滤波器和自适应滤波器；延迟滤波器和白化滤波模块的信息输入端连接，自适应滤波器和白化滤波模块的信息输出端连接。
优选的，所述延迟滤波器的样点数D＝100，所述自适应滤波器的学习率为声波信号平均功率1000倍的倒数。
优选的，所述监测中心还包括时差定位模块；所述时差定位模块用于计算泄漏点距离采气井监测站的距离。
一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测方法，包括以下步骤：
步骤1，北斗卫星授时服务器通过数据通信交换机对采气井监测站和集气站监测站进行授时；
步骤2，采气井监测站根据北斗卫星授时服务器的授时采集集输气管道上游集气站的声波信号，集气站监测站根据北斗卫星授时服务器的授时采集集输气管道下游集气站的声波信号；采气井监测站和集气站监测站采集的声波信号时间统一；
步骤3，采气井监测站和集气站监测站采集的声波信号通过数据通信交换机发送至数据处理模块进行存储，同时进行完整化处理和转换，声波信号转换为高斯信号；
步骤4，数据处理模块将两路高斯信号输出至白化滤波模块，所述白化滤波模块对两路高斯信号进行白化滤波处理，并将处理后的两路高斯信号绝对值的最大值与设定阈值相比较，若高斯信号绝对值的最大值超出阈值，则白化滤波模块判断集输气管道处于异常状态；
步骤5，当集输气管道处于异常状态时，白化滤波模块向高斯信号相关模块输出滤波后的两路高斯信号；高斯信号相关模块对两路高斯信号进行相关计算，若两路高斯信号的相关系数＞80％，高斯信号相关模块判断集输气管道内发生泄漏，并向所述数据处理模块发出泄漏报警信号。
优选的，步骤5后还包括步骤6，高斯信号相关模块判断集输气管道内发生泄漏后，高斯信号相关模块将采气井监测站采集到的声波信号传播时间以及集气站监测站采集到声波信号传播时间发送至所述时差定位模块，时差定位模块定位集输气管道产生声波信号的位置，并向数据处理模块发送声波信号的位置坐标。
优选的，步骤6中定位泄漏信号位置的方法为：时差定位模块得到采气井监测站和集气站监测站监测到声波信号的时间差Δt；再根据采气井监测站和集气站监测站之间的管道距离S，次声在集输气管道内的传播速度V，计算得到发生泄漏位置的声波信号距离采气井监测站的所在位置S1，其中，
Figure BDA0002575593420000041
优选的，步骤2中，采气井监测站和集气站监测站采集的声波信号的样点数各为1000；步骤7中，时差定位模块每次平移样点数为200，平移总数10次。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统和方法，对于集输气管道，当管内有气体漏气或释放时，会造成管道内有震动或摩擦情况，使传感器采集声波变化，因此该系统在集输气管道的上游和下游各设置一个监测站，以实时能够监测集输气管道中的信号；两边将采集到的信号传递到数据通信交换机，数据通信交换机将信号通过数据处理模块处理后传递至白化滤波模块，因为本发明的次声传感器采集的信号包含丰富的低频成分，采用白化滤波模块跟踪输入信号变化，消除低频分量，使输入噪声信号的功率谱变得平坦，提高信号处理分便率，使得即便是微弱或受到影响较多的声波信号，通过白化滤波处理后也能够识别出异常信号，通过两监测站采集的声波信号白化后再通过高斯函数进行相关性的计算处理，能够精确的判断出管道内是否存在泄漏。本发明采用北斗卫星授时服务器建立纳秒级的高精度的全天时稳定时钟，并通过北斗卫星授时服务器对上下游的数据采集模块授时，令上下游的数据采集模块完成高精度的时统。本发明抗干扰能力强，测量精度高，验证发现，针对孔径为3-5mm的管道上的微孔，本发明也能够检测出。
进一步的，在整个系统中增加时差定位模块，能够精确的计算出产生泄漏的位置，经现场试验数据分析表明，利用本发明能够很好检测油气田集输气管道非高斯噪声环境下微泄漏信号发生并定位泄漏发生的所在位置。
【附图说明】
图1为本发明实施例1中所述监测系统的结构框图；
图2为本发明中白化滤波模块的原理图；
图3为本发明实施例2中所述监测系统的结构框图；
图4为本发明的自适应滤波器中的输入和输出波形图；
其中，(a)图为输入波形图；(b)图为输出波形图；
图5为本发明的上游采气井监测站与下游集气站监测站两声波信号直接相关和白化后再相关的最大相关值比较图；
其中，(a)图为两信号直接相关图；(b)图为白化滤波后两信号相关图；
其中：1-集输气管道、2-采气井监测站、21-第一次声传感器、22-第一数据采集模块、3-集气站监测站、31-第二次声传感器、32-第二数据采集模块、4-监测中心、41-数据通信交换机、42-北斗卫星授时服务器、43-数据处理模块、44-高斯信号相关模块、45-白化滤波模块、46-时差定位模块。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”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，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1，参见附图1，一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，监测系统包括：监测中心4，设置在集输气管道1的上游的采气井监测站2，设置在集输气管道1下游的集气站监测站3；
采气井监测站2内设有：第一次声传感器21以及第一数据采集模块22；第一次声传感器21与第一数据采集模块22建立信号连接；
集气站监测站3内设有：第二次声传感器31以及第二数据采集模块32；第二次声传感器31与第二数据采集模块32建立信号连接；
第一次声传感器21用于采集集输气管道1上游所产生的声波信号，第二次声传感器31用于采集集输气管道1下游所产生的声波信号；第一数据采集模块22、第二数据采集模块32根据北斗卫星授时服务器42的授时对第一次声传感器21所采集的声波信号、第二次声传感器31所采集的声波信号进行时间统一；
监测中心4包括：数据通信交换机41、北斗卫星授时服务器42、数据处理模块43、高斯信号相关模块44以及白化滤波模块45；其中，白化滤波模块45由延迟滤波器与自适应滤波器建立信号组成；数据通信交换机41分别与数据处理模块43、北斗卫星授时服务器42建立信号连接，数据处理模块43与高斯信号相关模块44、白化滤波模块45建立信号连接；白化滤波模块45与高斯信号相关模块44建立信号连接；
第一数据采集模块22、第二数据采集模块32均与数据通信交换机41建立信号连接。
北斗卫星授时服务器42建立纳秒级的高精度的全天时稳定时钟，同时间隔半小时通过数据通信交换机41对采气井监测站2中的第一数据采集模块22、集气站监测站3中的第二数据采集模块32进行授时，令第一数据采集模块22、第二数据采集模块32实时完成高精度的时统。
时间统一后的第一次声传感器21所采集的声波信号与第二次声传感器31所采集的声波信号通过数据通信交换机41发送至数据处理模块43进行存储及声波信号的完整性处理和转换；白化滤波模块45用于对第一次声传感器21所采集并转换后的高斯信号与第二次声传感器31所采集并转换后的声波信号进行白化滤波处理，并根据处理结果判断集输气管道1是否处于异常状态；当集输气管道1处于异常状态时，由白化滤波模块45将第一次声传感器21所采集并转换后的高斯信号与第二次声传感器31所采集并转换后的高斯信号向高斯信号相关模块44输出，高斯信号相关模块44对两路声波信号进行相关计算，由此判断集输气管道1内是否发生泄漏，若发生泄漏，则高斯信号相关模块44向数据处理模块43发出泄漏报警信号。
参见图4，本例中，第一次声传感器21与第二次声传感器31数据采样频率为50Hz，根据奈斯奎特原理，延迟滤波器采样频率应该为100Hz，即一秒钟采集100个样点，由此白化滤波模块45中延迟滤波器样点数D＝100。自适应滤波器的学习率为声波信号平均功率1000倍的倒数。
参见附图2，白化滤波模块45中的延迟滤波器与自适应滤波器建立函数关系；输入的声波信号r(n)经延迟滤波器延迟100个样点得到x(n)，x(n)为自适应滤波器的输入，自适应滤波器的输出为y(n)，自适应滤波器采用LMS算法跟踪输入信号变化，使误差输出e(n)的能量最小。
本实施例中采用上述装置具体的监测过程为：
A.北斗卫星授时服务器42通过数据通信交换机41对第一数据采集模块22、第二数据采集模块32进行授时；
B.第一次声传感器21采集集输气管道1上游所产生的声波信号，第二次声传感器31采集集输气管道1下游所产生的声波信号；第一数据采集模块22、第二数据采集模块32根据北斗卫星授时服务器42的授时对第一次声传感器21所采集的声波信号、第二次声传感器31所采集的声波信号进行时间统一；
C.时间统一后的第一次声传感器21所采集的声波信号与第二次声传感器31所采集的声波信号通过数据通信交换机41发送至数据处理模块43进行存储及数据完整性处理；
D.数据处理模块43将第一次声传感器21所采集的完整声波信号与第二次声传感器31所采集的完整声波信号向白化滤波模块45输出，白化滤波模块45对两路声波信号进行白化滤波处理，并将处理后的两个声波信号绝对值的最大值均与设定阈值相比较，若有一个声波信号绝对值的最大值超出阈值，则认定白化滤波模块45判断集输气管道1处于异常状态；若不是异常状态，则继续监测；
E.当集输气管道1处于异常状态时，白化滤波模块45向高斯信号相关模块44输出滤波后的两路声波信号；高斯信号相关模块44对两路声波信号进行相关计算，若两路声波信号的相关系数＞80％，高斯信号相关模块44则判断集输气管道1内发生泄漏，并向数据处理模块43发出泄漏报警信号，数据处理模块43将报警信号进行显示。
实施例2，参见附图3，在实施例1的基础上，进一步的，监测中心4还包括：时差定位模块46；时差定位模块46与数据处理模块43、高斯信号相关模块44建立信号连接。发生泄漏信号后，高斯信号相关模块44将第一次声传感器21采集到该泄漏信号的传播时间以及第二次声传感器31采集到该泄漏信号的传播时间发送至时差定位模块46，时差定位模块46定位泄漏所产生的泄漏信号的所在位置，并向数据处理模块43发送该泄漏点在集输气管道1内的坐标。
本实施例的具体步骤为，在实施例1的步骤E后还包括步骤F：
F.高斯信号相关模块44判断集输气管道1内发生泄漏后，高斯信号相关模块44将第一次声传感器21采集到该泄漏信号的传播时间以及第二次声传感器31采集到该泄漏信号的传播时间发送至时差定位模块46，时差定位模块46定位该次管道泄漏所产生的泄漏信号的所在位置，并向数据处理模块43发送集输气管道1内的该泄漏点的坐标。
定位泄漏信号的方法为：时差定位模块46得到第一次声传感器21、第二次声传感器31所监测到该泄漏信号的时间差Δt；再根据第一次声传感器21、第二次声传感器31之间的管道距离S，以及次声在集输气管道1内的传播速度V，计算得到该泄漏信号距离第一次声传感器21的所在位置S1，
Figure BDA0002575593420000091
上述方案中，图5，步骤B中第一次声传感器21与第二次声传感器31的声波信号的样点数各为1000；步骤F中，相关器46每次平移样点数为200，平移总数10次。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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.集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，包括：采气井监测站(2)和集气站监测站(3)，采气井监测站(2)和集输气管道(1)的上游连接，集气站监测站(3)和集输气管道(1)的下游连接；采气井监测站(2)和集气站监测站(3)共同连接至监测中心(4)；所述监测中心(4)包括北斗卫星授时服务器(42)、数据通信交换机(41)、数据处理模块(43)、白化滤波模块(45)和高斯信号相关模块(44)；
北斗卫星授时服务器(42)，用于通过数据通信交换机(41)对第一数据采集模块(22)和第二数据采集模块(32)进行授时；
数据通信交换机(41)，用于将北斗卫星授时服务器(42)的授时指令传递至采气井监测站(2)和集气站监测站(3)；将采气井监测站(2)和集气站监测站(3)采集到的声波信号传递至数据处理模块(43)；
数据处理模块(43)，用于存储采气井监测站(2)和集气站监测站(3)传入的声波信号，同时将传入的声波信号进行完整化处理和转换，声波信号转换为高斯信号，高斯信号传递至白化滤波模块(45)；
白化滤波模块(45)，用于对传入的高斯信号进行白化滤波处理，并根据滤波后的高斯信号判断集输气管道(1)是否异常；当高斯信号异常时，将信号传递至高斯信号相关模块(44)；
高斯信号相关模块(44)，用于通过计算白化滤波后的两路信号的相关性，所述两路信号分别为集输气管道(1)采集的信号和集气站监测站(3)采集的信号，进而判断集输气管道(1)内是否泄漏，若泄漏发出泄漏报警信号。
2.根据权利要求1所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，所述采气井监测站(2)包括连通的第一次声传感器(21)和第一数据采集模块(22)；
所述第一次声传感器(21)用于从集输气管道(1)采集声波信号；
所述第一数据采集模块(22)用于根据北斗卫星授时服务器(42)的授时从第一次声传感器(21)采集声波信号，并将采集的声波信号传输至数据通信交换机(41)。
3.根据权利要求1所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，集气站监测站(3)包括连通的第二次声传感器(31)和第二数据采集模块(32)；
所述第二次声传感器(31)用于从集输气管道(1)采集声波信号；
所述第二数据采集模块(32)用于根据北斗卫星授时服务器(42)的授时从第二次声传感器(31)采集声波信号，并将采集的声波信号传输至数据通信交换机(41)。
4.根据权利要求1所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，所述白化滤波模块(45)包括连通的延迟滤波器和自适应滤波器；延迟滤波器和白化滤波模块(45)的信息输入端连接，自适应滤波器和白化滤波模块(45)的信息输出端连接。
5.根据权利要求4所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，所述延迟滤波器的样点数D＝100，所述自适应滤波器的学习率为声波信号平均功率1000倍的倒数。
6.根据权利要求1所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统，其特征在于，所述监测中心(4)还包括时差定位模块(46)；所述时差定位模块(46)用于计算泄漏点距离采气井监测站(2)的距离。
7.一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，北斗卫星授时服务器(42)通过数据通信交换机(41)对采气井监测站(2)和集气站监测站(3)进行授时；
步骤2，采气井监测站(2)根据北斗卫星授时服务器(42)的授时采集集输气管道(1)上游集气站的声波信号，集气站监测站(3)根据北斗卫星授时服务器(42)的授时采集集输气管道(1)下游集气站的声波信号；采气井监测站(2)和集气站监测站(3)采集的声波信号时间统一；
步骤3，采气井监测站(2)和集气站监测站(3)采集的声波信号通过数据通信交换机(41)发送至数据处理模块(43)进行存储，同时进行完整化处理和转换，声波信号转换为高斯信号；
步骤4，数据处理模块(43)将两路高斯信号输出至白化滤波模块(45)，所述白化滤波模块(45)对两路高斯信号进行白化滤波处理，并将处理后的两路高斯信号绝对值的最大值与设定阈值相比较，若高斯信号绝对值的最大值超出阈值，则白化滤波模块(45)判断集输气管道(1)处于异常状态；
步骤5，当集输气管道(1)处于异常状态时，白化滤波模块(45)向高斯信号相关模块(44)输出滤波后的两路高斯信号；高斯信号相关模块(44)对两路高斯信号进行相关计算，若两路高斯信号的相关系数＞80％，高斯信号相关模块(44)判断集输气管道(1)内发生泄漏，并向所述数据处理模块(43)发出泄漏报警信号。
8.根据权利要求7所述的一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测方法，其特征在于，步骤5后还包括步骤6，高斯信号相关模块(44)判断集输气管道(1)内发生泄漏后，高斯信号相关模块(44)将采气井监测站(2)采集到的声波信号传播时间以及集气站监测站(3)采集到声波信号传播时间发送至所述时差定位模块(46)，时差定位模块(46)定位集输气管道(1)产生声波信号的位置，并向数据处理模块(43)发送声波信号的位置坐标。
9.根据权利要求8所述的一种集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测方法，其特征在于，步骤6中定位泄漏信号位置的方法为：时差定位模块(46)得到采气井监测站(2)和集气站监测站(3)监测到声波信号的时间差Δt；再根据采气井监测站(2)和集气站监测站(3)之间的管道距离S，次声在集输气管道(1)内的传播速度V，计算得到发生泄漏位置的声波信号距离采气井监测站(2)的所在位置S1，其中，
Figure FDA0002575593410000041
10.根据权利要求8或9所述的集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测方法，其特征在于：步骤2中，采气井监测站(2)和集气站监测站(3)采集的声波信号的样点数各为1000；步骤7中，时差定位模块(46)每次平移样点数为200，平移总数10次。
CN202010652730.5A 2020-07-08 2020-07-08 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法 Active CN111879479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010652730.5A CN111879479B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010652730.5A CN111879479B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111879479A true CN111879479A (zh) 2020-11-03
CN111879479B CN111879479B (zh) 2022-11-01

Family

ID=73150520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010652730.5A Active CN111879479B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111879479B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113932158A (zh) * 2021-10-25 2022-01-14 东北石油大学 一种长输管道泄漏信号的采集传输装置
CN114508703A (zh) * 2020-11-16 2022-05-17 中国石油化工股份有限公司 高含硫天然气管道低洼腐蚀泄漏的处理系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04358712A (ja) * 1990-06-29 1992-12-11 Toshiba Corp 適応制御装置および適応形能動消音装置
CN101551064A (zh) * 2009-05-22 2009-10-07 重庆大学 供水管道泄漏检测定位的信号处理方法
CN205090197U (zh) * 2015-07-09 2016-03-16 南京声宏毅霆网络科技有限公司 管道的泄漏监测系统及监测设备
CN106151887A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 北京华科合创科技发展有限公司 一种油气管道泄漏综合监测系统
CN110469782A (zh) * 2019-07-31 2019-11-19 中国科学院声学研究所 一种基于自适应滤波器的管道泄漏定位装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04358712A (ja) * 1990-06-29 1992-12-11 Toshiba Corp 適応制御装置および適応形能動消音装置
CN101551064A (zh) * 2009-05-22 2009-10-07 重庆大学 供水管道泄漏检测定位的信号处理方法
CN205090197U (zh) * 2015-07-09 2016-03-16 南京声宏毅霆网络科技有限公司 管道的泄漏监测系统及监测设备
CN106151887A (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 北京华科合创科技发展有限公司 一种油气管道泄漏综合监测系统
CN110469782A (zh) * 2019-07-31 2019-11-19 中国科学院声学研究所 一种基于自适应滤波器的管道泄漏定位装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张全有: "长距离矿浆管道泄漏点检测分析研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技Ⅰ辑（月刊）》 *
王丽娜: "输气管道泄漏的智能检测与定位方法研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（博士） 信息科技辑（月刊）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114508703A (zh) * 2020-11-16 2022-05-17 中国石油化工股份有限公司 高含硫天然气管道低洼腐蚀泄漏的处理系统及方法
CN113932158A (zh) * 2021-10-25 2022-01-14 东北石油大学 一种长输管道泄漏信号的采集传输装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111879479B (zh) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106015949B (zh) 一种音波管道泄漏监测系统
CN101832472B (zh) 利用次声波实现管道泄漏检测的系统
CN106352243B (zh) 一种基于声波法的输气管道泄露检测系统
CN111879479B (zh) 集输气管道非高斯噪声环境微泄漏信号监测系统及方法
CN102563361A (zh) 基于常规数据和音波信号的输气管道泄漏检测定位装置及方法
CN100456010C (zh) 基于压力信号拐点检测油气管道泄漏的方法
CN201273457Y (zh) 一种管道泄漏监测装置
CN101561081A (zh) 应用自主导航机器人对油气管道泄漏的检测定位方法
CN101684894A (zh) 一种管道泄漏监测方法及装置
CN104764564B (zh) 基于声波传感器的阀门内漏检测方法
CN104535281B (zh) 基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法
CN101959115A (zh) 用于检测、定位和分类被测设备的缺陷的方法和装置
WO2023279382A1 (zh) 一种电机轴承运行状态故障检测方法及系统
CN108627741A (zh) 一种基于故障指示器的行波—阻抗法双端带支路配电网故障定位方法
CN102967419A (zh) 一种线阵型超声波泄漏检测装置及方法
CN106247173A (zh) 管道泄漏检测的方法及装置
CN101750193A (zh) 基于声发射检测的高压加热器内部泄漏故障诊断装置
CN117628417B (zh) 一种燃气场用智能安全控制系统
CN111486345B (zh) 一种粮库地下管网液体泄漏在线监测预警方法及装置
CN105675216A (zh) 一种泄露声信号的检测及定位方法
CN112594559A (zh) 一种海底输油管道泄漏监测系统及方法
CN107504374A (zh) 燃气管道声波监测系统
CN210141480U (zh) 一种天然气管网泄漏监测系统
CN112413413B (zh) 结合深度学习和多次测量技术的管道泄漏监测及定位方法
CN216520991U (zh) 一种管道泄漏检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant