WO2018133494A1 - 一种基于速度差的泄漏定位方法 - Google Patents

一种基于速度差的泄漏定位方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018133494A1
WO2018133494A1 PCT/CN2017/108920 CN2017108920W WO2018133494A1 WO 2018133494 A1 WO2018133494 A1 WO 2018133494A1 CN 2017108920 W CN2017108920 W CN 2017108920W WO 2018133494 A1 WO2018133494 A1 WO 2018133494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leak
sensors
sensor
speed difference
sound
Prior art date
Application number
PCT/CN2017/108920
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
刘翠伟
李玉星
胡其会
韩辉
孟令雅
方丽萍
梁杰
敬华飞
Original Assignee
中国石油大学(华东)
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 中国石油大学(华东) filed Critical 中国石油大学(华东)
Priority to AU2017393649A priority Critical patent/AU2017393649B2/en
Publication of WO2018133494A1 publication Critical patent/WO2018133494A1/zh

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

一种基于速度差的泄漏定位方法，包括以下步骤：建立待测管段基于速度差的泄漏定位公式；在待测管道一端以及中间某点安装声波传感器并采集信号；明确泄漏点至两个传感器之间的运行参数，根据参数分别计算泄漏点至传感器之间管段的声速；将传感器采集的声波信号进行处理得到声波信号到达两个传感器的时间差；将声速与时间差代入基于速度差的泄漏定位公式，求解进而对泄漏点进行定位。通过基于速度差的泄漏定位方法，能够解决传感器只能在管道两侧安装的现状，且成本低、安全性高，对油气管道适用性强。

Description

一种基于速度差的泄漏定位方法 技术领域
本发明属于油气管道声波法泄漏监测技术领域，尤其涉及一种基于速度差的泄漏定位方法。
背景技术
目前可以应用于油气管道的泄漏监测方法有许多种，其中，声波法与传统的质量平衡法、负压波法、瞬态模型法等相比具有诸多优点：灵敏度高、定位精度高、误报率低、检测时间短、适应性强；测量的是管线流体中的微弱动态压力变化量，与管线运行压力的绝对值无关；响应频率更宽，检测范围更宽等。
针对油气管道声波法泄漏检测与定位技术的研究中，目前研究大都集中在传感器安装在管道两端，声速和声波到达管道两端的时间差的求解计算，以此实现泄漏的准确定位。国内外学者也多是针对声波传播速度的改进以及时间差精度的提高进行研究的。根据调研，现阶段国内外涉及基于声波技术的油气管道泄漏定位方法的专利主要有：
美国专利US6389881公开了一种基于音波技术的管道实时泄漏检测装置和方法。该技术利用传感器采集管内动态压力，采用模式匹配滤波技术对信号进行滤波处理，排除噪声，降低干扰，提高了定位精度；
中国专利200810223454.X公开了一种利用动态压力和静态压力数据进行管道泄漏监测的方法及装置。该方法在管道首末端分别安装一套动态压力传感器和静态压力传感器，测量管内音波信号，音波信号经数据采集装置处理后提取泄漏信号，并利用GPS系统打上时间标签，进行泄漏定位；
中国专利201510020155.6公开了一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法。该方法采用经过小波分析处理后得到低频段声波幅值来进行泄漏检测和定位，建立了泄漏声波在油气管道介质内的传播模型，提出了一种不考虑声速及时间差的泄漏定位方法。
现有的专利较少涉及基于速度差的泄漏定位方法，对泄漏定位的实现更多的是依靠传感器在管道两端布置，进而拾取泄漏信号。具体表现为：传感器安装在管道两端，同时泄漏声波信号向管道两端传播需要采用计算时间差的方法对泄漏进行定位，响应时间长，投资规模大，安全性低，这都降低了声波法推广的可行性和适用性。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种基于速度差的泄漏定位方法，其避免了必 须将传感器安装在管道两端的问题，同时其在对管道泄漏进行定位时，响应时间变短，投资降低，安全性提高，且增加声波法的可行性和适用性。
为了实现上述功能，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于速度差的泄漏定位方法，包括以下步骤：
步骤一：建立待测管段基于速度差的泄漏定位公式；
步骤二：在待测管道一端以及中间某点安装声波传感器并采集信号；
步骤三：明确泄漏点至两个传感器之间的运行参数，根据参数分别计算泄漏点至传感器之间管段的声速；
步骤四：将传感器采集的声波信号进行处理得到声波信号到达两个传感器的时间差；
步骤五和步骤六：将声速与时间差代入基于速度差的泄漏定位公式，求解进而对泄漏点进行定位。
进一步地，在步骤三中，由声速c(m/s)计算公式
Figure PCTCN2017108920-appb-000001
可知，运行参数包括kv容积绝热指数；z压缩因子；T温度，K；R气体常数，kJ/(kg·K)，其中温度可以由安装在管线上的温度传感器测得，kv及z值的求取可依据实际气体温度绝热指数和容积绝热指数的计算方法获得，在计算过程中用到的压力可通过压力传感器测得。
进一步地，在步骤一中，基于速度差的泄漏定位公式为：
Figure PCTCN2017108920-appb-000002
其中，两个传感器之间距离为L，泄漏点与距离较近的一个传感器之间管段内声速为c1；泄漏点与距离较远的另一个传感器之间管段内声速为c2，且声波到达两个传感器之间的时间差为Δt。
进一步地，两个传感器之间具有一定距离。
进一步地，声波到达两个传感器之间的时间差为声波到达较远传感器与较近传感器的时间之差。
本发明的有益效果是：方法简单，操作方便，解决了现阶段传感器必须两端布置的问题。本发明提供的基于速度差的泄漏定位方法，通过建立的待测管段基于速度差的泄漏定位公式，能够对管道泄漏进行定位，且成本低、安全性高，对油气管道适用性强。
附图说明
图1是本发明基于速度差的泄漏定位方法的步骤示意图；
图2是本发明基于速度差的泄漏定位方法的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的基于速度差的泄漏定位方法，包括以下步骤：
步骤一S101：建立待测管段基于速度差的泄漏定位公式；
步骤二S102：在待测管道一端以及中间某点安装声波传感器并采集信号；
步骤三S103：明确泄漏点至两个传感器之间的运行参数，由声速c(m/s)计算公式
Figure PCTCN2017108920-appb-000003
可知，运行参数包括kv容积绝热指数；z压缩因子；T温度，K；R气体常数，kJ/(kg·K)，其中温度可以由安装在管线上的温度传感器测得，kv及z值的求取可依据实际气体温度绝热指数和容积绝热指数的计算方法获得，在计算过程中用到的压力可通过压力传感器测得，根据参数分别计算泄漏点至传感器之间管段的声速；
步骤四S104：将传感器采集的声波信号进行处理并采用互相关法计算得到声波信号到达两个传感器的时间差；在此，声波到达两个传感器之间的时间差为声波到达较远传感器与较近传感器的时间之差；
步骤五S105和步骤六S106：将声速与时间差代入基于速度差的泄漏定位公式，进而对泄漏进行定位。
如图2所示，本发明提供的基于速度差的泄漏定位方法，具体流程为：
泄漏点发生在管道上游某点处，两个传感器1和2安装在泄漏点下游，两个传感器1和2之间的距离为L，两个传感器1和2与泄漏点之间的声速分别为c1和c2，声波道到两个传感器1和2的时间差为Δt，则可根据泄漏定位公式：
Figure PCTCN2017108920-appb-000004
可求解得到泄漏点位置。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

  1. 一种基于速度差的泄漏定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
    步骤一：建立待测管段基于速度差的泄漏定位公式；
    步骤二：在待测管道一端以及中间某点安装声波传感器并采集信号；
    步骤三：明确泄漏点至两个传感器之间的运行参数，根据参数分别计算泄漏点至传感器之间管段的声速；
    步骤四：将传感器采集的声波信号进行处理得到声波信号到达两个传感器的时间差；
    步骤五和步骤六：将声速与时间差代入基于速度差的泄漏定位公式，求解进而对泄漏点进行定位。
  2. 如权利要求1所述的基于速度差的泄漏定位方法，其特征在于，在步骤三中，由声速c(m/s)计算公式
    Figure PCTCN2017108920-appb-100001
    可知，运行参数包括kv容积绝热指数；z压缩因子；T温度，K；R气体常数，kJ/(kg·K)，其中温度可以由安装在管线上的温度传感器测得，kv及z值的求取可依据实际气体温度绝热指数和容积绝热指数的计算方法获得，在计算过程中用到的压力可通过压力传感器测得。
  3. 如权利要求1所述的基于速度差的泄漏定位方法，其特征在于，在步骤一中，基于速度差的泄漏定位公式为：
    Figure PCTCN2017108920-appb-100002
    其中，两个传感器之间距离为L，泄漏点与距离较近的一个传感器之间管段内声速为c1；泄漏点与距离较远的另一个传感器之间管段内声速为c2，且声波到达两个传感器之间的时间差为Δt。
  4. 如权利要求3所述的基于速度差的泄漏定位方法，其特征在于，两个传感器之间具有一定距离。
  5. 如权利要求3所述的基于速度差的泄漏定位方法，其特征在于，声波到达两个传感器之间的时间差为声波到达较远传感器与较近传感器的时间之差。
PCT/CN2017/108920 2017-01-18 2017-11-01 一种基于速度差的泄漏定位方法 WO2018133494A1 (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2017393649A AU2017393649B2 (en) 2017-01-18 2017-11-01 Leakage positioning method based on speed difference

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710034525.0A CN106813108A (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种基于速度差的泄漏定位方法
CN201710034525.0 2017-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018133494A1 true WO2018133494A1 (zh) 2018-07-26

Family

ID=59113034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2017/108920 WO2018133494A1 (zh) 2017-01-18 2017-11-01 一种基于速度差的泄漏定位方法

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN106813108A (zh)
AU (1) AU2017393649B2 (zh)
WO (1) WO2018133494A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11519812B2 (en) 2019-09-12 2022-12-06 Flow International Corporation Acoustic emissions monitoring of high pressure systems

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106813108A (zh) * 2017-01-18 2017-06-09 中国石油大学(华东) 一种基于速度差的泄漏定位方法
CN107218512A (zh) * 2017-07-31 2017-09-29 西安科技大学 一种矿用液态二氧化碳输送装置及其泄漏监测方法
CN108758354B (zh) * 2018-05-03 2023-09-12 太原理工大学 基于次声波和参考点的供热管道泄漏检测系统及方法
CN110131594A (zh) * 2019-05-20 2019-08-16 辽宁石油化工大学 一种基于超声波波速变化的泄漏定位方法
US20220334020A1 (en) * 2019-08-12 2022-10-20 Hifi Engineering Inc. Method of detecting a leak in a fluid conduit
CN114110441B (zh) * 2021-12-02 2023-09-15 西南石油大学 一种输气干线阀室可燃气体探测器布置方法
CN114811453A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 安徽理工大学 一种基于延迟求和的管道泄漏声波定位方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3987662A (en) * 1974-07-03 1976-10-26 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Fluid leakage detection apparatus
JPS62297741A (ja) * 1986-06-17 1987-12-24 Kensaku Imaichi 管路系流体の漏洩場所検出方法
CN103672415A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
CN105782729A (zh) * 2016-05-10 2016-07-20 肖香福 一种燃气管道自动检漏装置
CN106813108A (zh) * 2017-01-18 2017-06-09 中国石油大学(华东) 一种基于速度差的泄漏定位方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5548530A (en) * 1995-04-24 1996-08-20 Baumoel; Joseph High-precision leak detector and locator
JPH11201812A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 流体配管内の音速計測方法
CN100383510C (zh) * 2005-07-18 2008-04-23 天津大学 附加动态微压信号检测油气管道泄漏的方法
IT1399026B1 (it) * 2009-09-29 2013-04-05 Eni Spa Sistema e metodo per la rilevazione continua di impatti su condotte per il trasporto di fluidi, particolarmente adatto per condotte sottomarine
US20130199272A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 King Fahd University Of Petroleum And Minerals In-pipe mobile cross-correlation-based system for leak detection
CN104595729B (zh) * 2015-01-15 2015-08-12 中国石油大学(华东) 一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法
CN105135216A (zh) * 2015-07-30 2015-12-09 云南大红山管道有限公司 一种矿浆输送管道泄漏位置的定位方法
CN105953080B (zh) * 2016-07-18 2018-07-03 中国石油大学(华东) 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法
CN106195648B (zh) * 2016-07-18 2018-12-07 中国石油大学(华东) 一种变径管等效管长的实验测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3987662A (en) * 1974-07-03 1976-10-26 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Fluid leakage detection apparatus
JPS62297741A (ja) * 1986-06-17 1987-12-24 Kensaku Imaichi 管路系流体の漏洩場所検出方法
CN103672415A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
CN105782729A (zh) * 2016-05-10 2016-07-20 肖香福 一种燃气管道自动检漏装置
CN106813108A (zh) * 2017-01-18 2017-06-09 中国石油大学(华东) 一种基于速度差的泄漏定位方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11519812B2 (en) 2019-09-12 2022-12-06 Flow International Corporation Acoustic emissions monitoring of high pressure systems

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017393649A1 (en) 2018-11-22
AU2017393649B2 (en) 2020-07-09
CN106813108A (zh) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018133494A1 (zh) 一种基于速度差的泄漏定位方法
CN104595729B (zh) 一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法
CN104747912B (zh) 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法
CN104595730B (zh) 一种基于声波幅值衰减模型的油气管道泄漏定位方法
CN106289121B (zh) 一种变径管等效管长的计算方法
Pal et al. Detecting & locating leaks in water distribution polyethylene pipes
CN102606891A (zh) 漏水检测仪及检测系统、及检测方法
CN108397692B (zh) 基于噪声信号时域分段频谱分析的管道泄漏识别方法
CN100456010C (zh) 基于压力信号拐点检测油气管道泄漏的方法
CN105351756A (zh) 一种基于声波成像的管道泄漏识别和定位系统及方法
CN105953080B (zh) 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法
CN103672415B (zh) 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法
CN108332063A (zh) 一种基于互相关的管道泄漏定位方法
CN108386728B (zh) 管道泄漏检测方法及系统
CN105840987A (zh) 一种基于压力波和声波的管道泄漏加权定位方法及装置
CN107869654B (zh) 一种油气管道爆管检测定位方法
CN106368675A (zh) 一种油气井出砂监测仪及出砂监测资料处理方法
CN106678553B (zh) 一种泄漏动态压力波在管内气体中传播速度的计算方法
CN110953485B (zh) 一种燃气管线泄漏点定位方法和系统
CN106195648B (zh) 一种变径管等效管长的实验测试方法
CN108088406A (zh) 一种激波测速用压力传感器间有效距离测量方法
WO2019090881A1 (zh) 基于单点双传感器的气液分层流管道泄漏定位方法及系统
JPH1164152A (ja) ガス配管の漏洩位置標定方法および装置
CN107101682A (zh) 一种超声波检测气体泄漏量的检测系统
CN110131594A (zh) 一种基于超声波波速变化的泄漏定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017393649

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20171101

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17892166

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17892166

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1