概述
目前国内的油田大量应用SCADA系统进行现场油气集输的管理指挥调度,并通过综合法管道泄漏监测系统对管道进行泄漏监测。通过对现有的油田安全监控技术的收集分析,认为建设一套完整泄漏监测的安全监控平台非常有意义,该平台可以把站内的可燃气体报警系统,火灾报警系统,阀门基本信息加上站外的外管道的综合泄漏监测系统统一到一个公共的安全监控平台,可以有效的提升油田的安全防护。湖南图灵科技股份有限公司对管道泄漏项目的研究从2007年开始已经过10个年头,软硬件也已经过三代升级。目前的泄漏系统研究重点是降误报,零漏报,提高定位精度。而这些目标的实现在于大数据人工智能算法的探索应用。
一、 平台整体架构

二、管道泄漏检测系统框架与组成
2.1 管道泄漏检测系统架构
根据管道现有的状态与泄漏检测技术的特点以及项目的技术指标,构建了基于管
外间接检测技术的5层框架的新一代泄漏综合监测平台。


2.2 管道泄漏检测系统-仪表层(1)


2.3 管道泄漏检测系统-数据采集层(2)

2.4 管道泄漏检测系统-数据中心(3)

2.5 管道泄漏检测系统-诊断算法(4)
系统基于现有的SCADA系统、平台的可拓展性、泄漏诊断算法的成熟性以及的应用广泛性,选择了次声波、负压波、质量平衡以及数据特征挖掘等方法组成了新一代泄漏监测平台的诊断算法群。
次声波法
优点:泄漏能量损失的直接体现对快速发生的泄漏有较好的检测效果,泄漏检测灵敏度高、定位准确
缺点:易受外部干扰影响目前能长期稳定运行的变送器精度精度普遍不高
目标:它主要负责监测快速发生的小孔径的泄漏(>0.3%)
负压波法
优点:压力变送器的精度普遍比次声波变送器的精度要高,泄漏能量损失的间接体现
缺点:在变送器精度/灵敏度相同的条件下,负压波法检测灵敏度、定位精度不如次声波法,易受系统静压影响,同时压力信号存在漂移现象
目标:高精度的压力变送器,主要负责监测孔径较大的快速泄漏(>=0.5%)
质量流量平衡法
优点:反应实际质量,可用积分原理获取泄漏总质量,泄漏质量损失的直接体现
缺点:无法判定泄漏点位置、报警滞后
目标:它主要负责较小孔径的缓慢泄漏(>=0.2%)
新一代泄漏综合监测平台三种泄漏诊断方法的优点
(1)更小的系统变动:立足于现有数据采集平台
(2)更稳健的监控系统:用多种同类成熟算法提高监测系统的稳健性,负压波与次声波本质上是同类信号(都与压力相关),二者可检测的泄漏类型基本相同两种算法十分成熟,应用广泛。负压波是次声波法的有益补充,二者可互为冗余。
(3)更宽的泄漏监测范围:最小可达管输量的0.3%
(4)更多的泄漏监测类型:突变型和缓慢型
(5)更全面的泄漏监控:质量损失监控和能量损失监控
1.三种技术相互补充各自发挥自身优点
a.综合法管道泄漏监测系统中融合了声波法、负压波法和质量流量平衡法三种管道泄漏监测技术。
b.声波法在管道首末站各安装1只声波传感器,主要负责监测快速发生的较小泄漏孔径的泄漏;
c.负压波法采集压力数据,主要负责监测孔径较大的缓慢泄漏;
d.质量流量平衡法采集流量信息,主要负责较小孔径的缓慢泄漏。
e.三种方法的泄漏监测算法同步实时运行,分别针对相应的信号进行实时诊断,并通过信息融合自动实现泄漏定位和报警。
2.建立管道运行工况模态识别与特征库
a.按照工况特征数据库中获取的工况特征向量,获取当前工况的特征。
b.依据最小近邻原则,与工况特征数据库的工况特征数据进行比对,进而识别。
2.6 管道泄漏检测系统-上位机发布系统(5)

2.7 管道泄漏检测系统-技术指标(6)
2种或以上原理技术结合的综合法检漏系统。以提高泄漏报警准确率和定位精度,降低误报率为首要目标,降低巡线人员劳动强度,提升管道管理水平,提高整体安全效益、经济效益以及社会效益,实现以下目标:
1、泄漏漏报率≤2%;
2、泄漏报警误报率≤3次/月;
3、泄漏定位精度达到1%×监测管段距离;
4、可检测出最小泄漏量为管道输量的≤0.8%,最佳可达到0.3-0.5%。
