次聲波天然氣管道泄漏檢測系統(tǒng)

1、匯報(bào)內(nèi)容 公司介紹 技術(shù)原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主站系統(tǒng) 分站系統(tǒng) 工程案例 獲獎(jiǎng)情況公司簡介北京科創(chuàng)三思科技發(fā)展有限公司成立于2001年，是北京市中關(guān)村高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)區(qū)的高新技術(shù)企業(yè)，主要致力于利用聲信號(hào)進(jìn)行輸油、輸氣管道泄漏檢測和防盜報(bào)警系統(tǒng)的開發(fā)。公司于2001年與中國石化股份公司合作開發(fā)：輸油管道防盜實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2004年通過了中石化組織的科技成果鑒定，2005年獲得中石化科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。公司于2007年與中國石化股份公司合作開發(fā)：利用次聲波檢測的方法實(shí)現(xiàn)長距離油氣管道的泄漏在線檢測，分別在勝利油田的天然氣管線（長約37公里）、海底管線（長約10公里）、中原油田的內(nèi)部集輸管線（長約

2、20公里）和中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司的陸上長輸原油管線（長約55公里）上進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。該項(xiàng)目于2010年9月通過了中石化組織的科技成果鑒定，于2011年獲得中石化科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。我公司于2011年承擔(dān)了中石化科技部關(guān)于杭州灣海底管道快速止漏的課題研究，該項(xiàng)目的研究成果將為包括杭州灣海底管道在內(nèi)的所有海底管道在發(fā)生泄漏后提供快速止漏、回收管道內(nèi)原油的方案，避免管道附近海域發(fā)生重大環(huán)境污染等次生災(zāi)害的發(fā)生。針對海底管道懸空及偏移的情況，我公司正在著手開展海底管道成像聲吶系統(tǒng)的研制，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)海底管道的潛在威脅提供必要的檢測數(shù)據(jù)。同時(shí)，我公司還將開展抽油井防盜入侵檢測的科研工作。公司宗旨是緊密圍繞石化

3、企業(yè)的安全生產(chǎn)需求，提供全系列的解決方案和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。據(jù)中科院情報(bào)所查新結(jié)果顯示，目前我公司是國內(nèi)唯一一家成功利用次聲波實(shí)現(xiàn)天然氣管道泄漏檢測并有成功應(yīng)用案例的企業(yè)。該技術(shù)同時(shí)也是成功用于海底管道的泄漏在線檢測的唯一技術(shù)。該技術(shù)與國外同類產(chǎn)品相比具有顯著的性價(jià)比優(yōu)勢，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均不低于甚至超過國外的同類產(chǎn)品。技術(shù)原理 管道在正常運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)樽陨砀g和外界的人為破壞造成管道泄漏，管道發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)因天然氣激射而出而產(chǎn)生一定能量的聲波信號(hào)，其中頻率較高的聲波信號(hào)會(huì)隨著傳播距離的增加而衰減，次聲波信號(hào)因?yàn)轭l率低、衰減系數(shù)小，所以衰減很小，能傳播較遠(yuǎn)的距離，泄漏信號(hào)的次聲波成分能沿著管道內(nèi)的流體介

4、質(zhì)長距離的傳播。 在長輸管線的兩端和中間若干點(diǎn)上，各安裝一套分站系統(tǒng)，當(dāng)天然氣管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏信號(hào)會(huì)沿著管道高速傳播，由分站系統(tǒng)通過次聲波傳感器采集到，經(jīng)次聲波放大器放大后，信號(hào)通過無線通訊方式傳送至主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。主站信號(hào)處理軟件能夠?qū)Σ杉男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，準(zhǔn)確的將泄漏信號(hào)提取出來，通過計(jì)算泄漏信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)分站的時(shí)間差異，能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位，發(fā)布報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)次聲波天然氣管道泄漏檢測系統(tǒng)由安裝在中心控制室的主站系統(tǒng)和安裝在管道端的分站系統(tǒng)組成，系統(tǒng)間通過GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，分站系統(tǒng)負(fù)責(zé)信號(hào)采集，主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)信號(hào)分析與報(bào)警主站系統(tǒng) 主站是用戶的中心控制室，它由一臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器、

5、系統(tǒng)控制軟件和信號(hào)處理軟件、報(bào)警系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和無線通訊系統(tǒng)組成； 主站系統(tǒng)-信號(hào)處理軟件 信號(hào)處理軟件是用數(shù)字方法對信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、檢測、濾波、變換、分析以及快速運(yùn)算，從而獲得準(zhǔn)確的信號(hào)信息。本系統(tǒng)采用快速傅立葉變換、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析、模式匹配分析、微分過濾和小波分析等多種信號(hào)處理方法，通過特征抽取/建模等手段，能在復(fù)雜的環(huán)境噪聲中提取出管道泄漏產(chǎn)生的次聲波信號(hào)，從而達(dá)到管道泄漏檢測的目的，報(bào)警及時(shí)，定位精準(zhǔn)。主站系統(tǒng)-報(bào)警界面分站系統(tǒng) 分站是系統(tǒng)的現(xiàn)場單元，它由高精度次聲波傳感器、前置放大器、信號(hào)采集系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和無線通訊系統(tǒng)組成。 工程案例次聲波管道泄漏在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括：

6、中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司杭州灣兩條海底輸油管道，每條管線長約54公里，共計(jì)108公里；勝利油田集輸總廠埕孤天然氣管道，長約37公里；勝利油田海洋采油廠中心一號(hào)平臺(tái)到海三聯(lián)海底管道，長約10公里；中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處三廠線原油管道，長約18公里；中原油田天然氣產(chǎn)銷廠天然氣匯輸管道，長約14公里；福建聯(lián)合石化青蘭山到鋰魚尾一條海底成品油管道，長約16公里；中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處五廠線原油管道，長約17公里；中石化天然氣分公司榆林到濟(jì)南輸氣管道中一段，長約100公里；中石化華北銷售分公司濟(jì)南到邯鄲成品油輸送管道中一段，長約80公里；獲獎(jiǎng)情況 輸油管道防盜實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，中石化科技進(jìn)步三等獎(jiǎng) 利用次聲波檢

7、測的方法實(shí)現(xiàn)長距離油氣管道的泄漏在線檢測，中石化科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 獲專利情況公司獲得多項(xiàng)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利技術(shù)原理 管道在正常運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)樽陨砀g和外界的人為破壞造成管道泄漏，管道發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)因天然氣激射而出而產(chǎn)生一定能量的聲波信號(hào)，其中頻率較高的聲波信號(hào)會(huì)隨著傳播距離的增加而衰減，次聲波信號(hào)因?yàn)轭l率低、衰減系數(shù)小，所以衰減很小，能傳播較遠(yuǎn)的距離，泄漏信號(hào)的次聲波成分能沿著管道內(nèi)的流體介質(zhì)長距離的傳播。 在長輸管線的兩端和中間若干點(diǎn)上，各安裝一套分站系統(tǒng)，當(dāng)天然氣管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏信號(hào)會(huì)沿著管道高速傳播，由分站系統(tǒng)通過次聲波傳感器采集到，經(jīng)次聲波放大器放大后，信號(hào)通過無線通訊方式傳送至主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。主站信號(hào)處理軟件能夠?qū)Σ杉男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，準(zhǔn)確的將泄漏信號(hào)提取出來，通過計(jì)算泄漏信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)分站的時(shí)間差異，能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位，發(fā)布報(bào)警信號(hào)。主站系統(tǒng)-信號(hào)處理軟件 信號(hào)處理軟件是用數(shù)字方法對信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、檢測、濾波、變換、分析以及快速運(yùn)算，從而獲得準(zhǔn)確的信號(hào)信息。本系統(tǒng)采用快速傅立葉變換、BP