iSafe油氣管道泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)項目解決方案

1、iSafe油氣管道泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案一.概述1.1中國油氣管道現(xiàn)狀中國的石油和天然氣管道建設(shè)一直在突飛猛進。建國之初，中國的油氣管道幾乎是空白。2004年，中國油氣管道總長度不到3萬公里，但到了2015年4月，油氣管道總長度已經(jīng)達到近14萬公里，油氣管網(wǎng)是能源輸送的大動脈。10年來，我國油氣管網(wǎng)建設(shè)加快，覆蓋全國的油氣管網(wǎng)初步形成。東北、西北、西南、海上四大油氣通道戰(zhàn)略布局基本完成。事故頻發(fā)、傷亡上升也成為中國油氣管道行業(yè)快速發(fā)展的陰影。2000年，中原油田輸氣管道發(fā)生惡性爆炸事故，造成15人死亡，56人受傷。2002年，該市天然氣管道腐蝕穿孔，導(dǎo)致天然氣泄漏爆炸，造成6死5傷；2004

2、年，各省市天然氣管道爆炸，造成5人死亡，35人受傷；2006年，該省仁壽縣付嘉輸氣站入口管道發(fā)生爆炸，造成10人死亡，3人重傷，47人輕傷。2013年11月22日，黃島區(qū)，中石化石油儲運公司濰坊分公司輸油管道發(fā)生爆炸，造成62人死亡。頻繁發(fā)生的管道事故，特別是一些重大油氣泄漏、火災(zāi)爆炸等惡性事故，對人身安全和自然環(huán)境造成了極大的危害。1.2國家和政府的要求自2013年底開展油氣管道安全隱患專項排查整治以來，各地區(qū)、各有關(guān)部門、各單位齊心協(xié)力，取得了積極進展。全國排查油氣管道占壓、安全距離不夠、穿越不符合安全要求等安全隱患近3萬處。2014年9月，國務(wù)院安委會發(fā)出關(guān)于深入開展油氣管道隱患整治工作

3、的通知，要求完善油氣管道保護和安全運行的法律法規(guī)、標準規(guī)范、安全生產(chǎn)監(jiān)管體系和應(yīng)急體系建設(shè)。1.3系統(tǒng)建設(shè)目標管道完整性和安全運行的重要性和必要性尤為突出。為了保證管道的安全運行，消除事故隱患，保護環(huán)境，迫切需要建立一套可靠的油氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。利用聲波法、負壓波法和質(zhì)量平衡法相結(jié)合的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測壓力管道的泄漏，是目前最先進、最可靠的泄漏監(jiān)測技術(shù)。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)采用聲波法、負壓波法和質(zhì)量平衡法相結(jié)合的管道泄漏監(jiān)測技術(shù)，能夠準確、快速地發(fā)現(xiàn)泄漏，確定油氣管道的泄漏位置。二、技術(shù)方案2.1現(xiàn)有管線管理和技術(shù)手段分析國外從20世紀70年代開始研究管道泄漏檢測技術(shù)。我國管道泄漏

4、技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展迅速。目前，我國現(xiàn)有的檢漏方法已經(jīng)從最早的沿管道人工檢查發(fā)展到更加復(fù)雜的計算機軟硬件相結(jié)合的方法。從陸地管道檢測技術(shù)到海底檢測。其中，根據(jù)測量和分析的介質(zhì)，可分為直接檢測和間接檢測。直接檢測法是指用測量裝置直接測量管道周圍的介質(zhì)來判斷是否有泄漏。主要有直接觀察法、氣體法和清管法。間接檢測法是根據(jù)管道流量、壓力等參數(shù)以及泄漏引起的聲、光、電的變化來檢測泄漏。主要有水壓氣壓檢測法、質(zhì)量體積平衡法、壓力點分析法、負壓波檢測法、聲波法等。隨著世界各國管道建設(shè)的快速發(fā)展，管道泄漏監(jiān)測技術(shù)也發(fā)展了幾十年。從油氣管道泄漏監(jiān)測的歷史來看，國外早期的監(jiān)測技術(shù)多采用壓力點分析、負壓波檢測

5、、光學(xué)檢測、聲發(fā)射技術(shù)、動態(tài)模擬、統(tǒng)計檢測等方法。目前，泄漏檢測和定位的手段是多學(xué)科多技術(shù)的融合，特別是隨著傳感器技術(shù)、模式識別技術(shù)、通信技術(shù)、信號處理技術(shù)以及模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)的發(fā)展。，為泄漏檢測和定位方法帶來了新的活力。它可以采集和處理管道和流體的信息，如流量、壓力、溫度、密度、粘度等。通過建立數(shù)學(xué)模型或信號處理，使用基于知識的方法，如通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行模式分類或通過模糊理論對檢測區(qū)域或信號進行模糊劃分，來提取故障特征以進行檢測和定位。將管道的數(shù)學(xué)模型與一定的信號處理方法相結(jié)合，將管道外檢測技術(shù)與管道內(nèi)檢測技術(shù)相結(jié)合，將智能方法引入監(jiān)測定位技術(shù)，實現(xiàn)智能檢測、機器人檢

6、測定位等。都是研究方向。根據(jù)管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的特點，油氣管道泄漏監(jiān)測技術(shù)在有條件的地區(qū)主要應(yīng)用負壓波法、聲波法和質(zhì)量平衡法，也可采用人工檢測。幾種檢漏方法配合使用，相輔相成，形成可靠性和經(jīng)濟性綜合優(yōu)化的檢漏系統(tǒng)，可以很好地控制管道泄漏。2.2 isafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)原理管道泄漏是一個瞬態(tài)過程，在泄漏瞬間會產(chǎn)生各種頻率的聲信號。頻率小于10Hz的聲信號具有頻率低、波長長、穿透力強、傳輸衰減小的特點，適用于管道泄漏監(jiān)測。低頻聲波在海洋中傳播數(shù)千公里后仍能被有效監(jiān)測。管道泄漏產(chǎn)生的聲信號顯示在系統(tǒng)中，如圖1.1所示。圖1.1管道泄漏產(chǎn)生的聲信號結(jié)合聲波法、負壓波法和質(zhì)量平衡法的管道泄漏監(jiān)測

7、系統(tǒng)具有靈敏度高、虛警率低、定位精度高等優(yōu)點。其工作原理是:管道發(fā)生泄漏時，泄漏點產(chǎn)生的聲波/壓力波在管道上下傳播，利用安裝在管道上下游的聲波傳感器陣列/壓力傳感器檢測聲波/壓力波的到達時間差和聲波在管道中的傳播速度，即可確定泄漏點的位置。具體實現(xiàn)包括:傳感器接收到的管道聲學(xué)信號傳輸?shù)紸CU(聲學(xué)控制器單元)或壓力信號通過電纜傳輸?shù)絉TU。ACU/RTU將模擬聲信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過時間同步、噪聲抑制、干擾消除和模擬識別來判斷是否有泄漏，確定接收泄漏聲信號的時刻。ACU/RTU將泄漏監(jiān)測狀態(tài)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)測服務(wù)器，泄漏監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)聲波/壓力波的傳播速度、管段信息以及管段兩端傳感器

8、接收到泄漏聲波的時間差計算出泄漏位置。2.3管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)國外產(chǎn)品對比分析目前管道安全檢漏的主要競爭對手有國外如美國休斯敦的聲學(xué)系統(tǒng)公司ASI和基于次聲法的WaveAlert系統(tǒng)，利用安裝在管道兩端的次聲傳感器，實時監(jiān)測管道泄漏瞬間高速流出的流體發(fā)出的次聲信號，定位泄漏位置。英國殼牌公司開發(fā)的ATMOS Pine管道泄漏檢測系統(tǒng)是基于統(tǒng)計分析的原理。它利用SCADA系統(tǒng)提供的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)，通過流量或壓力變化、質(zhì)量或體積平衡、動態(tài)模型和壓力點分析，采用優(yōu)化的順序分析法檢測泄漏。澳大利亞未來光纖技術(shù)公司(FFT)開發(fā)的光纖管道安全防御系統(tǒng)(FFT Secure Pipe TM)利用鋪設(shè)在

9、油氣管道同溝的通信光纖，實時采集周圍10米范圍內(nèi)威脅管道的行為產(chǎn)生的各種振動和位移，監(jiān)測管道運行情況。而國外的產(chǎn)品價格昂貴，本地化的技術(shù)支持和維護服務(wù)存在較大問題。目前，我國油田大部分長輸輸油管道沒有安裝自動檢漏系統(tǒng)，主要依靠人工沿管道巡檢和人工讀取管道運行數(shù)據(jù)，這對管道的安全運行非常不利。我國對長輸輸油管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的研究從上世紀90年代就有報道，但真正取得突破并在生產(chǎn)中發(fā)揮作用還是近幾年的事。清華大學(xué)自動化系、大學(xué)精密儀器研究所、大學(xué)、西南石油大學(xué)、中國計量院等。都做過這方面的研究。我公司擁有華北油田新北達公司、浩克行公司、東營五色石檢漏技術(shù)等。而中國科研院所和中國公司的泄漏檢測產(chǎn)品，基

10、本都是采用基于壓力波(負壓波)法或流量檢測法的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。負壓波系統(tǒng)檢測靈敏度低，不能用于燃氣管道泄漏檢測。流系統(tǒng)只能判斷是否有泄漏，不能定位。此外，其他國家也有公司利用光纖的振動和溫度變化對管道進行預(yù)警。比如中石油管道通信電力工程公司自主研發(fā)的“光纖管道安全預(yù)警系統(tǒng)”，可以應(yīng)用在已經(jīng)鋪設(shè)光纖的新管道上，但是對于老管道來說，重新鋪設(shè)光纖成本很高。2.4 ISAFE管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)綜合了聲波法、負壓波法、質(zhì)量平衡法等多種管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點，進一步提高了發(fā)現(xiàn)油氣管道泄漏的速度和判斷管道泄漏位置的準確性。ISafe管道泄漏監(jiān)測綜合方案充分發(fā)揮了質(zhì)量平衡

11、法在綜合計算和判斷泄漏方面的優(yōu)勢，彌補了負壓波和聲波法質(zhì)量平衡法響應(yīng)時間慢、定位不準確的缺點，提高了整個系統(tǒng)的靈敏度、準確度、可靠性和魯棒性。同時利用負壓波和聲波法綜合判斷各種檢測參數(shù)，使負壓波法可以彌補聲波法難以檢測極慢泄漏的缺點；同時，聲波法彌補了負壓波法瞬時泄漏難以識別，容易與其他非泄漏因素引起的壓降相混淆的缺點。最后，泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)具有響應(yīng)時間短、靈敏度高(0.5%流量)、誤報率低、定位準確、避免漏不報等特點。iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將大大提高管道泄漏監(jiān)測的性能和質(zhì)量，為管道的安全運行提供有力保障。根據(jù)國外實踐結(jié)果，聲波法結(jié)合負壓波法可以監(jiān)測氣體管道、液體管道和多相管道的

12、泄漏，可用于監(jiān)測地面管道、埋地管道、海底管道和各種復(fù)雜管網(wǎng)系統(tǒng)。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:泄漏孔徑極小，最小可測泄漏孔徑為6-20mm，具體管段參數(shù)受相應(yīng)背景噪聲、操作壓力等影響。最小可檢測泄漏率為0.5 1.5%；定位精度高，定位誤差小于100m；非常低的誤報率。正常情況下，系統(tǒng)的虛警率小于30次/年；有效距離長，系統(tǒng)監(jiān)控距離可達30 50km，最長可擴展至100km泄漏警報數(shù)據(jù)可在泄漏檢測主機上存儲至少6個月；系統(tǒng)能自檢其工作狀態(tài)，并能顯示傳感器、GPS等的工作狀態(tài)。實時地；該設(shè)備穩(wěn)定可靠，已在國內(nèi)多條管道成功應(yīng)用，具有本地化的技術(shù)支持和維護。2.5總體技術(shù)框架聲波以管道中的

13、介質(zhì)為載體，以音速向兩端傳播。由于聲波信號頻率低，傳輸衰減小，可以實現(xiàn)遠距離傳輸。聲學(xué)管道泄漏監(jiān)測儀安裝在管道的上下游段，捕捉泄漏的聲學(xué)信號，根據(jù)泄漏聲波與管道頭端聲學(xué)管道泄漏監(jiān)測儀的時間差(該時間差由GPS計時)計算出泄漏點的具體位置。iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理如下:管道泄漏瞬間，輸送介質(zhì)從泄漏點高速流出，會產(chǎn)生高強度聲波。聲波沿著管道介質(zhì)向兩端傳播。ACU通過安裝在管道兩端的傳感器接收聲波信號，以識別聲波信號。編號，確定管道是否泄漏，并將處理結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器。泄漏監(jiān)控服務(wù)器進行實時處理，如果管道發(fā)生泄漏，泄漏監(jiān)控服務(wù)器將受益。利用管段兩端ACU接收聲波信號的時間差，計算泄

14、漏位置。負壓法泄漏監(jiān)測定位的計算方法與聲波法基本相同。通過計算泄漏信號傳輸?shù)桨惭b在管段兩端的傳感器(負壓波用壓力變送器，聲波用聲學(xué)傳感器)的時間差，結(jié)合信號在流體中的傳播速度，就可以計算出泄漏點的位置。定位圖如圖2所示。傳感器傳感器xL管道泄漏點T1級（一種通訊線路的名稱）t2) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (圖2負

15、壓波定位示意圖定位公式:X=L+aDt2式中:x -泄漏點與首端測量點之間的距離(m );l -管道總長度(m)；a管道介質(zhì)中聲波的傳播速度(m/s );t接收上游和下游傳感器信號的時間差。2.6系統(tǒng)功能框架iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的框圖如下所示。該系統(tǒng)的主要設(shè)備是ACU和泄漏監(jiān)控服務(wù)器。iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的運行需要用戶計算機通信網(wǎng)絡(luò)的支持。圖2.1 ISAFE管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)示意圖2.6.1 ACU終端(聲學(xué)監(jiān)測終端)iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)ACU終端的主要功能如下:數(shù)據(jù)采集:iSafe ACU采集聲波傳感器數(shù)據(jù)；GPS定時:將聲波數(shù)據(jù)與GPS時間同步；數(shù)據(jù)傳輸:將聲波數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

16、iSafe服務(wù)器；工作狀態(tài)監(jiān)控:自檢聲波傳感器、GPS和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；數(shù)據(jù)存儲和顯示:存儲和顯示聲波數(shù)據(jù)。iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)ACU終端的主要功能是采集聲學(xué)信號并傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)測服務(wù)器，泄漏監(jiān)測服務(wù)器放置在站場或閥室和控制室。它可以采集管道流體傳輸?shù)穆暡ㄐ盘?，?jīng)過信號調(diào)理和GPS同步后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，利用先進的信號處理算法判斷聲波信號是否為泄漏信號。ACU終端還具有自檢功能，可以實時顯示傳感器、GPS等設(shè)備的工作狀態(tài)。ACU終端包括聲波傳感器、GPS和信號處理器。圖2.2 iSafe聲學(xué)監(jiān)測終端濕式聲波傳感器；iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的主傳感器采用專用的濕式聲波傳感器。濕式聲波傳感器靈敏度

17、高，可以將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換成電流信號，傳輸?shù)角岸颂幚砟K。濕式聲波傳感器的監(jiān)測范圍通常為30 50km。濕式傳感器采用4-20mA標準電流信號進行傳輸，其工作溫度為-4085。為了保證信號不受干擾，電纜通常采用2*1.5鎧裝雙絞線屏蔽信號電纜，通常，信號電纜長度小于300m。濕度傳感器和壓力傳感器的典型安裝方法如下圖所示:圖2.3濕式聲波傳感器和壓力傳感器的安裝方式信號調(diào)理模塊:管道泄漏產(chǎn)生的聲波信號經(jīng)過長距離傳輸后，衰減很大。信號調(diào)理模塊將對聲波信號進行調(diào)理，提取出有效的聲波信號，并傳輸給ACU。同時，它會實時監(jiān)控傳感器的工作狀態(tài)。一旦出現(xiàn)異常，它也會在第一時間將故障信息傳送給ACU，保

18、證系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。GPS:GPS同步是系統(tǒng)精確定位的重要手段。為了保證ACU采集的同步性，各站需要安裝GPS實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集。GPS天線需要安裝在各站ACU室的屋頂上，安裝在無遮擋的高度，高出屋頂0.5m以上。精確時間由GPS獲得，便于各監(jiān)測節(jié)點精確時間同步。GPS時間同步設(shè)備采用高輸出精度(100ns)的GPS接收機實現(xiàn)。低功耗ACU:小功率ACU安裝在管道沿線的站場或閥室。與電池組、太陽能充電系統(tǒng)、電源線、信號線、GPS饋線、GPS避雷器、電涌保護器等配套使用。現(xiàn)場傳感器采集的信號通過ACU運行，采集卡將聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)測服務(wù)器。整個ACU由電池組和太陽

19、能充電系統(tǒng)供電，功率為5 10 W，小功率ACU的通信通常采用4G/3G/GPRS。圖2.3低功耗ACU方案iSafe-RTU終端iSafe-RTU終端的主要功能是實時采集多路壓力信號，通過Modbus總線或OPC服務(wù)將壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)測服務(wù)器，放置在站場、閥室和控制室。ISafe-RTU需要通過GPS定時模塊實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)同步。ISafe-RTU終端包括壓力傳感器、GPS和RTU。泄漏監(jiān)控服務(wù)器iSafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器的主要功能列表如下:泄漏檢測和定位；接收聲波數(shù)據(jù)并實時顯示；聲波信號的實時分析；歷史數(shù)據(jù)分析；配置管道信息；存儲數(shù)據(jù)。泄漏監(jiān)測服務(wù)器由硬件和軟件組成，硬件通常采用性

20、價比高、穩(wěn)定性高的PC服務(wù)器，軟件為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道泄漏監(jiān)測軟件。系統(tǒng)的硬件要求是至強2.0GHz以上，內(nèi)存大于4GB，單硬盤容量大于600GB。服務(wù)器主要收集異地ACU數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件與ACU通信，建立和維護各ACU的通信通道。每個GPS時鐘信號發(fā)送的數(shù)據(jù)的精確時間同步。該軟件可以從SCADA系統(tǒng)中獲取流量、壓力、在線密度等參數(shù)，從而進一步提高系統(tǒng)的可靠性，降低誤報率。系統(tǒng)對每個ACU的聲學(xué)數(shù)據(jù)進行處理和識別，判斷管道是否泄漏。根據(jù)管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和聲學(xué)信號與ACUs的時間差，計算出泄漏位置。系統(tǒng)保存每個ACU傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)，以供進一步分析和處理。管道泄漏的時間、地點等關(guān)鍵信息存

21、儲在數(shù)據(jù)庫中，程序重啟后泄漏信息依然存在。泄漏監(jiān)測系統(tǒng)軟件運行人機界面，顯示管道走向和管道上安裝ACU的監(jiān)測節(jié)點位置。當發(fā)生泄漏時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，并在管道泄漏的位置顯示泄漏圖標。同時，泄漏時間、泄漏位置等信息會標注在監(jiān)控畫面的泄漏信息欄上。軟件具有自動診斷功能，可對斷電自啟動、通信鏈路、聲波采集、GPS等模塊進行自動診斷、報警和提示。人機界面可以檢查系統(tǒng)的具體參數(shù)，如果系統(tǒng)工作不正常，可以找出錯誤的部分和原因。通信系統(tǒng)ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)采用計算機網(wǎng)絡(luò)進行通信。ACU的聲波數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控終端也通過通信網(wǎng)絡(luò)與泄漏監(jiān)控服務(wù)器連接。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)通常直

22、接利用管道SCADA系統(tǒng)現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)。為保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，建議利用現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)通信。如果管道內(nèi)沒有通信網(wǎng)絡(luò)，就需要額外購買網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過ADSL3G等組建計算機網(wǎng)絡(luò)。ACU和服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)已經(jīng)加密，可以通過公共網(wǎng)絡(luò)傳輸。此外，系統(tǒng)具有嚴格的數(shù)據(jù)完整性檢查和錯誤重傳機制，確保每一條數(shù)據(jù)都準確可靠地傳輸，在惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能正常工作。2.7系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架2.8系統(tǒng)集成應(yīng)用ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)采用OPC標準與SCADA系統(tǒng)、人機界面和其他第三方軟件進行通信。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可以通過OPC接口從SCADA系統(tǒng)獲取壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)，進一步提高系統(tǒng)可靠性，降低誤報

23、率。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)通過OPC接口向Citect、IFix、Labview等人機界面軟件提供系統(tǒng)運行狀態(tài)和管道泄漏報警燈的信息。用戶界面中的各種操作也通過OPC接口傳輸?shù)絠Safe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的核心模塊。ISafe管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)支持通過OPC接口與其他系統(tǒng)通信，具有很高的靈活性。這些系統(tǒng)包括:三參數(shù)管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、管道壁聲波預(yù)警系統(tǒng)、管道光纖預(yù)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。三。實施計劃3.1系統(tǒng)部署環(huán)境要求油氣安全泄漏監(jiān)測系統(tǒng)方案確定后，需要對系統(tǒng)所在的安裝區(qū)域進行現(xiàn)場檢查。根據(jù)以往很多項目的現(xiàn)場考察結(jié)果，一般安裝儀器設(shè)備的區(qū)域現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜。并且每個項目的現(xiàn)場實施和工

24、程方案都是獨一無二的，所以油氣安全泄漏監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場施工方案中主要設(shè)備的安裝只能進行總結(jié)。主要設(shè)備的安裝包括以下四個主要設(shè)備的安裝。詳情如下:1.ACU安裝方案；2.傳感器安裝方案；3.GPS安裝方案；4.泄漏監(jiān)控服務(wù)器安裝方案；客戶確認的以下數(shù)據(jù)和圖紙是設(shè)計的基本依據(jù):1)相關(guān)管道的基本數(shù)據(jù)，包括:管道長度、管徑、操作壓力、流量范圍等相關(guān)數(shù)據(jù)。2)相關(guān)站場的工藝布置3)相關(guān)站場供電示意圖4)相關(guān)站場工藝流程圖5)相關(guān)站場的建筑布局和電纜敷設(shè)圖6)相關(guān)站場機柜典型安裝圖7)相關(guān)站場PLC柜及終端接線圖8)相關(guān)站場變送器安裝示意圖9)相關(guān)站場GPS天線安裝圖3.2硬件產(chǎn)品規(guī)格3.2.1聲學(xué)監(jiān)測終端

25、ACU主機的產(chǎn)品規(guī)格如下:產(chǎn)品名稱ISafe-ACU2000-Dn(n表示ACU有n個模擬輸入通道)系統(tǒng)配置硬盤500G(可支持雙通道傳感器連續(xù)存儲數(shù)據(jù)3年)重量19公斤措施x高x深= 432毫米x 132毫米x 530毫米電源交流220伏交流電，72瓦港口4通道次聲傳感器輸入端口，4通道狀態(tài)顯示燈，1個電源開關(guān)、1xDB15 VGA、2個USB2.0、2個以太網(wǎng)端口。工作溫度環(huán)境空氣流通:-5C 55C(根據(jù)IEC 60068-2-1、IEC 60068-2-2和IEC 60068-2-14)儲存溫度-20攝氏度 80攝氏度相對濕度10% 93%(無冷凝)3 . 2 . 2 ISAFE-RT

26、U終端的產(chǎn)品規(guī)格如下:產(chǎn)品名稱ISafe-RTU-Dn(n表示RTU有n個模擬輸入通道)物理界面工業(yè)以太網(wǎng)(1千兆以太網(wǎng)RJ-45插孔)措施x高x深= 432毫米x 132毫米x 530毫米電源通過iSafe-RTU背板總線，15V電流消耗來自背板總線，350mA；功率損耗，5.3W測試電壓707伏直流電(型式試驗)設(shè)計、尺寸和重量該模塊是具有單寬帶的緊湊模塊。防護等級IP20重量約350克尺寸(寬高比)35x 142 x 129毫米安裝選項安裝在iSafe-RTU機架中3.2.3監(jiān)控服務(wù)器主機的產(chǎn)品規(guī)格如下:CPU類型英特爾至強E5-2600 v2CPU主頻1.8GHzCPU型號至強E5-2

27、603 v2芯片集英特爾C602商店DDR3，8GB硬盤描述500GB 3.5英寸SATA 7200Rpm硬盤顯示描述Dell UltraSharp系列高性能顯示器圖形芯片NVIDIA Quadro NVS310網(wǎng)卡描述英特爾82579千兆以太網(wǎng)控制器3.3施工和安裝要求ACU的安裝ACU安裝在主機柜中，主機柜安裝在車站設(shè)備室內(nèi)。必須確保安裝位置沒有 HYPERLINK /view/653039.htm 強電、 HYPERLINK /view/2022477.htm 強磁以及來自高腐蝕性設(shè)備的干擾；(一般在各個現(xiàn)場安裝)主機安裝場所應(yīng)干燥、多塵、通風(fēng)良好；主機安裝位置方便。 HYPERLINK

28、 /view/80178.htm 饋線、 HYPERLINK /view/1205846.htm 電源線接地線的布線；主機安裝在房間里。安裝主機的房間不得放置。 HYPERLINK /view/1655518.htm 易燃品；室溫， HYPERLINK /view/286584.htm 濕度不要超過主機的工作溫度和濕度。機柜尺寸:機柜尺寸可根據(jù)現(xiàn)場業(yè)主的要求進行選擇和配置。ACU放置在主機柜內(nèi)，通過ACU面板用螺釘剛性固定在主機柜內(nèi)的軸承支架上。ACU和機柜的防護等級應(yīng)為IP50。主機配有ACU，最大功率為80W，電源為220V AC。機柜電源線、ACU信號線、GPS信號線等。一般去地下。下表

29、顯示了ACU的正常工作環(huán)境:工作溫度3065儲存溫度4585相對濕度095%，非固化狀態(tài)輸入電壓220伏/50赫茲輸入電流(正常狀態(tài))3A和24伏直流電ACU配備了兩個通信網(wǎng)絡(luò)端口、兩個USB數(shù)據(jù)端口、一個VGA端口、一個GPS端口和多個傳感器信號端口。系統(tǒng)通信需要一個標準網(wǎng)絡(luò)端口和一個備用網(wǎng)絡(luò)端口?，F(xiàn)場安裝的通信網(wǎng)絡(luò)端口與業(yè)主的局域網(wǎng)系統(tǒng)相連，并分配給ACU一個IP地址。USB數(shù)據(jù)接口主要用于復(fù)制數(shù)據(jù)等。VGA口主要用于現(xiàn)場安裝完成后通過VGA口連接液晶顯示器進行各站臨時調(diào)試，GPS接口主要用于連接站外GPS天線通過GPS同步各站時間。ACU主機的配件還包括傳感器端子、電源端子、空氣開關(guān)、插

30、座、GPS避雷器等。圖1 ACU系統(tǒng)的安裝位置和數(shù)量:ACU的安裝是根據(jù)現(xiàn)場管道的長度和地形位置進行優(yōu)化設(shè)計的。通常，每個站點安裝一臺ACU。ACU連接傳感器需要鎧裝電纜。鎧裝電纜的數(shù)量和長度需要根據(jù)現(xiàn)場確定。現(xiàn)場施工時，鎧裝電纜必須通過管道和地下線路埋設(shè)。安裝位置:ACU的安裝位置應(yīng)在靠近傳感器的機房內(nèi)，盡量靠近傳感器安裝位置。需要業(yè)主配合或協(xié)調(diào)的事項:業(yè)主需要找到合適的機房放置RTU；業(yè)主需要在機房內(nèi)提供穩(wěn)定的220V交流電，功率能滿足上述要求；業(yè)主需要提供可以在設(shè)備之間聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線，并分配IP地址；要求業(yè)主協(xié)助設(shè)備間屏蔽電纜和GPS天線的布線和埋設(shè)。傳感器安裝低頻聲波傳感器通過壓力導(dǎo)管安裝

31、在主管道上。傳感器接口包括1/2NPT螺紋、外螺紋和其他接口形式。傳感器和管道之間應(yīng)設(shè)置取樣截止閥。低頻聲學(xué)傳感器的安裝要求和方法可參考壓力變送器的安裝方法。系統(tǒng)中使用的傳感器常用管道接口為1/2NPT螺紋。當傳感器安裝在現(xiàn)場時，它將通過三通連接到管道。一般選用管道上原有的壓力表和壓力傳感器進行改裝，但壓力表和壓力傳感器一般為外螺紋M201.5。但是3通螺紋是1/2NTP，所以在壓力表和字表之間要加M201.5到1/2NTP的適配器。業(yè)主的儀器和我們的聲波傳感器通過3路和適配器就可以正常安裝了。在安裝聲波傳感器之前，聲波傳感器的信號線需要整理，信號線是暗的。通過現(xiàn)場地下管道和導(dǎo)管到達我們需要的

32、位置。地面上的信號線落地后，通過防爆軟管引至聲波傳感器。在將傳感器與信號線連接之前，測量信號線是否短路等。如果測試正常，安裝傳感器，凱電纜的外銅線連接到傳感器外殼，鎧裝電纜的紅線連接24V正極，黑線連接24V負極。(不能接測試正負)兩個傳感器安裝完畢后，連接聯(lián)通機柜的設(shè)備供電，向業(yè)主要現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)IP地址和一個正常工作的網(wǎng)線接口加入局域網(wǎng)，檢查所有儀器在通電情況下是否正常工作。正常運行后，檢查廉紅義聲波泄漏監(jiān)測站的工程建設(shè)和安裝是否完成。下圖(2)和圖(3)是傳感器安裝圖:圖(二)圖(3)為香港某項目傳感器現(xiàn)場安裝示意圖:圖(三)數(shù)量:一般在現(xiàn)場兩個工位之間會安裝四個傳感器，分別是兩個主傳感器和

33、兩個副傳感器。這樣兩個傳感器的位置一般都在10m以上50m以下。安裝位置:需要業(yè)主配合或協(xié)調(diào)的事項:需要業(yè)主協(xié)助找到主、輔傳感器的安裝位置；業(yè)主需要協(xié)助安裝三通和傳感器，包括開啟和關(guān)閉管路中的針閥，拆除原有的壓力表或變送器，安裝三通，將原有的壓力表恢復(fù)到三通上，將濕式傳感器安裝到三通上，檢測安裝是否合格；業(yè)主需要協(xié)助從傳感器布線和埋設(shè)屏蔽電纜，以及如何將屏蔽電纜連接到相應(yīng)ACU所在的機房?，F(xiàn)場安裝必須符合業(yè)主的現(xiàn)場安全管理要求，如戴安全帽、不使用明火等。GPS安裝一般情況下，GPS天線安裝在現(xiàn)場最高建筑的樓頂，或者無遮擋的高度。天線應(yīng)高于屋頂或地面0.5米以上，如下圖(4)和圖(5)所示。圖(

34、5)顯示了紅河油田工程GPS安裝位置:圖(4)cad示意圖:圖(4)圖(5)為紅河油田項目GPS現(xiàn)場安裝示意圖；圖(5)安裝5)GPS天線GPS信號線要有保護套(鍍鋅鋼管或PVC管，用膨脹螺栓固定在墻上)。鋼管用彎頭連接，必須可靠防雨。直接連接GPS天線的鋼管或PVC管也作為支架，接頭為M25x2外螺紋。GPS天線采用鍍鋅鋼管，管螺紋0.2m，長度8到1.5m。電線彎頭配有GPS支架。用電錘在墻上打孔，GPS及其支架用膨脹螺絲固定。GPS信號線通過彎頭沿鍍鋅鋼管下行，信號線通過地下路由引至機箱通過航空插頭與避雷器連接(避雷器通過機箱底部接地線引入)。在進入ACU主機之前，GPS信號線需要連接一

35、個GPS避雷器，以防止GPS被雷擊損壞設(shè)備。數(shù)量:一般一根GPS天線的鍍鋅鋼管數(shù)量為1-3根，1.5m長，適配器數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境不同而不同。安裝位置:GPS需要安裝在場地附近的空曠地方，一般安裝在機房的墻壁上，GPS天線高度在機房外墻0.5m以上需要業(yè)主配合或協(xié)調(diào)的事項:要求業(yè)主協(xié)助在機房內(nèi)布線和埋設(shè)GPS天線。3.3.4安裝泄漏監(jiān)控服務(wù)器泄漏監(jiān)測主機由硬件和軟件組成，硬件通常采用性價比高、穩(wěn)定性高的PC服務(wù)器，軟件為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道泄漏監(jiān)測軟件。泄漏監(jiān)控主機通常安裝在控制中心、中心站或值班室。功率在600W左右，電源為220V/50Hz交流電。泄漏監(jiān)測主機的通信網(wǎng)絡(luò)支持需要提供一個標準

36、的網(wǎng)絡(luò)端口并分配一個固定的IP。圖(6)顯示了服務(wù)器:圖6數(shù)量:一共一個。安裝位置:可以在控制中心、中心站或值班室。需要業(yè)主配合或協(xié)調(diào)的事項:業(yè)主需要找到合適的控制中心放置漏電監(jiān)控主機；業(yè)主需要在機房內(nèi)提供穩(wěn)定的220V交流電，功率能滿足上述要求；業(yè)主需要提供可以在設(shè)備之間聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線，并分配IP地址；特殊安裝要求為保證噪聲屏蔽效果和提高泄漏監(jiān)測精度，首站和末站分別設(shè)置聲波傳感器陣列，每個陣列包含24個聲波傳感器。鋪設(shè)PVC管幾個根據(jù)現(xiàn)場情況準備。路線要求的所有支線必須按設(shè)計方案(文件)的要求敷設(shè)，要求線路牢固美觀，不得有交叉、扭絞、開裂等現(xiàn)象。各種套管應(yīng)用相同顏色的扎帶和膠帶捆扎纏繞； HYP

37、ERLINK /view/77748.htm PVC聚氯乙烯應(yīng)用于連接噴嘴。路由 HYPERLINK /view/609856.htm 喉箍、扎帶和L型饋線座、單/雙孔波導(dǎo)卡、隔墻碼、PVC管卡碼等?；春右员笔彝饴酚煽捎煤韸A、單/雙孔波導(dǎo)卡、分區(qū)碼固定。線路的外露部分(除線路井外)必須配一套白色PVC管，在轉(zhuǎn)彎處用波紋管連接，且轉(zhuǎn)彎處波紋管的長度不大于0.3m.所有尾纖都套有波紋管。是客戶提出來的，必須在設(shè)計中明確提出，有其他說明。 PVC管饋線在電纜架或墻上垂直運行時，每隔9米必須用扎帶將饋線固定在電纜架或其他固定物上，防止饋線因自身重力而掉落。如果不能固定垂直線或必要的飛線，事先用扎帶或電

38、纜鉤將饋線固定在鋼絲繩上，并在鋼絲繩兩端使用膨脹螺絲。 HYPERLINK /view/6107915.htm 地錨，繩夾和調(diào)節(jié)環(huán)被擰緊。當客戶有特殊要求時，必須安裝特殊的布線架。(現(xiàn)場施工一般采用地下布線)3.4實施計劃根據(jù)以往的項目經(jīng)驗和項目實施實踐，iSafe系統(tǒng)的實施周期約為18周。時間表見下表:表4.1項目周期序列號特定工作能力時間評論一個現(xiàn)場考察，詳細方案設(shè)計:1.確定設(shè)備選型方案；2.傳感器安裝方案；3.GPS安裝方案；4.設(shè)備安裝計劃；5.供電方案和設(shè)備選擇；2周詳細方案包括:詳細的設(shè)備清單；傳感器路由示意圖；GPS線圖；設(shè)備布線圖；同等能力。2設(shè)備訂單:主服務(wù)器訂購(4周)；

39、進口傳感器訂單(12周)；GPS模塊訂購(2周)；供電設(shè)備訂單(3周)；其他設(shè)備訂單協(xié)助(4周)；12周導(dǎo)入傳感器需要12周。三系統(tǒng)集成、工廠測試和安裝:1.分項測試:1)電源測試2)設(shè)備逐項測試；3)硬件聯(lián)合測試；4)軟件聯(lián)合測試；2.集成測試:1)系統(tǒng)集成；2)系統(tǒng)性能測試；3)系統(tǒng)的連續(xù)運行測試；2周系統(tǒng)集成在制造商處完成；傳感器到貨前，完成電源測試、設(shè)備測試、硬件測試、軟件測試等。然后完成系統(tǒng)集成測試；傳感器到貨后，集成測試完成，系統(tǒng)連續(xù)運行3天以上；四現(xiàn)場調(diào)試:現(xiàn)場設(shè)備安裝和測試(1周)1)傳感器安裝；2)GPS安裝；3)搬運終端安裝；4)服務(wù)器安裝；系統(tǒng)測試(2周)1)系統(tǒng)運行測試

40、；2)實際排油和系統(tǒng)性能測試；3)系統(tǒng)工作參數(shù)的優(yōu)化；4周在系統(tǒng)實際排油試驗中，工作參數(shù)的優(yōu)化至少需要2周時間；根據(jù)實際情況，該過程可能會延長至4周。五項目驗收和交付實際排油試驗；簽署排油測試結(jié)果報告；系統(tǒng)培訓(xùn)，簽署培訓(xùn)報告；1周進行實際排油測試，檢查系統(tǒng)性能。整個項目周期約為21周。3.4.1現(xiàn)場調(diào)查和方案設(shè)計我們將派工程師到現(xiàn)場做以下工作:完成iSafe系統(tǒng)的各種設(shè)備選型；確認管道的參數(shù)。確定數(shù)據(jù)采集處理終端的安裝(一般安裝在站場或閥室)。根據(jù)管道的實際情況，確定傳感器的安裝方案。根據(jù)實際情況確定GPS的安裝。確定泄漏監(jiān)測的位置和泄漏監(jiān)測主機的安裝。根據(jù)管道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，完成了

41、實驗原油管道次聲管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)的設(shè)計。3.4.2設(shè)備訂單、生產(chǎn)、集成和測試合同簽訂后，我們將盡快購買設(shè)備并整合系統(tǒng)。集成完成后，我們將進行全面的軟硬件測試，包括模塊測試和整體測試。測試過程包括系統(tǒng)的所有輸入和輸出。設(shè)備將在我們工廠進行48小時的測試。確保我們的系統(tǒng)在交付前是合格的、可靠的和穩(wěn)定的。如果用戶對系統(tǒng)提出修改意見，修改和測試應(yīng)在設(shè)備出廠前完成，并得到雙方的書面確認。3.4.3系統(tǒng)安裝我們將根據(jù)業(yè)主的要求指導(dǎo)相關(guān)單位或部門安裝該系統(tǒng)。設(shè)備到達現(xiàn)場后，公司將派數(shù)名工程師指導(dǎo)現(xiàn)場安裝:安裝傳感器、ACU、GPS和泄漏監(jiān)測主機。檢查傳感器是否正常工作。檢查GPS是否正常工作。檢查ACU

42、是否正常工作。檢查通信系統(tǒng)是否正常工作?，F(xiàn)場調(diào)試現(xiàn)場調(diào)試我們需要做以下工作:測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、報警、監(jiān)控、備份等功能是否正常工作。組織管道泄漏實驗，采集管道噪聲，模擬泄漏次聲信號。根據(jù)現(xiàn)場次聲信號調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)的工作參數(shù)。測試系統(tǒng)的實際工作性能。3.5系統(tǒng)驗收我們在系統(tǒng)調(diào)試后申請驗收。根據(jù)雙方商定的驗收計劃，業(yè)主技術(shù)人員將在選定的模擬泄漏點進行模擬泄漏實驗，操作步驟與調(diào)試期間的模擬泄漏操作相同。業(yè)主驗收人員應(yīng)在監(jiān)控中心記錄iSafe系統(tǒng)的監(jiān)控結(jié)果。對雙方的監(jiān)測結(jié)果進行評估，并簽字確認。驗收標準設(shè)備和系統(tǒng)安裝和初步調(diào)試完成后，買方和賣方將根據(jù)以下內(nèi)容或標準進行驗收。1.技術(shù)協(xié)議中規(guī)定的所

43、有設(shè)備和裝置的類型、規(guī)格和數(shù)量；2、有關(guān)設(shè)備、裝置、電纜安裝位置和施工工藝的設(shè)計圖紙或平面圖；3.項目計劃中規(guī)定的相關(guān)系統(tǒng)的聲學(xué)檢漏效率指標。驗收程序:根據(jù)驗收標準檢查移交的所有設(shè)備和裝置的類型、規(guī)格、型號和數(shù)量，并由雙方代表簽署驗收單；根據(jù)相關(guān)設(shè)計圖紙或方案對相關(guān)設(shè)備、裝置和電纜的安裝位置和施工工藝進行驗收，驗收單應(yīng)由雙方代表簽字；根據(jù)項目計劃中規(guī)定的技術(shù)指標，聲學(xué)泄漏檢測系統(tǒng)將在現(xiàn)場進行測試和驗收。3.5.2現(xiàn)場實際排放的液體(氣體)模擬泄漏的試驗和驗收?，F(xiàn)場調(diào)試結(jié)束后，即可驗收。為了確認聲學(xué)檢漏系統(tǒng)在一定的運行狀態(tài)和特定的尺寸下能夠有效地監(jiān)測泄漏，有必要進行實際的泄漏試驗。在本項目方案中

44、，孔板將用于模擬泄漏。當管道實際發(fā)生泄漏時，會立即發(fā)生泄漏。用孔板模擬泄漏是通過安裝固定在管道上的孔板來模擬泄漏。一般來說，用于泄漏檢測的孔板安裝在待測管道段的上游或下游端口，這樣兩個監(jiān)測點都能監(jiān)測到強泄漏信號。用于測試的鉛管直徑至少應(yīng)為泄漏孔直徑的兩倍。現(xiàn)場驗收的目的是演示一個運行中的聲學(xué)檢漏系統(tǒng)，以證明該系統(tǒng)能夠完全滿足技術(shù)協(xié)議的要求。這個測試過程也可以充分證明系統(tǒng)能夠以最小的虛警率保證最大的檢漏靈敏度。在測試過程中，濾波器、極限數(shù)據(jù)和聲音傳播速度參數(shù)將被設(shè)置為最佳狀態(tài)，從而獲得最佳的測試結(jié)果。為了準確監(jiān)控系統(tǒng)的泄漏靈敏度，最后的泄漏測試將由孔板完成?？装宓氖褂每梢员ＷC測試產(chǎn)生的聲信號更接

45、近模擬的實際泄漏，更加準確。泄漏測試的步驟:初步準備:討論并確定測試過程中所需的人員和外圍輔助設(shè)備。排放液體(氣體)的初步模擬泄漏:描述管道上的模擬泄漏。調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)以降低誤報率，并收集數(shù)據(jù)以確定管道的最佳聲速(在確定泄漏位置時使用)。最終排放液體(氣體)的模擬泄漏:最后，測試用于確認系統(tǒng)的泄漏檢測靈敏度、泄漏點的精確位置和系統(tǒng)的報警響應(yīng)時間。準備工作:1.實施模擬泄漏硬件，包括孔板和孔板控制器或控制閥。2.實施泄漏測試現(xiàn)場相關(guān)人員之間的即時通信方法。3.賣方及其派出的專業(yè)工程師應(yīng)駐扎在模擬泄漏試驗現(xiàn)場，組織和指導(dǎo)孔板或球閥的操作，以模擬泄漏。4.在試驗過程中，應(yīng)有具體的管道參數(shù)和操作參數(shù)，以

46、保證對泄漏試驗結(jié)果的評估。泄漏測試程序和程序文件將分發(fā)給負責(zé)使用孔板或執(zhí)行球閥泄漏測試的人員。當各子系統(tǒng)電路連接完成并滿足測試要求后，賣方組織的專業(yè)工程師將開始系統(tǒng)測試。初步排放液體(氣體)模擬泄漏可以提供關(guān)于系統(tǒng)靈敏度和聲速的信息。泄漏測試測得的聲速是最準確的聲速值，將輸入系統(tǒng)測量泄漏點的位置。對于每次泄漏測試，泄漏數(shù)據(jù)應(yīng)由安裝在最近的兩個相鄰現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理器上的筆記本電腦記錄和收集。這些數(shù)據(jù)將用于圖形過濾和其他過濾調(diào)整過程中的微調(diào)。通常需要進行三次或三次以上的泄漏測試(次數(shù)由現(xiàn)場工程師在檢查實際背景噪聲后確定)，并對被測管道段的泄漏檢測和其他過濾系統(tǒng)進行微調(diào)，同時確認實際管道長度并計算精

47、確泄漏位置時的聲速。為了驗證實際管道長度和聲速，必須在每個管道段的一端放置泄漏測試導(dǎo)管，以確保測量安裝在管道兩端的傳感器之間的實際傳播時間。對于所有在盲區(qū)(無法確定位置測量的區(qū)域)進行的測試，都需要調(diào)整管道長度的參數(shù)，使其變長，以保證泄漏可以發(fā)生在被保護的管道段。此外，由于測試完成前實際管道長度、聲速和泄漏檢測信號的不確定性，有必要使用比規(guī)定的最大可檢測泄漏孔徑大兩倍的泄漏孔徑開始初始測試?？梢允占ū尘霸肼暫凸艿肋\行噪聲在內(nèi)的其他數(shù)據(jù)。經(jīng)過這些微調(diào)測試后，工程師將對泄漏檢測和其他過濾系統(tǒng)進行必要的修改，并對每個管道段的聲速、管道長度和動態(tài)閾值進行必要的調(diào)整。在使用孔板之前，習(xí)慣上要完成快開

48、球閥的幾次試驗，以保證系統(tǒng)的正常運行，避免在安裝孔板時浪費時間和精力。在便攜式計算機的安裝和泄漏試驗排放現(xiàn)場之間將進行必要的聲波傳輸。在測試過程中，有必要確保球閥完全打開。安裝完成且聲學(xué)泄漏檢測系統(tǒng)穩(wěn)定至少5分鐘后，可通過盡快打開球閥完成模擬泄漏測試。閥門的最小開啟時間可持續(xù)5秒鐘。閥門開啟時要結(jié)合筆記本電腦的定位功能來確定每次測試的檢測時間。記錄數(shù)據(jù)并重復(fù)操作。球閥必須盡快打開，以通過信號振幅確定預(yù)期最小孔徑的靈敏度。插入一個比上次計算確定的孔板尺寸更大的孔板，并重復(fù)試驗。確保盡快打開球閥。完成上述初步測試后，記錄泄漏結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)場評估結(jié)果，經(jīng)現(xiàn)場工程師同意，可以用盲板封堵孔板泄漏試驗設(shè)備。

49、最終排放液體(氣體)的模擬泄漏:這些泄漏測試將驗證泄漏靈敏度、定位精度和檢測時間。拆除孔板固定位置的盲板。當系統(tǒng)準備就緒時，使用孔板模擬泄漏。記錄泄漏結(jié)果。在上述驗收過程中，實時打印相關(guān)測試數(shù)據(jù)。當測試結(jié)果達到本協(xié)議確定的技術(shù)指標時，雙方代表應(yīng)在打印資料首頁簽字確認。簽署驗收證書:驗收通過后，雙方代表還應(yīng)簽署驗收證書一式六份，即視為驗收。3.5.3質(zhì)量保證和售后服務(wù)聲學(xué)檢漏系統(tǒng)所有設(shè)備和裝置的設(shè)計使用壽命為15年，并保持良好的性能，一般無需特殊維護。質(zhì)保期為系統(tǒng)投入使用后18個月或交付后24個月，以先到者為準。售后服務(wù):售后服務(wù)可分為兩個階段:保修期內(nèi)和保修期滿后。在保修期內(nèi)，賣方對系統(tǒng)的軟件

50、和硬件提供所有免費保修服務(wù)。服務(wù)形式包括(但不限于):硬件更換或類似故障維修、軟件故障遠程診斷和排除、必要的現(xiàn)場診斷和排除、7*24全天候答疑、工作日咨詢、定期回訪等。保修期滿后，賣方將終身按成本價提供硬件更換和軟件故障現(xiàn)場處理服務(wù)。同時，我們將繼續(xù)提供免費服務(wù)，包括回答問題、工作日咨詢和定期方式?；卦L(一年一次)。文件的提交賣方將提供完整的聲學(xué)檢漏系統(tǒng)文件，包括設(shè)計方案，硬件指南，包括安裝圖和接線圖，系統(tǒng)通信方案，具體包括中央數(shù)據(jù)采集處理器和聲學(xué)檢漏系統(tǒng)監(jiān)控主機之間的通信，以及中央數(shù)據(jù)采集處理器和客戶端口DCS/SCADA之間的通信接口。該文件將包括SCADA的詳細描述、操作手冊，包括操作屏

51、幕和系統(tǒng)操作程序的圖形說明，以及具體的操作界面指南。賣方應(yīng)提供一套設(shè)備安裝的施工圖。包括:各站場及閥室平面布置CAD圖、各站場及閥室工藝流程圖、系統(tǒng)安裝詳圖、電路及通信系統(tǒng)示意圖等。培訓(xùn)在項目調(diào)試和驗收階段，賣方和用戶共同同意對相關(guān)管理和技術(shù)人員進行項目系統(tǒng)應(yīng)用和維護的培訓(xùn)。主要培訓(xùn)內(nèi)容如下:ISafe管道泄漏檢測原理iSafe管道泄漏檢測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及功能介紹iSafe管道泄漏檢測系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)和功能介紹ISafe管道泄漏檢測系統(tǒng)ACU，監(jiān)控主機運行iSafe管道泄漏檢測系統(tǒng)的維護培訓(xùn)的目的是使相關(guān)技術(shù)人員掌握并熟練使用iSafe管道泄漏檢測系統(tǒng)的原理、使用、日常操作和維護。3.6系統(tǒng)調(diào)試和驗

52、收調(diào)試概述不同管道情況不同，泄漏聲波也不同。聲泄漏受管道壓力、介質(zhì)、流態(tài)、溫度等因素的影響。因此，在安裝完成后，需要對實際泄漏低頻聲波進行調(diào)試、采樣和分析，標定聲速，配置系統(tǒng)的型號和參數(shù)，以提高系統(tǒng)的檢測靈敏度，降低誤報率。為了調(diào)試系統(tǒng)，通常采用人工放油或放氣實驗來模擬管道泄漏。這是模擬泄漏實驗，也稱為放油或放氣實驗。系統(tǒng)的調(diào)試和驗收通常通過模擬泄漏實驗進行。工廠測試賣方保證所有硬件部件在出廠前通過測試標準。測試對象包括系統(tǒng)的所有設(shè)備，如ACU終端、聲學(xué)傳感器和泄漏監(jiān)測主機。3.6.3管道泄漏實驗管道泄漏實驗需要準備可切換閥門(球閥優(yōu)先，截止閥也可以)和模擬不同泄漏孔徑的孔板，孔板是指中央有小

53、孔的圓形板。通常選擇主管道現(xiàn)有閥門，然后安裝孔板模擬管道泄漏。在閥門后面安裝孔板，打開球閥，管道介質(zhì)從孔板中流出，可以模擬管道泄漏。為了測試不同泄漏率下的管道泄漏，管道泄漏實驗需要在放油口或排氣通道中安裝孔板。通過設(shè)置不同的孔板，可以模擬不同直徑的泄漏。對于原油產(chǎn)品管道，可在模擬泄漏裝置末端放置容器回收輸送介質(zhì)，而天然氣管道一般通過排放管排放到空氣中。3.6.4管道泄漏實驗的布置一般系統(tǒng)調(diào)試需要多組模擬泄漏實驗，每組進行10次左右的模擬管道泄漏實驗。每組管道泄漏實驗時間約為3天，其中現(xiàn)場實驗1天，泄漏數(shù)據(jù)分析處理23天。四。應(yīng)用案例4.1西南管道公司蘭成渝管道-資陽泄漏監(jiān)測實驗段蘭渝管道成渝段

54、共設(shè)4座站場、3座閥室，管徑為323.9，管材為X52級。主管道的壁厚為7.1 12.7毫米.站場和緊急截斷閥室設(shè)有壓力遠傳。所有四個站都有超聲波流量計。表1.1蘭成渝江段站場設(shè)置站/閥室總里程(公里)海拔(米)閥型間隔排水泵站881507站場0建陽分輸站956.6425.7站場75.6資陽分輸站982.53371.4站場25.93梨樹灣1010.9名流緊急截斷閥室28.37廟山峽1011.6356單程的0.7唐嫣1042410指南30.4江分輸站1067.01364.3站場25.01本試驗段為-資陽段，包括站泵站、簡陽分輸站、資陽分輸站，總里程101.53km，管徑323.9。采用X52級管

55、材，管材壁厚7.1 12.7 mm。-管道在資陽段的運行流量為300-540米/小時，資陽段的設(shè)計壓力為11.2兆帕表1.2泵站和江泵站泄壓值電臺名稱進站壓力(兆帕)出站壓力(MPa)站立4.211.2江展5.29.9根據(jù)管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，iSafe聲波管道泄漏監(jiān)測方案制定如下:表1.3蘭成渝江段設(shè)備方案表站/閥室閥型距離(公里)ISafe設(shè)備評論排水泵站站場0雙通道ACU終端建陽分輸站站場75.6雙通道ACU終端到建陽段的監(jiān)控距離太長。如果中間沒有監(jiān)控閥室，監(jiān)控性能指標可能會下降。建議在中間增加監(jiān)控閥室的iSafe設(shè)備。資陽分輸站站場25.93雙通道ACU終端設(shè)備安裝示意圖如下:圖4.1.1西南

56、管道-資陽段iSafe系統(tǒng)設(shè)備安裝圖2014年11月10日至11月15日，應(yīng)中國石油西南管道公司邀請，我公司技術(shù)人員分別在輸油站、簡陽分輸站、紫陽分輸站安裝了一套iSafe-LD100-ACU聲學(xué)管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)聲學(xué)監(jiān)測終端及配套的聲學(xué)傳感器陣列。圖4.1.2站場主要聲學(xué)傳感器安裝圖圖4.1.3聲學(xué)監(jiān)測終端現(xiàn)場安裝示意圖圖4 . 1 . 4 GPS天線現(xiàn)場安裝示意圖圖4.1.5泄漏監(jiān)控服務(wù)器現(xiàn)場臨時安裝圖圖4.1.6五家廠商的監(jiān)控服務(wù)器示意圖2014年11月19日，蘭成渝輸油公司在我院閥室排油6次，測試各測試廠家系統(tǒng)性能，要求各廠家進一步調(diào)試設(shè)備，并安排專人在輸油站協(xié)助指導(dǎo)設(shè)備廠家進行系統(tǒng)調(diào)試

57、。我公司的測試結(jié)果如下:1.11: 21-11: 26，排油瞬時流量為4m/h，約為管道輸油量的0.8%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:2.11: 36-11: 41，排油瞬時流量為4.1m/h，約為管道輸油量的0.8%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:3.11: 51-11: 55，排油瞬時流量為2m/h，約為管道輸油量的0.4%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:4.12: 06-12: 11，排油瞬時流量為2m/h，約為管道輸油量的0.4%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:5.

58、12: 22-12: 23，輸油站壓力調(diào)整，管道壓力急劇下降，排油瞬時流量為5m/h，約為管道輸油量的1%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:6.12: 53-12: 57，排油瞬時流量為1m/h，約為管道輸油量的0.2%。我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)及時對漏油進行了報警，具體監(jiān)測結(jié)果如下:在上述六次排油過程中，我公司的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出了排油動作警報。除了泄漏監(jiān)測系統(tǒng)自動報警外，聲學(xué)監(jiān)測終端采集的聲學(xué)傳感器在報警瞬間返回的波形數(shù)據(jù)也非常明顯，通過聲波波形也可以判斷管道泄漏。具體波形圖如下:根據(jù)上圖，按照每次放油動作的時間順序進行標記，放大每次放油的瞬時波形如下圖所示:以上數(shù)據(jù)

59、是我公司11月19日排油實驗的實測數(shù)據(jù)。通過測試可以看出，我公司的聲波管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)對6次排油進行了報警，特別是站壓調(diào)節(jié)、瞬時排油量為1m/HH的兩次排油，除了我公司成功自動報警外，其他廠家均未監(jiān)測到排油情況。4.2中石化紅河油田油氣混輸管網(wǎng)中國石化華北公司第一采油廠(以下簡稱采油廠)地處山區(qū)，礦區(qū)分散，地形復(fù)雜，生產(chǎn)經(jīng)營管理難度大。目前采油廠管理油水井600多口，勘探開發(fā)面積2515平方公里，探明面積426.44平方公里，探明儲量18005.06萬噸，生產(chǎn)面積115.77平方公里，生產(chǎn)儲量5726.7萬噸。主要開發(fā)方式為水平井分段壓裂開發(fā)。目前已開井402口，日產(chǎn)液4800立方米，產(chǎn)油

60、1081噸，含水率77.6%。目前有276個港口(60.5%)輸入集輸系統(tǒng)，13個港口正在建設(shè)中。目前，采油廠有1座聯(lián)合站、1座輸油站(1座在建)、12座增壓站(3座在建)、10座污水處理回收站(1座在建)、2座集輸站、40個配油點和1座鉆井廢水處理站。有9條干線集輸管線126公里，單井集輸管線276公里。注水管線55條，長54.6公里，共計456.3公里。為了保證管道的安全運行，消除事故隱患，保護環(huán)境，一套完整可靠的監(jiān)測系統(tǒng)對長輸管道的在線泄漏檢測和運行具有重要意義。根據(jù)規(guī)范要求，本方案將為19條126km的干線設(shè)計聲波泄漏檢測系統(tǒng)。根據(jù)管道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，制定泄漏監(jiān)測計劃。設(shè)備安裝的總平面布置