淺析GIS/GPS管道泄漏監測報警定位技術

在輸油管道運行過程中,泄漏是輸油管道運行中的主要故障。由于腐蝕穿孔及其它外力破壞等原因,泄漏事故時有發生,給油田造成了巨大的經濟損失。特別是有組織的打孔盜油活動嚴重干擾了正常的輸油生產,也帶來了重大安全隱患。因此,泄漏監測不僅成為輸油管道安全生產管理的重要工作內容,也是保證管道正常運行不可缺少的保障。輸油管道泄漏自動監測技術在國外得到了廣泛的應用,美國等發達國家立法管道必須采取有效的泄漏監測系統。我國管道檢漏技術的研究起步較晚,清華大學、天津大學等單位從上世紀90年代中期開展了初步研究,而真正實際應用則是在近幾年。

輸油管道檢漏方法主要有兩類:直接檢漏方法和間接方法。直接方法就是利用預置在管道外的檢測元件直接測出泄漏介質。這種方法可以檢測到微小的滲漏,并能定位,但是要求在管道建設時與管道同時安裝。間接方法就是通過檢測管道運行參數的變化推斷出泄漏的發生,這種方法的靈敏度不如直接方法高,適合檢測較大的泄漏(一般1%左右),優點是可在管道建設后不影響生產的情況下安裝,并可不斷升級。

高精度管道泄漏監測定位技術,是一個多學科結合的集成技術。該系統集成了次聲波管道泄漏定位技術、GIS(地理信息管理系統)和GPS(全球衛星定位系統)。它是基于GIS技術的綜合管理平臺,適合長距離、多管段、復雜條件下的應用。系統以GIS為基礎,建立可視化的生產信息管理平臺,實現生產數據的集中管理和共享,適合于管道管理中對生產運營管理和安全管理要求。以次聲波法為核心的管道運行安全管理監測系統,擔負著管道異常泄漏的監測。

此系統實時監測管道運行狀況,針對打孔偷盜泄漏進行全天候的監測。此技術具有很高的監測靈敏度和定位精度。以GPS衛星定位系統為核心的定位導航系統,可以精確地引導管理人員快速進入事發現場,全天候的技術支持可保證野外搶險活動的精確和快速反應??勺畲笙薅忍岣攥F場指揮和施工管理的質量和安全系數。次聲波技術,是國內新近引入管道泄漏監測領域的一種新型的監測技術,將該技術用于管道泄漏監測的原理,是監測管內流體在突破管壁束縛時產生的次聲波,實踐中,該波特性受管內的雜波影響極小,傳播速度恒定,信號能夠非常清晰地傳遞到遠端接收單元,為準確定位創造了條件。

因此,結合此項技術的監測系統能夠對泄漏位置進行準確定位。次聲波管道泄漏監測儀采用一次表動態響應、并能根據輸送管道動態變化設定量程的電聲換能器,接收管道運行過程中由于泄漏引起介質瞬間物理擾動而產生和次聲波。儀器安裝在管道的末端,捕捉由于泄漏聲波到達管道末端音波管道泄漏監測儀的時間差(這個時間差由GPS進行授時),從而計算泄漏點的具體位置。該系統以獨特的電子地圖界面作為數據可視化管理的基本操作界面,形象地為生產管理人員提供數據服務,為計算機信息管理技術的推廣應用提供有力的技術支持。

該系統能和生產數據庫系統有機地結合起來,數據互動查詢,實現對生產數據的可視化管理??梢栽诠芾斫缑嫔瞎芾砣我庹緢龅母鞣N生產管理數據,方便用戶的日常管理和使用習慣。通過實踐檢驗,將管理中心平臺、次聲波管道泄漏監測定位技術和GPS導航技術結合在一起的高精度管道泄漏監測報警定位系統將是最好的技術方案。

以上三部分系統的集合,構成完整的管道安全管理體系。直觀的人機界面方便了管理人員的操作和對泄漏發生地信息的即時了解,精確快速的報警系統,確保泄漏在最短時間被發現,GPS導航系統保證了所有有關部門和單位都能在最短時間到達事發現場。