基于变流量测试的天然气输送管道泄漏检测新方法

第 3 4 卷第 7 期 ( 2 0 1 5 ． 0 7 )( 行业论坛) 基于变流量测试的天然气输送管道泄漏检测新方法 宋勇 苏海 波 董亚娟 张世 明 中国石油化_ 丁股份有限公司胜利油 田分公 司地质科学研究院 摘要 ：输气管道泄漏检测通常有物理探测法和数 学模型模拟法 两大类。物理探测法可以准 确检测 出泄漏点的位置和漏点尺寸 ，但是停 产损失和检测成本较 高；数 学模型模拟 法通过 求解 控制方程 可在花 费很 少的情况下快速判断泄漏情况 ，但是具有很 大的不确定性。建立 了一种基 于变流量测试的天然气输送管道 泄漏位置和 漏点大小的检测方法 ，通过耦合天然气在管道和泄 漏点的流动 ，基 于多个工作点测试 结果求解流动控制方程 ，实现对漏点的检 测和定位 这种检 测方法在 管线 出入 口气量或 出入 口压力有未知量的条件下使 用，可 简单 、快速地确定不同边界 条件对应的泄漏情况。 关键词 ： 输气管道 ；泄漏位置；流量 ；压力 ； 无 因次变量 ；数学模型 d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 ～ 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 7 ． 0 0 2 由于天然气的高效 、清洁和可靠性 ，在所有使 用的能源中天然气供应 占到了将近四分之一 ，并预 计在 未来 2 0 年 内增长 5 0 ％。现有的天然气输送基 础设施逐渐老化 ，可靠并及时地检测出天然气管道 的泄漏状况是天然气输送保障的关键 。现有天然气 管道泄漏检测方法分为物理探测法n 1 和数学模型模 拟法 两大类 。物理探测法具有准确定位和确定性 高的优点 ，但物理探测法需要在水平管道上安装和 维护大量 昂贵设备 ，需要 比较长 的泄漏检测时间 ， 导致检测成本较高 ；数学模型模拟法具有成本低 和泄漏检测快速 的优势 ，不必停输 ，可 以连续在 线 、实时监测管道和识别泄漏 ，常规的数学模型模 拟法 的缺点是不确定性高，而且有些情况下无法提 供所需要的流动参数 。 本文建立了一种基于变流量测试的天然气输送 管道泄漏位置和漏点大小的检测方法 ，这种方法可 以在管线出入 口气量或出人 口压力有未知量的条件 下使用 ， 该方法可简单 、 快速地确定不同边界条件 对应的泄漏情况。 1 数学模型 1 ． 1 流 动方程 通过耦合天然气在管道和泄漏点的流动 ，基于 多个工作点测试结果求解流动控制方程 ，实现对漏 点 的检测和定位 。 管线流量与出入 口压力之问的关系如下 q= 、 『 ......