海底管道微小泄漏检测与定位技术研究

海底管道微小泄漏是严重的安全生产隐患。由于输送介质和所处环境的特殊性，一旦诱发事故，不仅影响正常生产，可能会对环境造成严重污染，甚至危及生命财产安全。本项目针对海底管道输运领域中急需解决的微小泄漏检测与定位这个难题开展研究，以期为国内外相关研究奠定坚实的技术基础，具有巨大的经济效益和社会效益。 本课题主要研究内容包括研究管道内检测器的运行规律，以便优化检测器设计，并保证检测器能顺利通过各种管道；同时研究管道内的磁场特性，结合加速度等传感器实现泄漏点的辅助定位；最后研究提高泄漏声检测灵敏度的方法并设计制作管道内检测器，搭载包括声音、磁场、加速度、低频电磁等多种传感器，实现泄漏点的检测与定位。 通过该课题的开展，基本完成项目预定计划内容，开展了大量的模拟仿真计算与现场实验，设计了多种不同规格与样式的内检测器，在实验管道、实际运行的陆地油管与水管以及海底水管道进行了大量的实验，验证了课题提出的管道流体力学模型、管道小泄漏的声信号特性、多传感器融合的泄漏点定位方法。通过该课题的研究，培养了多名硕士研究生和博士研究生，研究成果发表SCI、EI检索论文10篇以上，申请专利3个。课题进行期间培养的博士生留校，并以管道声、磁场检测相关申请青年基金一项；课题研究成果延申到海洋智能传感器开发上，于2018年获批福建省《海洋综合信息采集装备产业化与示范项目》一项；课题研究的内检测器在广东、内蒙、浙江等多个地方进行了实际运行，未来推广的前景良好。 2100433B

海底管道微小泄漏是严重的安全生产隐患。由于输送介质和所处环境的特殊性，一旦诱发事故，不仅影响正常生产，还会对环境造成严重污染，甚至危及生命财产安全。本项目针对海底管道输运领域中急需解决的微小泄漏检测与定位这个世界级难题开展研究，以期为国内外相关研究奠定坚实的技术基础，具有巨大的经济效益和社会效益。根据海底管道复杂的运行环境，本项目提出一种管道微泄漏内检测器，该检测器在输送介质的推动下在管道中前进，从管道内靠近泄漏点采集泄漏声音信号，利用检测器内部携带的多种传感器，对泄漏点进行三维定位。本项目的研究内容主要包括：研究提高海底管道检漏灵敏度的方法；研究海底管道泄漏三维定位方法；研究管道内检测器的运行规律，搭建一个合理有效的海底管道内检测平台。本项目研制的样机有望发展成为一种新的海管检漏仪器并服务于国民经济。

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。我国已建油气管道的总长度超过90000公里，其中部分油气管线已安装管道泄漏检测装置，但其仅能检测大于1%的泄漏，无法检测因管道腐蚀、老化、裂纹和自然泄漏等原因发生的微小泄漏。管道的微小泄漏检测是国内外管道泄漏检测遇到的一个共同难题。现有的管道泄漏检测方法普遍存在检测灵敏度不高、无法有效检测小泄漏的缺点，且均属于被动检测方法。本课题针对油气管道的微小泄漏检测问题，基于瞬变流模型首次提出了一种附加动态微压激励检测管道泄漏的主动检测方法。针对微小泄漏的主动检测方法进行了理论研究，推导了长输管道压力和流量的瞬变流模型，从理论上提出了管道泄漏主动检测方法的检测、定位和量化的整体过程。建立了相应的管道模型，并对不同阀门动作和泄漏情况进行了仿真分析，研究动态微压激励信号的选取产生方法和其在管道中的传播规律。设计了一种高灵敏度的动态压力变送器，捕捉泄漏引起的压力瞬变信号，通过现场实验对变送器的性能进行了验证。研究了高噪声环境下管道中微弱信号的特征提取和处理技术。制定现场实验方案并搭建现场实验装置，对采集到的信号进行分析和处理，研究了提高泄漏定位准确度的信号提取和处理方法，泄漏检测灵敏度可达到总流量的0.17%。 2100433B

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。我国已建油气管道的总长度超过60000公里，其中部分油气管线已安装管道泄漏检测装置，但其仅能检测大于1%的泄漏，无法检测因管道腐蚀、老化、裂纹和自然泄漏等原因发生的微小泄漏。管道的微小泄漏检测是国内外管道泄漏检测遇到的一个共同难题。现有的管道泄漏检测方法普遍存在检测灵敏度不高、无法有效检测小泄漏的缺点，且均属于被动检测方法。本课题针对油气管道的微小泄漏检测问题，基于瞬变流模型首次提出了一种附加动态微压激励检测管道泄漏的主动检测方法。研究动态微压激励信号的选取、产生方法及其在管道中的传播规律；研究管道泄漏与泄漏衰减系数之间的关系以及提高泄漏检测灵敏度的方法；探索管道内高噪声环境下微弱信号的特征提取和处理技术。在上述研究成果的基础上，研制一套基于附加动态微压激励检测方法的管道泄漏主动检测装置，使其泄漏检测灵敏度达到总流量的0.1%。