[发明专利]一种城市燃气埋地管道泄漏检测定位方法及其应用

说明书

技术领域

本发明是一种城市燃气埋地管道泄漏检测定位方法及其应用，尤其涉及埋地管道在不停止运行、不开挖检查情况下泄漏检测定位计算，属于油气储运风险控制领域。 

背景技术

燃气管网作为城市必不可少的基础设施之一，近年来在很多城市有了飞速的发展，对净化城市空气环境、提高人民生活水平做出了很大的贡献。然而自从管道运输在工业中应用开始，管道泄漏一直是管道运输中的一个难题。尤其随着城市燃气管网管龄的不断增长，再加上施工缺陷和腐蚀，以及人为的破坏，燃气管道泄漏常常发生。由于城市燃气易燃、易爆和有毒的特性，其一旦发生泄漏，极易造成中毒、火灾、爆炸等恶性事故，造成人员及财产损失。目前，我国大多数城市的燃气管道建设于上世纪80年代改革开放初期，运行已近20年。根据建设部相关规定，管道使用20年后已进人老龄期，管道损坏泄漏隐患倍增。如果及时检测出泄漏，并且能成功定位，就能极大的减少泄漏造成的危害。 

由于城市燃气管道担负着城市生产、生活用气正常运转，一般情况下管道运输不能停止或被关闭。同时考虑城市交通顺畅等因素，城市燃气埋地管网往往被限制开挖检测、检查。目前对城市燃气埋地管道的安全检查主要以地面巡检的方式进行，这种地面巡检方式对管道小泄漏或缓慢泄漏难以发现，泄漏检测与定位的实时性与准确性也难以得到保证。这就要求利用现代管道管理系统，发展基于现代检测和分析方法的管道泄漏检测技术，在保证城市燃气管道不停止运输、且不被开挖的情况下，实现在线实时检测，并准确地进行泄漏点定位，以及时采取措施，从而达到预防和降低损失的目的，减少巡线人力物力的浪费。这对提高城市燃气管网管线风险管理水平，减少企业的经济损失有重大意义。 

目前对城市燃气管网检测检查的手段主要是管道人工巡检法、便携式仪器仪表、管内检测器等，但由于这些方法或实时性差，或不能连续检测，或投资费用高，或影响物料正常运输等，自身均存在较大的缺陷。而常规无损检测(如超声检测爬机、漏磁检测爬机等)技术虽较为成熟，检测精度较高，但这些检测技术有着致命的弱点：检测过程为逐点扫描式，被检测设备必须停产，检测效率低，难以有效地检测成千上万公里的工业管道。声发射(Acoustic Emission简称AE)技术是一种动态无损检测方法，可获取连续信号，不需要设备停产或缩短停产时间，并可以实现对在役管道的长距离、大范围检测，检测效率很高。因此，管道声发射缺陷检测及相关课题的研究成为国内外无损检测领域的一个热点。 

20世纪90年代，美国PAC公司、DW公司、德国Vallen Systeme公司和中国广州声华公司先后开发了计算机化程度更高、体积和重量更小的第三代数字化多通道声发射检测分析系统，除能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外，还可直接进行声发射波形的观察、显示、记录和频谱分析。 

希腊Athanasios Anastasopoulos等成功进行了埋地管道的泄漏检测和定位，但其实行测试的一个重要条件是被测管道必须是独立的，即被测管段两端被关闭，且该管段增压至少应该是4至9标准大气压。检测中，传感器在管道上的布置点均被挖掘出一个小坑，使该布置点暴露空气中。 

霍臻利用声发射技术对管道泄漏进行检测，实验证明应用泄漏声发射信号检测气体和液体的泄漏是可行的，并有较高的灵敏度，但存在的问题是难于准确确定泄漏源的位置以及检测灵敏度受噪声影响等。 

清华大学王海生等利用负压波方法，采用先进的基于小波算法对输油管线进行泄漏检测和定位的技术，在胜利油田“孤岛-永安”和“孤岛-集贤”管线上得到了应用，并取得了良好的效果。 

尽管对埋地管道泄漏检测方面已有很多研究，但对于被测燃气管道不停止运行，且可疑泄漏点或传感器布置点不开挖情况下的研究测试还没有明确提出。而城市燃气管网遍布大街小巷，既要保证24小时生产、生活用气，又要考虑为保证城市交通、市容等限制开挖管道检查等因素，在埋地管道不停止运行、不被开挖的情况下的泄漏检测方法及其应用是一个非常有实用价值的课题。 

为克服现有技术的不足，提出一种城市燃气埋地管道泄漏定位检测方法。该方法综合考虑了城市燃气埋地管道在不停止运行、不开挖检测坑的情况下管道所处的检测状态，基于声发射技术，在实验室试验的基础上，设计提出可行的的检测方法，用于常州某燃气公司地处市中心的铸铁管道进行了的在线实地检测，初步得到两段管道疑似泄漏点位置，经与管道设计布置图对照，这些泄漏点正好是管道上的接口或阀门位置，后经现场开挖得到了验证和确认。