王艳

大庆油田设计院有限公司

管道运输是油田生产中液态原料和产品输送的最主要形式。油田部分管道穿越村屯或城镇等人口较密集的区域，易自然破损、遭受人为破坏及盗窃，如果造成油品泄漏，经济受损失的同时也会带来一系列不良社会影响。

采用技术手段对管道的运行状态进行实时在线有效的监测，及时准确地判断泄漏发生及泄漏点位置[1-4]，可为抓获盗油分子赢得时间，减少泄漏造成的经济损失及不良的社会影响。

1 管道泄漏报警系统

1.1 负压波-输量平衡法基本原理

管道穿孔或断裂时，泄漏点压力波动将产生负压波，沿管道向两端传播，通过记录负压波到达管道两端的时差，核算管道长度及波动传播速度，即可判断管道发生泄漏点的具体位置。负压波法基本原理如图1所示。根据此原理，建立数学模型如图2所示。

图1 负压波法基本原理Fig.1 Basic principle of negative pressure wave method

图2 负压波法数学模型Fig.2 Mathematical model of negative pressure wave method

管道流体流速远低于负压波速度，忽略流速化简后泄漏定位公式为

式中：X为泄漏点距管道一端距离，m；α为波速，m/s；L为管道长度，m；τ0为波时差，s。

在已知负压波传播速度的情况下，测得管道两端接收到负压波的时间差即可得到管道泄漏点的位置。采用输量平衡法实时比对管道两端流体流量，从而辅助负压波法判断管道是否发生泄漏，可提高泄漏监测准确程度。

根据负压波检测的基本原理，在管道两端点设置测控系统，利用计算机建立管道端点压力波动模型，即可获得负压波到达管道两端点的时间差。……