基于VMD的广义三次互相关管道泄漏定位检测

针对天然气管道泄漏检测声波定位技术中,二次互相关时延估计算法存在较大误差的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)结合广义三次互相关的时延估计算法。该方法首先利用VMD算法对两路信号进行分解并重构信号;其次,在二次互相关的基础上再进行一次相关,并在互相关算法的峰值检测阶段引入希尔伯特变换(HT),对峰值进行尖锐化处理,成为一种新型的广义三次互相关时延估计算法。通过对平台搭建的油气管道泄漏检测系统采集数据进行模拟试验,分析了各算法的精度。试验表明,相较于二次互相关,改进广义三次互相关时延估计算法定位平均精度有明显的提升,有着更高的精度和更好的抗噪性能,在天然气管道泄漏定位方面有着更广泛的应用前景。

利用时域叠加的声学成像法定位埋地PE管道

针对现有埋地管道探测技术难以确定聚乙烯(PE)管道埋深且通常对管线走向的探测误差较大的问题,提出了优化的时域叠加声学成像法。利用该方法对仿真信号进行直达波与表面波消除、反射波提取和成像定位处理,验证了方法的可行性。最后,对埋深0.4 m和1.0 m的PE管进行定位测试实验,最大管线平面定位误差分别为0.179 m和0.240 m,说明该方法基本满足较好埋地条件PE管道探测的需求。

基于IEEMD-IGCC算法的管道泄漏点定位技术研究

现用于检测油气管道发生泄漏情况的声波检测法有抗噪声能力弱、定位误差大的缺点,因此提出了一种基于IEEMD-IGCC算法的管道泄漏点定位方法。首先,在EEMD分解算法的基础上,通过计算每一次集合平均得到本征模态分量的自相关函数,判断该模态是否含有噪声分量,作为是否继续添加高斯白噪声的依据;随后,基于不同源目标进行广义二次互相关计算,进而获得时延值;最后,根据时差定位公式确定泄漏点位置。结果表明:经IEEMD算法的泄漏信号提取效果较好,与峭度系数的有效信息选取结果一致;重构信号不仅信噪比大、均方误差小,且计算成本大幅降低;IGCC算法下的时延值计算准确,减小了单次误差较大的可能性;IEEMD-IGCC算法对于不同工况下的适应性较好,最大绝对定位误差不超过30 m,极大提高了泄漏点定位精度。

油气管道变形检测研究的知识图谱可视化分析

油气管道变形检测是保障管道安全运输的有效手段,同时也是管道完整性评价的重要环节。在此以CNKI 977篇及Web of Science 3 405篇文献为数据源,基于CiteSpace可视化分析软件,构建“油气管道变形检测”研究知识图谱,对比分析国内外在油气管道变形检测领域研究的演进历程、研究特征及热点议题。结果表明:管道变形检测领域研究经历了早期探索期、快速上升期及持续发展期三个阶段;各国对于管道变形检测的研究与全球管道建设发展态势呈正相关,极具能源需求地区或具有能源储量优势的国家(如美国、中国、日本、英国)在本国雄厚资源的助力下,管道建设与学术成果相辅相成;国内高校和科研院所是管道变形检测领域的主要研究阵地,且石油石化类龙头企业占有领军地位;国内已形成核心作者群体且有以学科带头人为核心的稳定合作关系;而国外还未形成核心作者群体,小团队作者之间合作密切但分布格局较为零散;管道变形特征分析和管道变形探测方法是该领域的研究热点;“油气管道测径清管”“模型”“预测”是该领域的前沿主题。

油气管道漏磁数据处理和缺陷识别量化方法的研究进展

漏磁法是最稳定的无损在线检测技术之一,用于评估油气管道的健康状况。从通道基线校正、异常值判别、数据缺口的恢复和滤波四个方面阐述了漏磁数据预处理的方法和步骤;结合漏磁数据缺陷的峰谷值等显性特征,总结了不同特征提取方法下缺陷信号的本质特征;介绍了基于支持向量机、神经网络、图像处理和形态学等方法构建缺陷反演模型。最后,从数据预处理和缺陷识别量化两方面展望了漏磁信号处理未来的研究方向。

基于改进YOLOv7的管道缺陷检测技术研究

针对城镇地下管网规模巨大、传统的人工检测方法已不能满足现在工程需求的问题,提出采用MobileNetv3-YOLOv7网络模型作为地下管道缺陷目标检测的算法来提升检测的精度和速度。首先,管道图像数据集进行预处理,对输入图像灰度化及重采样,均衡样本的数量;其次,将轻量化网络MobileNetv3和YOLOv7网络框架相结合,增加BiFPN特征金字塔结构以提高精确度;然后,在数据处理方面通过Mosaic数据增强方式提高该模型的鲁棒性;最后,设计YOLOv7网络模型的对比实验验证本模型的可行性。在Pytorch实验框架下,对MobileNetv3-YOLOv7网络模型进行了验证。实验结果表明,该模型可减少参数计算量,并且平均准确率有所提高。

水下无损外检测技术研究进展

无损检测技术用于发现水下结构物结构性损伤以避免发生重大事故,对保障海上油田安全和可靠运行至关重要。外检测技术广泛应用在水下结构物检测中,如导管架和海底管道。本文总结归纳包括涡流检测、超声检测和射线检测在内的水下无损外检测的技术特点以及相应的水下检测设备的技术参数。通过对比分析各检测技术,掌握各检测技术的优点和适用范围,期望为我国水下无损检测技术的工程化应用提供技术参考。

高含硫天然气管道泄漏H_(2)S扩散规律研究

在高含硫天然气管道中,泄漏事故的风险较高,一旦事故发生,将对周围建筑和居民安全构成严重威胁。本研究聚焦于含5%硫化氢(H_(2)S)的天然气管道,利用计算流体力学方法对水平泄漏扩散进行了数值模拟。特别研究了风速对泄漏口上游建筑各楼层硫化氢体积分数的影响。主要发现包括:(1)通过在仿真的房屋模型中各楼层设置监测点,观察到随着楼层增高,H_(2)S气团扩散至房间的时间显著缩短。(2)随着风速的变化,位于高层(第11层至第24层)的房间内H_(2)S气团扩散时间随风速的增加而减少。而对于低层(第1层至第10层)的房间,在风速低于9 m/s时,H_(2)S气团扩散时间随风速增加而延长;但当风速超过9 m/s时,扩散时间随风速增加而缩短。这些结果为高含硫天然气管道泄漏事故的应急响应和安全管理提供了重要参考。

金属磁记忆检测技术在双金属复合管道上的探索应用

采用双金属复合管被认为是解决高腐蚀性油气田地面集输管线腐蚀问题的一种相对安全的办法,但目前国内应用过程中存在管道失效及检测难等问题。金属磁记忆检测技术应用于检测埋地双金属复合管,并通过对磁异常危险等级较高位置进行开挖验证,配合测厚和磁饱和-脉冲涡流等无损检测技术,取得了良好的应用效果。检测结果明确了金属磁记忆检测技术在一定程度上可以满足埋地双金属复合管的应力集中程度检测需求,有一定的推广价值。

管道泄漏声波信号特征提取方法及实验研究

为探究管道泄漏检测中信号的特征及变化规律,开展了理论研究与实验分析。采集不同工况下管道泄漏声波信号,利用变分模态分解对管道泄漏声波信号进行分解重构,并提取相应特征值,处理并对比分析不同运行压力、不同泄漏孔径、不同位置等工况的管道泄漏声波信号特征值。结果表明:管道运行压力与泄漏孔径与泄漏声波信号幅值呈正相关,管道泄漏位置与泄漏声波信号幅值呈负相关。因此,今后在对管道泄漏进行分析时需结合不同的工况进行对应的具体分析。此研究为基于声波法的管道泄漏检测提供了理论和数据支撑。

在役管道应力无损检测方法试验研究

油气管道在长期运行时,会在各种地质灾害和其他异常荷载的影响下产生变形,进而引发管道安全事故。对在役管道进行定期的应力检测是一种行之有效的评估管道安全的手段。为探究更适用于在役管道的应力检测方法,选用主要材料为X70和X80钢板的在役管道进行拉伸试验,利用超声波法、磁各向异性法和矫顽力法检测不同荷载下钢板的应力,并对应力测试结果进行分析。在8组单向拉伸实验中,超声波法有5组试验数据拟合优度在0.99以上;在双向拉伸试验中,超声波法的拟合效果线性度最好,矫顽力法和磁各向异性法的数据拟合效果较为离散。随着提离值的增大,轴向矫顽力与环向矫顽力都呈下降趋势,磁各向异性法的检测信号也随着提离值的增大呈现降低趋势;超声检测的结果随着温度的升高而呈线性增加,矫顽力的测量结果随温度的升高而呈整体的下降趋势,磁各向异性技术的测量结果随温度的升高呈现先升高后降低的趋势。通过对3种方法试验结果对比分析,超声波法对在役管道应力检测精确度最高,为今后在役油气管道选择更高效的无损检测方法指明方向。

基于注意力特征融合的漏磁缺陷识别方法

针对漏磁缺陷识别率低、检测速度慢等问题,提出了一种基于注意力特征融合的漏磁缺陷识别方法。所提算法以CenterNet为基础进行修改,主干网络选取了一种轻量级网络PP-LCNet,相较于现在流行的主干特征提取网络既保证了低计算量又保证了高精度。采用注意力网络CBAM主动学习低层特征中的重要信息并与高层特征进行融合,使模型同时获得低层细粒度信息与高层语义信息,进而提升小缺陷识别的准确率。结果表明,当IOU大于0.5时,所提算法的准确率为94.3%,推理时间为9.6 ms。

码头管沟可燃气体有毒气体检测装置的研制与应用

近年来,管沟内油气管道运营的风险日益凸显,国内外已经发生多起地下管沟内油气泄漏聚集不易发现造成爆炸事故,确保管沟内油气管道安全运行是重中之重。但由于管沟内环境恶劣,特别是海边码头管沟内环境更为恶劣,台风期间管沟内积水严重,使得传统的可燃气体和有毒气体检测设备难以稳定运行,加大了管沟安全管理的难度。为解决这一问题,提出了一种泵吸式双气体检测系统,并在码头管沟中成功应用。该系统采用先进技术和创新设计,能够有效吸入管沟内的气体样本,并进行快速、准确地分析和检测。在恶劣环境中稳定运行的能力和对可燃气体及有毒气体泄漏的及时发现,显著提高了码头管沟的安全性。通过这一技术创新,能有效预防潜在的爆炸事故,保护工人和周围环境的安全。该装置的成功应用将为油气管道行业安全管理提供有力支撑,确保管沟的安全性。

酸性油气田管道施工现场里氏硬度检测探讨

里氏硬度作为酸性油气田管道施工现场中常用的硬度验收方法,检测准确性关系到管道开裂的风险。通过对标准规范及文献调研,总结出里氏硬度应用在酸性油气田管道施工现场验收的核心问题是管线钢特性导致的检测偏差,选取不同牌号、钢级、壁厚的管线钢材料,开展里氏硬度—布氏硬度的对比试验。试验结果显示,里氏硬度应用于管道母材及环焊缝检测均产生较大偏差,偏差主要与管道壁厚相关。就管道耦合和硬度修正的降低里氏硬度检测偏差方法可操作性展开探讨,建议修正油气田管道施工现场里氏硬度检测以降低安全风险。

基于神经网络的管道泄漏检测专利现状

随着工业化的快速发展,管道运输已成为石油、天然气等进行长距离输送的常见运输方式。而管道会随着时间的推移发生泄漏,其原因可能是管道自身老化,也可能是由于外力的作用和影响。而管道的泄漏不仅会带来经济上的损失,还会对周围环境以及生态平衡造成严重的破坏或影响,甚至威胁到公众的生命安全。

埋地管道超声导波检测技术应用与研究

埋地管道,作为油田输油输气的关键设施,其安全运行至关重要。然而,埋地管道传统的无损检测技术受到土壤介质、管道埋深等因素的限制,无法实现直接的非接触检测,通常需要将埋地管道开挖进行开挖处的局部检测,其效率低下,无法确保在检修期内实现100%覆盖,导致漏检率较高。针对这一问题,本文提出了一种超声导波检测技术。该技术具有检测范围广、效率高、能够进行长距离检测等诸多优势。通过结合超声导波的原理及其技术优势,本文深入分析了超声导波检测技术在现役埋地管道中的实际应用可行性,并针对特性管道进行了现场检测评价,以期为提高埋地管道的检测效率和准确性提供创新的解决方案。

基于有限元的管道三轴漏磁检测信号分析

采用有限元分析的方法建立油气管道漏磁检测模型,结合实际管道漏磁内检测三轴传感器原理,将缺陷漏磁场矢量分为周向、轴向和径向三个方向进行研究,得出管道漏磁检测缺陷漏磁场空间分布特性。

智能化无人机库技术应用可行性研究

输气管线和采出水管道是天然气生产输送的重要环节,为保障其正常运行,须进行定时巡检。飞手操作无人机的巡检模式虽然虽然解决了人工巡护效率低、工作量大等问题,但在实际应用中仍受制于空域、飞手操作水平等诸多限制,巡护覆盖面较窄、巡护智能化水平低。在对苏里格气田巡检现状充分分析的基础上,结合运行环境要求,对智能化无人机库进行应用试验,评价智能化无人机库技术在气田管道巡护上的应用效果,研究其应用可行性。

激光式可燃气体探测器在集气站的应用分析

在苏里格地区集气站露天区域缺乏有效的可燃气体泄漏监测保护逐渐成为了集气站监测控制的薄弱点,为进一步提升集气站场的安全性,契合未来智能化站场的建设需要,同时达到有计划、有步骤的推广应用石油行业新技术、新工艺,有必要在集气站露天工艺区域增设可燃气体探测器,但由于工艺区为开放区域,天然气泄漏后难以聚集导致传统可燃气体探测器难以捕捉报警提示,因此提出采用激光式可燃气体探测器对集气站露天工艺区域区域进行监测。激光式可燃气体探测器能有效解决天然气管道、阀门等部位可能长期存在的微泄漏无法量化监测的难题。检测精度高、超前预警、可视化监测的功能,能够有效提高集气站安全风险管控能力。

基于改进负压波法的海底管道泄漏研究

管道作为油气运输的主要方式之一,自然和人为的因素的破坏会导致油气资源发生泄漏,造成经济损失及环境污染。本文以海上油田的海底管道为研究对象,阐述了负压法检漏技术的基本原理,改进了负压波定位算法,提出并推导了其泄露位置粗区间的计算公式,利用OLGA软件搭建管道泄漏模拟系统,计算了管道的泄漏点,可实现对泄漏点的准确定位,可及时发现海底管道的泄漏风险并进行故障维护。