气井环空液面下泄漏声场模拟

气井油套管环空液面下泄漏声波的产生及传播机理一直备受关注。为研究液面下泄漏声波声源特性,建立了井下油套管环空泄漏物理模型,联合STAR-CCM+软件对环空液面下气体泄漏状态进行了流场及声场的仿真分析,得到了泄漏流场的压力和相态云图及不同泄漏孔径、泄漏位置和泄漏速度下的声压频率曲线。研究结果表明:随着泄漏速度升高,泄漏气流冲击管壁且液面震荡剧烈,液面下泄漏声源主要以四极子声源为主;液面上泄漏声源主要由液面震荡破裂及液面下四极子声源共同产生,泄漏声波能量的主要频率分布在0~100 Hz区间;在单一变量条件下,泄漏声压级随泄漏孔径、泄漏速度及泄漏位置距底部距离的增大而增大。研究结果可为在井口应用声波法检测液面下泄漏奠定理论基础。

基于LabVIEW的供热管道泄漏监测定位系统

为提高对管道泄漏的报警准确率与定位精度,设计了一种基于LabVIEW的管道泄漏实时监测与定位系统。该系统通过水听器配合RTU实现对管道声信号的高频采集,同时利用ADAM-4520模块采集管道温度、压力数据;基于LabVIEW软件完成协议解析、波形显示、数据管理,并通过调用MATLAB Script对信号进行CEEMDAN分解与重构,然后提取特征,利用PNN神经网络进行故障或干扰类别分类;将重构后的声信号进行互相关计算,实现泄漏点定位。最后,通过管道泄漏监测实验对系统进行综合验证。实验表明:所设计的系统能够准确识别管道运行工况,有效提高了系统的泄漏点定位精度,同时具有良好的交互性和较高的工程应用价值。

埋地管道漏损检测的声传播特性研究

地下管道漏损的准确定位问题一直是困扰世界范围内供水系统和市政建设的难题。管道漏损不仅会浪费大量的资源,而且还会造成严重的事故以及环境污染。针对埋地管道这样一个典型的土-管-液三相耦合问题,将管道周围土壤做弹性体考虑,对弹性介质中充液管道的声传播特性进行了解析研究。推导了低频域周向波数n=0的轴对称管道振动耦合方程,通过数值方法分别得到了流体波(s=1)和壳体压缩波(s=2)的复波数解。结果显示,管外土介质会使管道流体波波数减少(也即加快波的传播速度),而对壳体压缩波的传播影响较小。由于管-土作用产生的能量辐射,在整个研究频段s=1波和s=2波都有较大的衰减。研究结果可为埋地管道漏损的精确检测提供理论支持。

炉内多排换热器管阵列声传播特性数值研究

基于对炉内单排和双排换热器管阵列声传播特性的研究,分析多排管阵列对声波的反射、透射和衍射机理,利用数学推理方法和迭代过程给出了计算炉内多排管阵列声透射与反射系数的数学模型,研究多排换热器管阵列的声透射特性,揭示了炉内多排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管排数和管阵列结构参数的变化关系,并在炉内实际温度下对声透射系数进行数值计算,为锅炉管道泄漏检测技术和声波除灰技术提供了理论依据。

炉内双排换热器管阵列声传播特性的数值研究

根据炉内单排换热器管阵列声传播特性的研究,利用Twersky声散射理论和光学法布里-珀罗干涉原理,研究双排换热器管阵列的声传播特性,分析了双排管阵列对声波的反射、透射和衍射机制,给出了计算炉内双排管阵列声透射与反射系数的数学模型,计算了炉内双排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管阵列横向与纵向节距等参数变化的关系曲线,以及传输泄漏声辐射信号时的聋带和聪带的分布特征,指出双排管阵列对声波的截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关,并在炉内实际环境参数下对声传播特性进行了数值计算,为研究多排管阵列的声传播特性提供了方法,也为利用管阵列透射声谱判断管道泄漏口发生在管排阵列中的位置提供了依据。

声波在锅炉换热器管阵列中的传播特性研究

基于对炉内单排和双排换热器管阵列声传播特性的研究基础,分析多排管阵列对声波的反射、透射和衍射机理;利用数学推理方法和迭代过程给出计算炉内多排管阵列声透射与反射系数的数学模型,研究多排换热器管阵列的声透射特性,揭示炉内多排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管排数和管阵列结构参数的变化关系;并在炉内实际温度下对声透射系数进行数值计算,为锅炉管道泄漏检测技术提供理论依据.

基于音波的复杂环境泄漏点检测算法

基于声学原理开发出一套泄漏信号检测算法,提出使用函数拟合方法寻找音波起始点,计算音波在管路介质中的船舶时间差判断泄漏点。经过单管道及"目"型管道的试验验证,最大误差为3个采样点间隔,平均为0. 8个采样点间隔。

油气管道声波法测漏技术

国内外较为广泛应用的管道测漏技术主要为负压波法和新声波法,在介绍声波法原理及发展趋势的基础上,对新声波法测漏技术的原理、系统配置、技术指标、关键技术、现场测漏试验及应注意的问题进行了分析,为国内管道测漏系统的开发提供了技术依据。

基于超声波声速的流体管道泄漏点定位方法

针对采用负压波法进行流体管道泄漏点定位时,泄漏声波到达管道首末站时间差不易准确获取,造成泄漏点定位误差较大的问题,提出了一种基于声速差值的流体管道泄漏点定位无损检测方法.该方法依据流体管道瞬变流动的运动方程和连续性方程,建立泄漏点位置与流体管道首末站超声波声速改变量之间的数学关系式,改进了负压波的泄漏点定位计算方法,使泄漏点定位只与管道首末站超声波声速变化值有关,与负压波法的延估计无关.现场实验表明,该方法的流体管道泄漏点的定位误差最小达到0.245%.

液压支架泄漏无损伤检测方法

根据支架泄漏产生高频声波的原理,开发了基于计算机系统的液压支架泄漏检测系统,利用该系统可以接收高频声波来进行泄漏检测和泄漏定位。液压支架泄漏检测系统现场实践表明:该系统的误报和漏报现象较少,不但可以检测支架内部泄漏问题,还能定位泄漏故障部位。通过支架泄漏无损检测,提高了工作面液压支架的管理水平,同时也提高了支架与顶板围岩受力观测的准确性。