【正文】 315 )，單位 kg/(m ℃)???203——20℃時(shí)原油的密度，單位 kg/m20 3由式(214)可見(jiàn)，原油溫度越低，原油密度越大；原油溫度越高，原油密度越小。而原油的主要成分就是烴類(lèi)液體。由下表可以看出烴類(lèi)液體的體積彈性系數(shù)隨著溫度的變化而變化。一下是對(duì)上述提到的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行研究：1． K液體隨著外界壓力的變化，液體的體積也發(fā)生變化即為液體的體積彈性系數(shù)。對(duì)于圓形管道而言，無(wú)因次比值為管道的直徑與管道壁的厚度之比(D/e)。即負(fù)壓波的傳播速度與液體的類(lèi)型和管道的性質(zhì)有關(guān)，而管道壁的材料變形特性以及管道壁的彈性決定了管道的性質(zhì)。?因此，加入溫度這個(gè)參數(shù)，波速的公式可以表示為形式。在一般的負(fù)壓波檢測(cè)定位的方法中，負(fù)壓波在輸油管道中傳播的速度 v 一般被定為常值。 (3)輸油管道進(jìn)行越站、調(diào)閥、調(diào)泵、反輸?shù)炔僮鲿r(shí)，也會(huì)有負(fù)壓波產(chǎn)生，這種負(fù)壓波會(huì)對(duì)管道泄漏引起的負(fù)壓波產(chǎn)生影響。有以下方程： (29)??????uvxLt21將上式代入式(28)，得到了修正之后的負(fù)壓波定位公式：X= (210)vt2)()??通過(guò)對(duì)負(fù)壓波定位公式(210)的分析和對(duì)管道的分析可知，負(fù)壓波法檢測(cè)定位的關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn)：齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7(1)負(fù)壓波在管道中轉(zhuǎn)播的速度的確定。 (27)1整理后得到傳統(tǒng)定位公式： X= (28)2t??L由上式可以看出，利用負(fù)壓波法定位主要是獲取負(fù)壓波傳播到上下游的時(shí)間 t 以?及負(fù)壓波的波速 v。K)T——油品溫度，單位 Kg——重力加速度，單位 m/s 2D——管道內(nèi)徑，單位 mt——時(shí)間變量，單位 sK——熱油管道的總熱傳遞系數(shù)，單位 W/(m k)2V——介質(zhì)流速，單位 m/sT ——地溫，單位 K0x——管道位置變量，單位 m——管道水力摩阻系數(shù)? 負(fù)壓波泄漏檢測(cè)定位原理齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6負(fù)壓波定位原理示意圖 22 如下，設(shè)發(fā)生泄漏時(shí)刻為 t (s)，t (s)，即負(fù)壓波傳播到12管道上、下游傳感器時(shí)，傳感器捕捉到負(fù)壓波到達(dá)時(shí)的時(shí)間；設(shè)管道上下游之間的距離為 L(m)；泄漏點(diǎn)到管道上游的距離 X(m)；負(fù)壓波傳播速度為 v(m/s)。齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5閥室中間站長(zhǎng)跨集輸清管站末站分輸站首站油田處理場(chǎng)煉油廠運(yùn)輸廠干線圖 11 輸油管道系統(tǒng)流程圖輸油管道中油體的流動(dòng)可以當(dāng)做為一元流體流動(dòng)，而流體的流動(dòng)也要滿足能量守恒、質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒等基本規(guī)律。如果管道選址選的好，不僅有利于油的輸送，也有利于油的生產(chǎn)配送安全。在選擇在哪里建造管道，也就是運(yùn)油管道選址時(shí)，不用地方不同地形，不同資源都會(huì)對(duì)管道選址有影響。管道的第二站也就相應(yīng)的和加油站的中間環(huán)節(jié)相對(duì)應(yīng)。對(duì)于用油最多的地方，比如加油站，在加油站用管道的第一站響應(yīng)對(duì)應(yīng)仿效加油站的輸入口。在這一站中，如果有要求有的各個(gè)品質(zhì)，就需要對(duì)油進(jìn)行各種預(yù)處理包括對(duì)油進(jìn)行加溫、加壓后再根據(jù)要求，往各有需求的地方運(yùn)送。第三站是輸油管道最重要的一站，如果在這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故，后果不堪設(shè)想。除去管道的開(kāi)頭和結(jié)尾就是第二站，第二站是第一站的深加工，將第一站運(yùn)來(lái)的油進(jìn)行加壓、加溫處理，這一站對(duì)輸油的設(shè)備有很高要求，需要經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)避免發(fā)生事故影響油的運(yùn)輸，也可以避免造成人身和財(cái)產(chǎn)損失。加油站的輸送設(shè)備對(duì)輸油的速度有很大影響。管道輸送的總流程可以大致分為油田內(nèi)部或油田之間相互輸送、各個(gè)儲(chǔ)油、加工油工廠之間相互輸送、加油站各個(gè)用油廠之間的相互輸送、各個(gè)學(xué)校、工廠政府、企業(yè)之間的相互輸送，輸送管道四通八達(dá)，為成品油輸送渠道提供便利。0 0管道泄漏產(chǎn)生的壓力波水擊壓力波 u 類(lèi)似，壓力值也會(huì)隨著液體流速的瞬時(shí)變化而變化，流速和壓力降的關(guān)系見(jiàn)式(21)：Δp= (21))(20uvgr?式中： ——由于液體流速瞬時(shí)變化引起的壓力變化p?v——負(fù)壓波在該管路中的傳播速度(m/s)r——液體的重度（kgf/m 3）。由于漏油時(shí)管道壓力和壓強(qiáng)的變化劇烈，與普通認(rèn)為無(wú)操作引起的壓力和壓強(qiáng)相差甚大，所以認(rèn)為操作失誤還是管道本身泄露是能被鑒別出來(lái)的。針對(duì)泄漏時(shí)壓力傳播現(xiàn)象的某些特征，可以采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒āＨ绻麑?duì)漏油指標(biāo)處理得好，也會(huì)獲得很好的經(jīng)濟(jì)利益，在發(fā)生漏油事故時(shí)要正確恰當(dāng)處理。保障了人身和財(cái)產(chǎn)損失 [2]。在一些油中傳播的速率可達(dá) 11001300m/s。通過(guò)傳感器的感知只可知道可以測(cè)出指標(biāo)的速率和位置。管道的泄漏指標(biāo)，在外因的影響下，運(yùn)行速度快，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行距離遠(yuǎn)。輸油管道里的原油因?yàn)椴婚g斷性不可能馬上變化速度大小，因?yàn)樵驮跐B漏處與鄰近的周?chē)轿坏膲簭?qiáng)不同引起原油自上游地區(qū)把滲漏區(qū)域補(bǔ)充上，因此又該導(dǎo)致和滲漏地方毗鄰的地方的油密和壓強(qiáng)的下降。4．根據(jù)系統(tǒng)功能要求，設(shè)計(jì)了輸油管道泄漏檢測(cè)的硬件系統(tǒng)，包括傳感器、主控單元和 GPRS 等。2．使用負(fù)壓波泄漏檢測(cè)與定位方法，研究通過(guò)負(fù)壓波定位泄漏點(diǎn)，以及影響負(fù)壓波傳播的原因。較快的響應(yīng)速度和較高的定位精度便是選擇研究負(fù)壓波的原因。這種瞬變的壓力信息通過(guò)管道兩端的壓力傳感器進(jìn)行接收，從而判斷泄漏的發(fā)生。當(dāng)長(zhǎng)輸管道發(fā)生泄漏時(shí)，管道的泄漏會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)外的壓差，使得泄漏處的壓力突降，由于壓差的存在，泄漏處周?chē)囊后w會(huì)向泄漏處補(bǔ)充，負(fù)壓波因此產(chǎn)生。從九幾年開(kāi)始我國(guó)長(zhǎng)距離的輸油管道檢測(cè)系統(tǒng)的研究已經(jīng)有一定的發(fā)展，在最近幾年有了突破性的進(jìn)展。而且，大多沒(méi)有安裝泄漏自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，主要的檢測(cè)方式是人工沿管道巡視，人工讀取管道中的數(shù)據(jù)。應(yīng)用范圍也比較廣 [1]。由SCADA 系統(tǒng)提供的溫度，流量等數(shù)據(jù)，然后在通過(guò)其變化以及壓力點(diǎn)的分析和動(dòng)力模型的方法進(jìn)行檢測(cè)便是軟件方法。當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，會(huì)有液體從管道流出，這時(shí)會(huì)有聲音發(fā)出，液體的物理性質(zhì)決定了聲波在管道中的傳播速度。攜帶氣體采樣器沿著管道進(jìn)行檢測(cè)是氣體采樣的方法。輸油管道檢漏方法主要有：硬件方法和軟件方法。 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容已經(jīng)普片應(yīng)用在國(guó)外。本設(shè)計(jì)在分析現(xiàn)有管道測(cè)量方法的基礎(chǔ)上不破壞管道的完整性，不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，通過(guò)非接觸式對(duì)系統(tǒng)的多個(gè)臨時(shí)部位的壓力檢測(cè)，設(shè)計(jì)出一套輸油管道泄漏檢測(cè)儀。因此，設(shè)計(jì)一套對(duì)石油管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)十分必要。輸油管道停輸?shù)闹饕蚓褪枪艿佬孤?Negative pressure wave。關(guān)鍵詞：定位；泄漏檢測(cè)；負(fù)壓波法；輸油管道齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractPipeline transportation of oil for it’s cheap and convenient has been the main form of oil transport in China. However，because corrosion, as well as vandalism and other factors, the pipeline leakages occurred frequently．At present，there are so many means of localization of leakage．The negative pressure wave method of leak detection and location can work with out establishing a pipeline model，so it has been more widely used．However，the scene environment is plex，and signal acquisition is often attached to a large number of noises．The accuracy of the results is seriously affected by them． is devised a system which bines with Flow balance method sonic leak detection method and negative pressure wave method and is available for the Crude oil gathering pipeline and long distance crude oil pipeline leak also makes the detection of Crude Oil Pipeline of running parameters of temperature, flow, pressure, sound waves e into reality. Thesis analyzes the laws of negative pressure wave propagation，methods of calculating wave velocity and the impacts of temperature on velocity．This design is mainly studied how to extract the pipeline leakage signal， and achieve to put forward the signal in drawing the systematic software and hardware.Key words: Locate。本設(shè)計(jì)首先分析了負(fù)壓波的產(chǎn)生以及傳播，然后分析了負(fù)壓波的計(jì)算以及溫度等因數(shù)對(duì)負(fù)壓波波速的影響。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了這一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)將流量平衡法、音波測(cè)漏法和負(fù)壓波法結(jié)合起來(lái)，適用于原油集輸管線及原油長(zhǎng)輸管線的泄漏檢測(cè)。目前，檢測(cè)輸油管道的方法多鐘多樣，而負(fù)壓波泄漏檢測(cè)和定位方法無(wú)需建立管道模型，只需對(duì)輸油管道壓力信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，因而得到了較為廣泛的應(yīng)用。齊 齊 哈 爾 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 輸油管道泄漏檢測(cè)儀設(shè)計(jì) 學(xué) 院 計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電氣 092 學(xué)生姓名 肖帥 指導(dǎo)教師