基于次声波传感的输气管道泄漏监测技术应用研究 .pdfVIP

摘要：基于次声波传感技术日益成熟，已经有管道运行企业将此技术

应用在输气管道泄漏在线监测。通过远程实时监测气管道声音信号，

进行数据分析，判断声音信号变化从而定位报警气体泄漏。本文根据

应用的次声波输气管道泄漏监测技术进行综合分析，提出：①几方基于

次声波传感的监测技术，安装设置和工艺要求基本一致;②在一定压力

下对于中间无工艺改变的直连管段有效监测距离可达50km;③在一

定压力环境下能够监测露天孔径大于3mm的天然气泄放，定位误差

30m左右;④不能表明对裂缝等管道失效能否有效监测，且未对埋地

管道泄漏进行测试，不能明确当管道泄漏被土壤等外部因素干扰是否

能够有效监测;当一段被监测管道相继出现多个失效点，造成泄漏，可能

会出现漏报的情况;⑤信号识别和数据分析是基于能量释放，对微小

渗漏等缓慢释放能量的情况，监测效果较差。

1背景

近年来，随着泄漏监测技术的日益更新，有着多种方法成果应用，比

如负压波法、声波法、光纤测温法等。但是针对天然气管道，这几种

方法应用遇到了诸多问题。首先由于管道输送介质的特性，气体具有

可压缩性，在油管道成熟应用的方法在输气管道应用效果不明显;其

次光纤监测，前提一定要有敷设质量和运维良好的光纤，同时由于光

纤灵敏度高，测温方式存在多种外部干扰，比如天气、农耕浇水等对

监测效果有很大的干扰。声波法，是目前国内比较推崇的方法，特别

是次声波，次声的声波频率很低，在20Hz以下，波长却很长，同时

空气等对其吸收甚小，传播距离比一般的声波、光波和无线电波都要

传得远。目前，国内几家管道运行企业已经应用了基于次声波的输气

管道泄漏监测技术。

2技术原理

2.1定位原理

图1定位原理图

根据多方所采用的输气管道泄漏监测技术，其基本原理，即当管道泄

漏时，在泄漏处将产生能量释放，从而产生次声信号沿着管道内流体

介质向两端传播，安装在管道两端的次声波传感器能够捕获该信号，

通过对信号进行分析处理，从而确定管道是否发生泄漏，并通过计算

泄漏信号到达相邻两个分站的时间差，准确计算出泄漏位置，定位原

理如图1所示。假设泄