油氣管道泄漏檢測方法的研究及應用.pdf

1、管道泄漏檢測技術是保障管道安全生產的重要手段.由于監(jiān)測要求的不斷提高,泄漏檢測方法經歷了從以硬件為主的階段到以軟件為主軟硬結合的發(fā)展過程.近年來,隨著信息技術的快速發(fā)展與現代控制理論的進展,基于SCADA技術的泄漏檢測方法以其較高的性價比、靈活的運用方式獲得了廣泛的應用,尤其在國內,其成為對管道泄漏進行連續(xù)監(jiān)測的主要手段.本文在此基礎上對泄漏檢測及其定位技術進行了深入研究,主要工作如下: 1.研究了互相關原理在管道導波模型中的應

2、用,得到相關系數與管道泄漏位置之間的關系.將狀態(tài)估計理論引入管道信號的處理中,提出利用殘差相關分析檢測管道泄漏的方法.經過大量現場數據的驗證,效果良好. 2.研究了多尺度系統理論,首次提出利用多尺度變換分解管道動態(tài)系統的算法及多尺度相關分析處理方法.利用多尺度相關分析可以在去除高頻噪聲的同時,盡可能地保留泄漏的信息,提高了定位的精度. 3.研究了假設檢驗的原理,分析了似然比檢驗與序貫比檢驗的區(qū)別,運用正態(tài)性檢驗與平穩(wěn)性檢

3、驗對信號進行預處理,提出了一種改進的序貫比檢驗方法檢測管道泄漏.分析了傳統序貫比檢驗的定位方法,提出了一種時間差法定位方案.經過現場應用,該方法大大降低了誤報警率,提高了定位精度. 4.研究了管道的瞬變模型,分析了其數值解法的特征線方法和邊界條件的確定.研究了基于狀態(tài)估計的模型檢漏方法,給出了狀態(tài)轉移矩陣以及噪聲協方差陣的計算結果,并通過仿真計算證明了結果的正確性. 5.研究了希爾伯特一黃變換(HHT)的原理,首次提出利

4、用希爾伯特一黃變換將管道信號分解為多個本征模態(tài)函數的處理方法,分析了包絡條件、篩選終止條件及邊界效應對信號分解的影響.運用該信號變換方法,不僅減少了噪聲的干擾,而且能夠提供更多的信號特征用于分類研究. 6.研究了模糊聚類分析的原理,首次提出利用模糊聚類分析對管道信號進行分類的方法.通過模糊C均值動態(tài)聚類算法得到最優(yōu)分類矩陣和聚類中心.將聚類算法應用于HHT變換后的信號,建立標準類型樣本,并對待檢驗樣本進行了正確的分類,證明了方法