油氣管道泄漏檢測方法的研究及應(yīng)用.pdf

1、管道泄漏檢測技術(shù)是保障管道安全生產(chǎn)的重要手段.由于監(jiān)測要求的不斷提高,泄漏檢測方法經(jīng)歷了從以硬件為主的階段到以軟件為主軟硬結(jié)合的發(fā)展過程.近年來,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展與現(xiàn)代控制理論的進(jìn)展,基于SCADA技術(shù)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(yīng)用,尤其在國內(nèi),其成為對管道泄漏進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的主要手段.本文在此基礎(chǔ)上對泄漏檢測及其定位技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要工作如下: 1.研究了互相關(guān)原理在管道導(dǎo)波模型中的應(yīng)

2、用,得到相關(guān)系數(shù)與管道泄漏位置之間的關(guān)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(guān)分析檢測管道泄漏的方法.經(jīng)過大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的驗證,效果良好. 2.研究了多尺度系統(tǒng)理論,首次提出利用多尺度變換分解管道動態(tài)系統(tǒng)的算法及多尺度相關(guān)分析處理方法.利用多尺度相關(guān)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(shè)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(jìn)行預(yù)處理,提出了一種改進(jìn)的序貫比檢驗方法檢測管道泄漏.分析了傳統(tǒng)序貫比檢驗的定位方法,提出了一種時間差法定位方案.經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)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(shù)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(zhuǎn)移矩陣以及噪聲協(xié)方差陣的計算結(jié)果,并通過仿真計算證明了結(jié)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(shù)的處理方法,分析了包絡(luò)條件、篩選終止條件及邊界效應(yīng)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(jìn)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(yīng)用于HHT變換后的信號,建立標(biāo)準(zhǔn)類型樣本,并對待檢驗樣本進(jìn)行了正確的分類,證明了方法