專利名稱：基于h-q特性曲線的管道斷漏定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于泄漏檢測(cè)技術(shù)，涉及一種基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法。
背景技術(shù)：
管道的安全運(yùn)行是管道管理的重要組成部分，在所有危及管道安全的事故中，無(wú) 論是經(jīng)濟(jì)損失還是對(duì)環(huán)境的破壞程度，管道泄漏事故的危害是最大的，而可靠的泄漏檢測(cè) 技術(shù)在管道運(yùn)行管理中顯得尤為重要。由于社會(huì)條件復(fù)雜，人為打孔盜油、第三方施工破 壞、操作失誤、自然災(zāi)害、自然腐蝕等都是形成管道泄漏事故的主要原因，如果泄露后及時(shí) 發(fā)現(xiàn)泄漏并能準(zhǔn)確的確定泄漏位置對(duì)于降低經(jīng)濟(jì)損失，減少對(duì)環(huán)境的污染及其重要。
目前，國(guó)際上管道泄漏檢測(cè)與定位技術(shù)多種多樣，根據(jù)測(cè)量手段和檢測(cè)對(duì)象不同， 大體上可以分為直接和間接檢漏兩種方法。直接檢漏多是利用不同原理的檢測(cè)設(shè)備，直接 對(duì)管線或輸送介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)；間接檢漏則是利用建立系統(tǒng)模型、質(zhì)量守恒等原理，通過(guò)計(jì)算 進(jìn)行泄漏檢測(cè)的方法。國(guó)內(nèi)外具有代表性的管道泄漏檢測(cè)方法主要有人工巡線、管道內(nèi)部 檢測(cè)技術(shù)、管道外部檢測(cè)技術(shù)等。對(duì)于上述三類泄漏檢測(cè)方法都存在著自身缺陷，未能對(duì)各 種復(fù)雜工況下的管道泄漏點(diǎn)做出及時(shí)準(zhǔn)確的定位，誤報(bào)警率較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，對(duì)于在復(fù)雜工 況下運(yùn)行的管道斷漏做出及時(shí)準(zhǔn)確的判斷定位，將管道斷漏造成的危害降到最?。煌瑫r(shí)提 高生產(chǎn)運(yùn)行的安全性、可靠性，使地面各生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗、提高 經(jīng)濟(jì)效益的目的。 本發(fā)明的目的技術(shù)解決方案是基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，其特征
是它的步驟是 A、初始化 1)獲取確定型號(hào)泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q和管路隨著輸量Q的變化特性曲線h-Q ;
2)由步驟1)通過(guò)H-Q特性曲線坐標(biāo)得到揚(yáng)程性能曲線H-Q與管路特性h-Q曲線 圖的交點(diǎn)M; 3)通過(guò)M得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值； 4)存貯管道斷漏點(diǎn)x與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值q或h值的數(shù)據(jù)， 并建立對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)；
B、進(jìn)入監(jiān)測(cè)定位 5)當(dāng)前確定型號(hào)泵和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)M和Q或H坐標(biāo)點(diǎn)是否對(duì)應(yīng)；
6)對(duì)應(yīng)，重新返回步驟5) 7)不對(duì)應(yīng)，獲取管路特性h' -Q曲線與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q的交點(diǎn)M';
8)通過(guò)交點(diǎn)M'得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q1或H1值；
9)由Q1或H1得到數(shù)據(jù)庫(kù)中斷漏點(diǎn)X1 ;
10)顯示或打印斷漏點(diǎn)X1。 所述的步驟4)存貯管道斷漏點(diǎn)X與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值的數(shù) 據(jù)庫(kù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取。 本發(fā)明的技術(shù)效果開(kāi)發(fā)管道斷漏監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控管線運(yùn)行狀況，防止管 線超壓等危險(xiǎn)情況的發(fā)生，提高安全生產(chǎn)能力；對(duì)正常運(yùn)行的工況形成歷史曲線(便于特 殊工況下的對(duì)比)，當(dāng)管線斷漏時(shí)，及時(shí)報(bào)警，計(jì)算斷漏點(diǎn)位置，發(fā)出聲音提示；彈出報(bào)警畫(huà) 面，顯示重要數(shù)據(jù)(如始末時(shí)間、高差、距離等)；并能根據(jù)管線路由曲線圖，用紅色閃爍標(biāo) 志顯示當(dāng)前斷漏點(diǎn)，提供管線距離對(duì)照表以確定報(bào)警具體位置，同時(shí)打印報(bào)警數(shù)據(jù)；計(jì)算漏


下面結(jié)合實(shí)例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q與管路特性h-Q曲線圖。
圖中H-Q-泵的揚(yáng)程性能曲線；h-Q-管路特性曲線；V _Q hc_Q-線變化區(qū)間；h' -Q-在斷漏工況下的某種管路特性曲線；Q。，-最小起輸量 M-正常工作下的曲線交點(diǎn)；M'-在斷漏工況下的曲線交點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q在泵選型確定、轉(zhuǎn)速一定的情況下是一條固定的曲線，在 正常工況下，管路特性h-Q曲線隨著輸量Q的變化而變化(在he, -Q he_Q之間變化)，它 與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q有一交點(diǎn)M。當(dāng)管道發(fā)生斷漏時(shí)，管路特性h-Q曲線的變化超出了 上述變化范圍，監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警，此時(shí)管路特性h' -Q曲線與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q 有一交點(diǎn)M'，監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)自動(dòng)獲取M'所對(duì)應(yīng)的管路特性曲線h、Q參數(shù)值通過(guò)計(jì)算，對(duì) 斷漏點(diǎn)進(jìn)行定位，在管線路由曲線圖上用紅色閃爍標(biāo)志顯示出當(dāng)前泄漏點(diǎn)，同時(shí)打印報(bào)警 數(shù)據(jù)；計(jì)算漏失量。 基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法步驟是
A、初始化 1)獲取確定型號(hào)泵的轉(zhuǎn)速揚(yáng)程曲線H-Q和管路隨著輸量Q的變化特性曲線h-Q ;
2)由步驟1)通過(guò)H-Q特性曲線坐標(biāo)得到揚(yáng)程性能曲線H-Q與管路特性h_Q曲線 圖的交點(diǎn)M; 3)通過(guò)M得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值； 4)存貯管道斷漏點(diǎn)x與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值q或h值的數(shù)據(jù)， 并建立對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)；
B、進(jìn)入監(jiān)測(cè)定位 5)當(dāng)前確定型號(hào)泵和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)M和Q或H坐標(biāo)點(diǎn)是否對(duì)應(yīng)；
6)對(duì)應(yīng)，重新返回步驟5) 7)不對(duì)應(yīng)，獲取管路特性h' _q曲線與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q的交點(diǎn)M';
8)通過(guò)交點(diǎn)M'得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q1或H1值；
9)由Q1或H1得到數(shù)據(jù)庫(kù)中斷漏點(diǎn)X1 ;
——管路特性曲 ;Qc-最大輸量；
5
10)顯示或打印斷漏點(diǎn)X1。 步驟4)存貯管道斷漏點(diǎn)X與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值的數(shù)據(jù)庫(kù)是 通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取。 獲取管路特性h' _q曲線通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到大量數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別、過(guò)濾，提
取有關(guān)泵、管路的特性參數(shù)，自動(dòng)判斷流態(tài)。具體算法是 a計(jì)算雷諾數(shù) t平二 (V2t2)/3 v乂V2 = exp_u (t平-t》
式中&原油的起點(diǎn)溫度、t2_原油的終點(diǎn)溫度t: ;t3取50溫度"
Vl、 v2-溫度在t平、50溫度t:下的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s ;
u-粘溫指數(shù)， 一般取0. 01 w 0. 03， 一般取u = 0. 03 ;
<formula>formula see original document page 6</formula>
Re = 4qv/ Ji d u 式中qv-輸油平均溫度下的原油體積流量(m3/s);
d-管子內(nèi)徑(m) u-輸油平均溫度下的原油運(yùn)動(dòng)粘度(m7s); e-管子相對(duì)粗糙度(m)取e = 0. 1 X 10—3m b流態(tài)確定后，計(jì)算水利坡降 i = 0. 0246 (qvL ,25/d4' 75) 式中h-管道內(nèi)沿程水力摩阻損失(m); d-輸油管道的內(nèi)直徑(m); qv-平均溫度下的原油體積流量(m3/s); v「輸油平均溫度下的原油運(yùn)動(dòng)粘度(m7s); c計(jì)算總壓頭h : 進(jìn)出站摩阻h' = 60m;局部摩阻取5X。 h = 1.05il+h進(jìn)出站摩阻'+(Z2-Z》 式中Zp Z2_起終點(diǎn)高差(m) ;1是管線長(zhǎng)度 經(jīng)過(guò)軟件處理、計(jì)算后繪制出，管路h-Q與泵H-Q總的特性曲線。 在正常輸送過(guò)程中，管路特性h-Q曲線隨著輸量Q的變化在一定的區(qū)域范圍內(nèi)
(管線的最小啟輸量 最大輸量)發(fā)生變化，與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q發(fā)生交點(diǎn)M， M點(diǎn)為
正常工作下的曲線交點(diǎn)。當(dāng)管道發(fā)生斷漏時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)獲取大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn) 行分析、加工、組合，并利用上述數(shù)學(xué)方法和技巧使這些信息轉(zhuǎn)化為具有判斷及預(yù)測(cè)斷漏的
依據(jù)，做出斷漏時(shí)管路特性h-Q曲線，與正常情況下的歷史曲線對(duì)比，已經(jīng)超出了正常輸油
情況下的變化范圍，若變化后它與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q發(fā)生交點(diǎn)M'，通過(guò)管路特性h-Q
曲線M'所對(duì)應(yīng)的h、Q值依托水利計(jì)算公式(達(dá)西公式)，計(jì)算管道斷漏的具體位置。基于
此方法開(kāi)發(fā)管道斷漏監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，對(duì)于管道斷漏實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確定位。
權(quán)利要求
基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，其特征是它的步驟是A、初始化1)獲取確定型號(hào)泵的轉(zhuǎn)速揚(yáng)程曲線H-Q和管路隨著輸量Q的變化特性曲線h-Q；2)由步驟1)通過(guò)H-Q特性曲線坐標(biāo)得到揚(yáng)程性能曲線H-Q與管路特性h-Q曲線圖的交點(diǎn)M；3)通過(guò)M得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值；4)存貯管道斷漏點(diǎn)x與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值q或h值的數(shù)據(jù)，并建立對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)；B、進(jìn)入監(jiān)測(cè)定位5)當(dāng)前確定型號(hào)泵和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)M和Q或H坐標(biāo)點(diǎn)是否對(duì)應(yīng)；6)對(duì)應(yīng)，重新返回步驟5)7)不對(duì)應(yīng)，獲取管路特性h’-Q曲線與泵的揚(yáng)程性能曲線H-Q的交點(diǎn)M′；8)通過(guò)交點(diǎn)M′得到對(duì)應(yīng)的H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q1或H1值；9)由Q1或H1得到數(shù)據(jù)庫(kù)中斷漏點(diǎn)X1；10)顯示或打印斷漏點(diǎn)X1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，其特征是所述的 步驟4)存貯管道斷漏點(diǎn)X與H-Q特性曲線坐標(biāo)的Q或H值的對(duì)應(yīng)值的數(shù)據(jù)庫(kù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn) 獲取。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法其特征是所述的 管路特性h' _q曲線具體算法是a計(jì)算雷諾數(shù) t平二 (1^+21:2)/3 v 乂 v 2 = exp-u (t平-13)式中4原油的起點(diǎn)溫度、t2-原油的終點(diǎn)溫度t: ;t3取50溫度t:v廠溫度在t平、50溫度t:下的運(yùn)動(dòng)粘度，m7s ; u-粘溫指數(shù)， 一般取0. 01 w 0. 03， 一般取u = 0. 03 ;Vl = v2e-"平-t3) Re = 4qv/ 3i d u式中qv-輸油平均溫度下的原油體積流量(mVs); d-管子內(nèi)徑(m)u —輸油平均溫度下的原油運(yùn)動(dòng)粘度(m7s); e_管子相對(duì)粗糙度(m)取e = 0. 1 X 10—3m b流態(tài)確定后，計(jì)算水利坡降 i = 0. 0246(qvL75Vla25/d4.75) 式中h-管道內(nèi)沿程水力摩阻損失(m); d-輸油管道的內(nèi)直徑(m); qv-平均溫度下的原油體積流量(mVs);v「-輸油平均溫度下的原油運(yùn)動(dòng)粘度(m7s); c計(jì)算總壓頭h :進(jìn)出站摩阻h' = 60m;局部摩阻取5X。 h = 1. 05il+h進(jìn)出站摩阻,+(22—4)式中A、Z2-起終點(diǎn)高差(HI) ;1是管線長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明屬于泄漏檢測(cè)技術(shù)，涉及一種基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，基于H-Q特性曲線的管道斷漏定位方法，其特征是它分A、初始化四個(gè)步驟、B、進(jìn)入監(jiān)測(cè)定位六個(gè)四個(gè)步驟完成管道斷漏定位，它對(duì)于在復(fù)雜工況下運(yùn)行的管道斷漏做出及時(shí)準(zhǔn)確的判斷定位，將管道斷漏造成的危害降到最小；同時(shí)提高生產(chǎn)運(yùn)行的安全性、可靠性，使地面各生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
文檔編號(hào)F17D5/02GK101737631SQ20101010524
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者馮宇, 夏政, 姬蕊, 張小龍, 張巧生, 張箭嘯, 楊世海, 林罡, 梁曉寒, 王榮敏 申請(qǐng)人:西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司