油氣管道泄漏檢測(cè)方法的研究及應(yīng)用.pdf

1、管道泄漏檢測(cè)技術(shù)是保障管道安全生產(chǎn)的重要手段.由于監(jiān)測(cè)要求的不斷提高,泄漏檢測(cè)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(guò)程.近年來(lái),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(cè)方法以其較高的性價(jià)比、靈活的運(yùn)用方式獲得了廣泛的應(yīng)用,尤其在國(guó)內(nèi),其成為對(duì)管道泄漏進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的主要手段.本文在此基礎(chǔ)上對(duì)泄漏檢測(cè)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(jì)理論引入管道信號(hào)的處理中,提出利用殘差相關(guān)分析檢測(cè)管道泄漏的方法.經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的驗(yàn)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(dòng)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(shí),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(yàn)的原理,分析了似然比檢驗(yàn)與序貫比檢驗(yàn)的區(qū)別,運(yùn)用正態(tài)性檢驗(yàn)與平穩(wěn)性檢

3、驗(yàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,提出了一種改進(jìn)的序貫比檢驗(yàn)方法檢測(cè)管道泄漏.分析了傳統(tǒng)序貫比檢驗(yàn)的定位方法,提出了一種時(shí)間差法定位方案.經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,該方法大大降低了誤報(bào)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(jì)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(jì)算結(jié)果,并通過(guò)仿真計(jì)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(hào)分解為多個(gè)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(duì)信號(hào)分解的影響.運(yùn)用該信號(hào)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(hào)特征用于分類(lèi)研究. 6.研究了模糊聚類(lèi)分析的原理,首次提出利用模糊聚類(lèi)分析對(duì)管道信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)的方法.通過(guò)模糊C均值動(dòng)態(tài)聚類(lèi)算法得到最優(yōu)分類(lèi)矩陣和聚類(lèi)中心.將聚類(lèi)算法應(yīng)用于HHT變換后的信號(hào),建立標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型樣本,并對(duì)待檢驗(yàn)樣本進(jìn)行了正確的分類(lèi),證明了方法