iSafe油气管道泄漏在线监测系统解决专项方案.doc

iSafe油气管道泄漏在线监测系统处理方案
一、概述
1.1 中国油气管道现实状况
中国油气管道建设一直以突飞猛进速度增加。新中国成立伊始，中国油气管道几乎一片空白，中国油气管道总长度还不到3万千米，但截至4月，油气管道总长度已达近14万公里，油气管网是能源输送大动脉。过去，中国油气管网建设加速推进，覆盖全国油气管网初步形成，东北、西北、西南和海上四大油气通道战略布局基础完成。频发事故和不停上升伤亡数字，也成为伴伴随中国油气管道行业高速发展阴影。，中原油田输气管道发生恶性爆炸事故，造成15人死亡、56人受伤；，大庆市天然气管道腐蚀穿孔，发生天然气泄漏爆炸，造成6人死亡、5人受伤；，四川省泸州市发生天然气管道爆炸，5人死亡、35人受伤；，四川省仁寿县富加输气站进站管道发生爆炸，造成10人死亡、3人重伤、47人轻伤。11月22日青岛黄岛区，中石化输油储运企业潍坊分企业输油管线破裂后发生爆炸，造成62人遇难。多发管道事故尤其是部分重大油气泄漏、火灾爆炸等恶性事故对人身安全、自然环境造成了巨大危害。
1.2 国家和政府要求
自底开展油气输送管道安全隐患专题排查整改以来，各地域、各相关部门和单位协同行动、共同努力，取得了主动进展，全国共排查出油气输送管道占压、安全距离不足、不满足安全要求交叉穿越等安全隐患近3万处。9月，国务院安委会公布相关深入开展油气输送管道隐患整改攻坚战通知，要求完善油气输送管道保护和安全运行等法律法规、标准规范、安全生产监管体系和应急体系建设。
1.3 系统建设目标
管道完整性和安全运行关键性和必需性显得尤为突出。为确保管道安全运行，消除事故隐患，保护环境，迫切需要对油气管道建设可靠泄漏监测系统。用音波法、负压波法、质量平衡法融合一起管道泄漏监测系统对压力管道进行泄漏监测是现在最优异、最可靠泄漏监测技术。iSafe管道泄漏监测系统采取音波法、负压波法、质量平衡法三种方法融合管道泄漏监测技术，能正确快速发觉泄漏并确定油气管道泄漏位置。
二、技术方案
2.1 现有管道管理及技术手段分析
国外从20世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。中国管道泄漏技术研究起步较晚，但发展很快。
现在，中国现有泄漏检测方法从最早人工沿管路分段巡视检漏发展到较复杂利用计算机软件和硬件相结合方法；从陆地管道检测技术发展到海底检测。其中，依据测量分析媒介不一样可分为直接检测法和间接检测法。直接检测法指直接用测量装置对管线周围介质进行测量，判定有没有泄漏产生。关键有直接观察法，气体法，清管器法。间接检测法是依据泄漏引发管道流量、压力等参数及声、光、电等方面改变进行泄漏检测。关键有水压、气压检测法，质量、体积平衡法，压力点分析法，负压波检测法、音波法等。伴随世界各国管道建设快速发展，管道泄漏监测技术也伴随发展几十年。从油气管道泄漏监测历史来看，国外早期监测技术手段大多采取压力点分析法，负压波检测法，光学检测法，声发射技术法，动态模拟法，统计检测法等方法。
现在泄漏监测和定位手段是多学科多技术集成，尤其是伴随传感器技术、模式识别技术、通信技术、信号处理技术和模糊逻辑、神经网络、教授系统等人工智能技术等发展，为泄漏检测定位方法带来了新活力，可对诸如流量、压力、温度、密度、粘度等管道和流体信息进行采集和处理，经过建立数学模型或经过信号处理，或经过神经网络模式分类、或经过模糊理论对检测区域或信号进行模糊划分，从而提取故障特征等基于知识方法进行检测和定位。将建立管道数学模型和某种信号处理方法相结合、将管外检测技术和管内检测技术相结合、将智能方法引入监测和定位技术实现智能检测、机器人检测和定位等作为研究方向。依据管道泄漏监测检测技术特点，油气管道泄漏监测技术应用以负压波法、音波法、质量平衡法为主有条件地域，还可采取人工巡检相结合方法。多个检漏方法配合使用，相互补充，组成可靠性和经济性均得到综合优化检漏系统，可使管道泄漏得到很好控制。
2.2 iSafe管道泄漏监测系统技术原理
管道泄漏是一个瞬态改变过程，泄漏瞬间将产生多种频率声波信号。频率小于10Hz音波信号含有频率低、波长长、穿透力强和传输衰减小特点，适适用于管道泄漏监测。低频音波在海洋里传输数千公里距离后仍可被有效监测到。管道泄漏产生音波信号在系统中显示图1.1。

图1.1管道泄漏产生音波信号
音波法、负压波法、质量平衡法三种方法结合管道泄漏监测系统含有灵敏度高、误报率低、定位精度高等优点。其工作原理是：当管线发生泄漏事故时，泄漏点处产生音波/压力波沿管道向上、下游传输，利用管段上下游安装音波传感器阵列/压力传感器检测到音波/压力波抵达时间差和声波在管道中传输速度，能够确定泄漏点位置。具体实现包含，传感器接收到管内音波信号经过电缆传给ACU（Acoustic Controller Unit，声学监控终端）或压力信号传给RTU，ACU/RTU将模拟音波信号转换为数字信号，经过时间同时、噪声抑制、干扰抵消和模拟识别等处理，判定是否出现泄漏，并确定接收到泄漏音波信号时刻。ACU/RTU将经过网络将泄漏监测状态信息传输给泄漏监测服务器，泄漏监测服务器依据音波/压力波传输速度、管段信息及管段两端传感器接收到泄漏音波时间差，计算泄漏位置。
2.3 管道泄漏监测系统中国外产品对比分析
现在管道安全测漏关键竞争对手包含，国外如美国休斯敦声学系统企业ASI，基于次声波法WaveAlert系统，是利用管道两端安装次声波传感器对管道泄漏瞬间流体高速流出发出次声波信号进行实时监测来定位泄漏发生位置。英国壳牌企业研发ATMOS Pine管道泄漏检测系统是基于统计分析原理，利用SCADA系统提供流量、压力、温度等数据，经过流量或压力改变、质量或体积平衡、动力模型和压力点分析，利用优化序列分析法来检测泄漏。澳大利亚Future Fiber Technologies企业(FFT)开发和研制光纤管道安全防御系统(FFT Secure Pipe TM)利用油气管道同沟铺设通讯光纤实时地采集来自管道周围10米范围内、对管道组成威胁行为所产生各类震动，位移，监测管道运行情况。但国外产品价格昂贵，而且当地化技术支持和维护服务全部存在很大问题。
现在中国油田长距离输油管道大全部没有安装泄漏自动检测系统，关键靠人工沿管线巡视，管线运行数据靠人工读取，这种情况对管道安全运行很不利。中国长距离输油管道泄漏监测技术研究从九十年代开始已经有相关报道，但只是近几年才真正取得突破，在生产中发挥作用。清华大学自动化系、天津大学精密仪器学院、北京大学、西南石油大学、中国计量院等全部在这首先做过研究。中国企业有华北油田新贝达企业、北京昊科航企业、东营五色石测漏技术等。但中国研究机构和中国企业测漏产品基础上全部是采取基于压力波（负压波）法管道泄漏监测系统或是流量检测法。负压波系统检测灵敏度低，而且无法用于气体管道测漏。流量法系统只能初略判定是否泄漏，无法定位。另外还有部分中国企业利用光纤震动和温度改变对管道进行预警，像中石油管道通信电力工程总企业自主研发“光纤管道安全预警系统”，能够应用于已铺设光纤新管线，而对于老管线来说需要重新铺设光纤，造价昂贵。
2.4 iSafe管道泄漏监测系统优势和特点
iSafe管道泄漏监测系统综合了音波法、负压波法、质量平衡法等多个管道泄漏监测技术优势，深入提升了发觉油气管道泄漏速度和对管道泄漏位置判定正确度。iSafe管道泄漏监测综合方案发挥质量平衡法综累计算判定泄漏量优点，经过负压波、音波法填补质量平衡法响应时间慢、不能正确定位缺点，提升整个系统灵敏性、正确性、可靠性和鲁棒性。同时，经过负压波、音波法对多种检测参数进行综合判定，从而达成负压波法填补音波法对于很缓慢泄漏不易检测缺点；同时，音波法填补负压波法瞬时泄漏不易识别和轻易同其它非泄漏原因引发压力下降相混淆不足。最终实现泄漏监测报警系统含有响应时间短、灵敏度高（0.5%流量）、误报率低、定位正确、避免漏而不报特点。iSafe管道泄漏监测系统推广和应用，必将大大提升管道泄漏监测性能和质量，为管道安全运行提供强有力保障。
依据中国外实践结果，音波法融合负压波法能够监控气体管道、液体管道和多相流管道泄漏，可用于监控地面管道、埋地管道、海底管道和多种复杂管网系统。iSafe管道泄漏监测系统含有以下优点：
Ø 极小泄漏孔径，最小可测泄漏孔径6-20毫米，具体管段参数受对应背景噪声、运行压力等影响；
Ø 最小可测泄漏率0.5~1.5%；
Ø 定位精度高，定位误差小于±100m；
Ø 很低误报率，正常情况下，系统误报率小于30次/年；
Ø 有效作用距离长，系统监控距离可达30~50公里，最长可延长到100公里；
Ø 泄漏报警数据能够在泄漏检测主机上存放最少6个月；
Ø 系统能够对本身工作状态进行自检，能够实时将传感器、GPS等工作状态进行显示；
Ø 设备稳定可靠，在中国多条管道上得到成功应用，含有当地化技术支持和维护。
2.5 总体技术框架
音波以管道内部介质为载体，以声速向两端传输。因为音波信号频率低，传输衰减小，能够实现远距离传输。音波管道泄漏监测仪安装在管道上下游段，捕捉泄漏声波信号，并依据泄漏声波抵达管道首、末端声波管道泄漏监测仪时间差（这个时间差由GPS进行授时），计算出泄漏点具体位置。iSafe管道泄漏监测系统工作原理以下：
Ø 管道泄漏瞬间，输送介质从泄漏点高速流出，将产生高强度音波，次
声波沿管道内介质向两端传输。
Ø ACU经过安装在管段两端传感器接收到音波信号，识别音波信
号，判定管道是否发生泄漏，并经过网络将处理结果传送到服务器。
Ø 泄漏监测服务器进行实时处理，假如管道发生泄漏，泄漏监测服务器利
用管段两端ACU接收音波信号时间差，计算出泄漏发生位置。
负压波法泄漏监测定位计算方法和音波法基础相同，经过计算泄漏信号传输到安装在管段两端传感器（对于负压波为压力变送器，对于音波为音波传感器）时间差，结合信号在流体中传输速度，就能够计算泄漏点位置。定位示意图图2所表示。
传感器
传感器
x
L
管道
泄漏点
t1
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图2 负压波法定位示意图
定位公式：
其中：X –––– 泄漏点距首端测量点距离（m）；
L –––– 管道全长（m）；
a –––– 管输介质中声波传输速度（m/s）；
Dt–––– 接收上、下游传感器信号时间差（s）。
2.6 系统功效框架
iSafe管道泄漏监测系统框图以下所表示。该系统关键设备是ACU和泄漏监测服务器。iSafe管道泄漏监测系统运行需要用户提供计算机通信网络支持。

图2.1 iSafe管道泄漏监测系统原理图
2.6.1 ACU终端（声学监控终端）
iSafe管道泄漏监测系统ACU终端关键功效列表以下：
l 数据采集：iSafe ACU采集音波传感器数据；
l GPS授时：将音波数据和GPS时间进行同时；
l 数据传输：向iSafe服务器传送音波数据；
l 工作状态监控：对音波传感器、GPS及网络状态进行自检；
l 数据存放显示：对音波数据进行存放和显示。
iSafe管道泄漏监测系统ACU终端关键功效是采集音波信号并传输到泄漏监测服务器，安放在站场或阀室、控制室，能够采集管道内流体内传输音波信号，经过信号调理，GPS同时，然后转换成数字信号，经过优异信号处理算法判定该声波信号是否为泄漏信号。ACU终端还含有自检功效，能够实时将传感器、GPS等设备工作情况进行显示。ACU终端包含音波传感器、GPS和信号处理机等部件。

图2.2 iSafe声学监控终端ACU
湿式音波传感器：
iSafe管道泄漏监测系统主传感器采取专用湿式音波传感器。湿式音波传感器灵敏度高，能够将管道中声波信号转换为电流信号，传输给前端处理模块。湿式音波传感器监听范围通常在30~50公里。湿式传感器采取4-20mA标准电流信号进行传输，工作温度为-40~85摄氏度。为确保信号不受到干扰，线缆通常选择2*1.5铠装对绞屏蔽信号电缆，通常，信号电缆长度小于300米。
湿式传感器和压力传感器经典安装方法以下图所表示：

图2.3 湿式音波传感器和压力传感器安装方法
信号调理模块：
经过长距离传输后，管道泄漏产生音波信号衰减较大。信号调理模块将对音波信号进行调理，提取有效音波信号，并传输给ACU，同时对传感器工作状态进行实时监控，一旦出现异常，也会在第一时间将故障信息传输给ACU，确保系统正常工作状态。
GPS：
GPS同时是系统正确定位关键手段，为了确保ACU采集同时性，每个站点全部需要安装GPS来实现同时数据采集，GPS天线需要安装在每个站点ACU室屋顶，无遮挡高处，高于屋顶0.5米以上。经过GPS获取正确时间，便于对各监控节点进行正确时间同时。GPS时间同时设备采取高输出精度GPS接收机（±100ns）来实现。
低功耗ACU：
低功耗ACU安装在管道沿线站场或阀室。并配套蓄电池组和太阳能充电系统、电源线、信号线、GPS馈线、GPS避雷器、浪涌保护器等使用，将现场传感器采集到信号经过ACU运行采集程序，利用采集卡把音波信号转换为数字信号，并经过通信网络传送给泄漏监测服务器，整个ACU采取蓄电池组和太阳能充电系统进行供电，功率5W~10W。低功耗ACU通讯通常采取4G/3G/GPRS方法。

图2.3 低功耗ACU方案
2.6.2 iSafe-RTU终端
iSafe-RTU终端关键功效是实时采集多通道压力信号，并经过Modbus总线或OPC服务将压力数据传输到泄漏监测服务器，安放在站场或阀室、控制室。iSafe-RTU需要经过GPS授时模块进行分布式数据同时。iSafe-RTU终端包含压力传感器、GPS和RTU等部件。
2.6.3 泄漏监测服务器
iSafe管道泄漏监测系统服务器关键功效列表以下：
l 泄漏检测及定位；
l 对音波数据进行接收并实时显示；
l 对音波信号进行实时分析；
l 历史数据分析；
l 配置管道信息；
l 对数据进行存放。
泄漏监测服务器由硬件和软件组成，硬件通常使用高性价比、高稳定性PC服务器，软件是拥有自主知识产权管道泄漏监测软件。
系统硬件要求处理器为至强2.0GHz以上CPU，内存大于4GB，单块硬盘容量大于600GB。
该服务器关键完成将不一样地点ACU数据进行汇聚，系统软件和ACU通信，建立并维护各ACU通讯信道；利用各GPS时钟信号对其发送数据进行正确时间同时。系统软件可从SCADA系统获取流量、压力、在线密度等参数，以深入提升系统可靠性，降低误报率。系统软件处理和识别各ACU音波数据，判定管道是否发生泄漏。依据管网拓扑结构和音波信号抵达各ACU时间差，计算泄漏位置。
系统软件保留各个ACU传送来原始数据和中间数据，方便深入分析处理。管道泄漏发生时间、地点等关键信息保留在数据库中，程序重新开启后泄漏信息仍然保留。
泄漏监测系统软件运行人机界面，人机界面显示管道走向，在管道上显示安装ACU监控节点位置。发生泄漏时，系统发出声音报警，并在管道泄漏位置显示泄漏图标，同时在监控画面泄漏信息栏上标明泄漏时刻、泄漏位置等信息。
系统软件含有自动诊疗功效，能够对断电自开启，通信链路、声波采集、GPS等模块进行自动诊疗、报警、提醒。人机界面可查看系统具体参数，假如系统工作不正常能够发觉犯错部位及原因。
2.6.4 通讯系统
iSafe管道泄漏监测系统使用计算机网络进行通信。ACU音波数据经过通讯网络传送到泄漏监测服务器，监控终端和泄漏监测服务器也经过通讯网络相连接。
iSafe管道泄漏监测系统通常直接使用管道SCADA系统现有通信网络。为确保网络通信可靠性，提议系统通信使用已经有光纤网络。假如管道没有通信网络，需要另购网络设备，经过ADSL\3G等方法组建计算机网络。ACU和服务器之间传送数据已经过加密，能够经过公网传输。另外系统有严格数据完整检验和犯错重传机制，确保每条数据全部正确可靠地传输，在网络环境恶劣情况下能正常工作。
2.7 系统数据框架
2.8 系统集成应用
iSafe管道泄漏监测系统和SCADA系统、人机界面及其它第三方软件采取OPC标准进行通信。
iSafe管道泄漏监测系统能够经过OPC接口从SCADA系统获取压力、温度和流量等数据，以深入提升系统可靠性，降低误报率。
iSafe管道泄漏监测系统经过OPC接口向人机界面软件，如Citect, IFix和Labview等提供系统运行状态，管道泄漏报警灯信息。用户在人机界面多种操作也经过OPC接口传输给iSafe管道泄漏监测系统关键模块。
iSafe管道泄漏监测系统支持经过OPC接口和其它系统进行通信，含有高度灵活性。这些系统包含：三参数法管道泄漏监测系统、模拟仿真系统、管壁声波预警系统、管道光纤预警系统、视频监控系统等。
三、实施方案
3.1 系统布署环境要求
在油气安全泄漏监测系统方案确定后，需要对系统所在安装区域进行现场考察，经过对以往很多项目标现场考察结果来看，通常安装仪器设备区域现场环境全部比较复杂；且每个项目标现场实施和工程方案全部含有唯一性，所以只能关键归纳油气安全泄漏监测系统现场施工方案主体设备安装，主体设备安装包含以下四个关键设备安装。
具体内容以下：
1、ACU安装方案；
2、传感器安装方案；
3、GPS安装方案；
4、泄漏监测服务器安装方案；
经用户确定下列数据和图纸，均为设计基础依据：
1）相关管道基础数据，包含：管道长度、管径、运行压力、流量范围和其它相关数据。
2）相关站场工艺部署图
3）相关站场供电原理图
4）相关站场工艺步骤图
5）相关站场建筑平面部署和电缆敷设图
6）相关站场机柜经典安装示意图
7）相关站场PLC机柜、端子接线图
8）相关站场变送器安装示意图
9）相关站场GPS天线安装示意图
3.2 硬件产品规格说明
3.2.1 声学监控终端ACU主机产品规格以下：
产品名称
iSafe-ACU-Dn（n表示拥有该ACU拥有n通道模拟输入）
系统配置
硬盘500G（可支持双通道传感器连续存放3年数据）
重量
≤19KG
尺寸
长X高X深=432mm X132mmX530mm
供电，功率
交流220VAC，72W
接口
4通道次声波传感器输入端口，4通道状态显示灯，
1电源开关，1xDB15 VGA，2xUSB2.0，2x以太网口。
操作温度
环境空气流通: -5°C ~ 55°C (依据IEC60068-2-1, IEC60068-2-2, IEC60068-2-14)
存放温度
-20°C ~ 80°C
相对湿度
10% ~ 93% (无凝露)
3.2.2 iSafe-RTU终端产品规格以下：
产品名称
iSafe-RTU-Dn（n表示拥有该RTU拥有n通道模拟输入）
物理接口
工业以太网（1个千兆以太网RJ-45插孔）
尺寸
长X高X深=432mm X132mmX530mm
电源
经过iSafe-RTU背板总线，15V
电流消耗
来自背板总线，350mA；
功率损耗，5.3W。
绝缘测试电压
707VDC（型式测试）
设计、尺寸和重量
模块规格为紧凑型模块，单宽带
防护等级
IP20
重量
约350g
尺寸(WxHxD)
35x142x129mm
安装选项
安装在iSafe-RTU机架中
3.2.3 监测服务器主机产品规格以下：
CPU类型
Intel 至强E5-2600 v2
CPU主频
1.8GHz
CPU型号
Xeon E5-2603 v2
主板芯片组
Intel C602
内存
DDR3，8GB
硬盘描述
500GB 3.5英寸 SATA 7200Rpm硬盘
显示器描述
Dell UltraSharp系列高性能显示器
显卡芯片
NVIDIA Quadro NVS310
网卡描述
英特尔82579千兆以太网控制器
3.3 施工和安装要求
3.3.1 ACU安装
ACU安装在主机柜内，主机柜安装在站场设备间。安装位置必需确保无强电、强磁和强腐蚀性设备干扰；（通常安装在各个站点）主机安装场所应干燥、灰尘小、且通风良好；主机安装位置便于馈线、电源线、地线布线；主机安装在室内。安装主机室内不得放置易燃品；室内温度、湿度不能超出主机工作温度、湿度范围。
机柜外型尺寸：能够依据现场业关键求进行选择外形尺寸进行配置，ACU放置于主机柜中而且用螺钉穿过ACU面板刚性固定于主机柜中承重支架上。ACU和机柜防护等级为IP50。主机柜内装ACU，最大功率为80W，电源要求是220V交流电；机柜供电电源线及ACU信号线GPS信号线等通常从地下走暗线.。
下表为ACU正常工作环境：
操作温度
–30–65℃
储存温度
–45–85℃
相对湿度
0–95%，不凝固状态(NonCondensing)
输入电压
220V/50Hz
输入电流（正常状态）
3A&24VDC
ACU设有2个通信网口，2个USB数据接口，一个VGA口一个GPS接口和若干个传感器信号接口系统通信需要1个标准网口，一个备用网口，在现场调试安装中经过通信网口和业主局域网系统相连接并分给ACU一个IP地址。USB数据接口关键用于拷贝数据等。VGA口关键用于现场安装完成以后经过VGA口连接液晶显示器进行各个站点临时调试，GPS接口关键用于连接站点外GPS天线经过GPS受时同时各个站点时间ACU主机附件还包含传感器接线端子、电源接线端子、空气开关、插座、GPS避雷器等。

图1 ACU

系统安装位置及数量：
l ACU安装依据现场管线长度及地形位置进行最优安装设计通常每个站点安装一台ACU。
l ACU连接传感器需要铠装电缆铠装电缆数量及长度需要依据现场来确定，在现场施工中铠装电缆必需埋穿管埋地走暗线。
安装位置：
l ACU安装位置应该选择在传感器周围设备间，该设备间尽可能靠近传感器安装位置。
需要业主配合或协调事项：
l 需要业主找到适宜设备间放置RTU；
l 需要业主在设备间内提供稳定220V交流电，功率能达成上述要求；
l 需要业主在设备间内提供一根可联网网线，并分配一个IP地址；
l 需要业主帮助设备间屏蔽电缆、GPS天线布线、埋地等。
3.3.2 传感器安装
l 低频声波传感器经过引压管安装到主管道。传感器接口包含1/2NPT内螺纹、外螺纹等多个接口形式。传感器和管道之间应设置取样截止阀。低频声波传感器安装要求和安装方法可参考压力变送器安装方法。
l 系统使用传感器常见管道接口为1/2NPT内螺纹，传感器通常在现场安装时候会经过3通来接入管道，通常选择管道上原来装压力表和压力传感器位置进行改装，不过压力表和压力传感器通常是外螺纹M20×1.5,而3通螺纹是1/2NTP所以压力表和一字表之间还要再加M20×1.5转1/2NTP转接头经过3通及转接头后方可正常安装业主仪器仪表和我们音波音波传感器，在安装音波传感器之前需要部署音波传感器信号线，信号线走线为暗线，经过现场地下走线管和走线槽走到我们需要位置地面处信号线在地面处以后经过防爆软管引到音波传感器上，在用信号线连接传感器之前先用万用表测量信号线有没有短路情况等，假如测试正常在信号线不接电情况下安装传感器用凯装电缆外铜丝接传感器壳体，铠装电缆红线接24V正，黑接24V负，（不能接到test正负上）2个传感器安装完成以后联通机箱内部设备，供电，并经过业主索要该站点网络IP地址和一个正常工作网线接口加入局域网检验通电情况下是否全部仪器正常运行，检验完成正常运行后红一联音波泄漏监测站点工程施工安装完成。
下图（2），图（3）为传感器安装图：

图（2）
图（3）为红某项目传感器现场安装图：

图（3）

数量：
l 通常在现场2个站点之间会选择安装4传感器，分别为2个主传感器2个副传感器这么，2个传感器位置通常在大于10米小于50米左右。
安装位置：
需要业主配合或协调事项：
l 需要业主帮助找到主副传感器安装位置；
l 需要业主帮助安装三通及传感器，包含管道开关针型阀、卸下原有压力表或变送器、安装三通、恢复安装原有压力表到三通上、安装湿传感器到三通上，检测安装是否合格；
l 需要业主帮助从传感器出来屏蔽电缆布线、埋地等，帮助屏蔽电缆怎样连接到所对应ACU所在设备间。
l 安装现场必需遵守业主现场安全管理要求，如必需佩戴安全帽，不得使用明火打接电话等等。
3.3.3 GPS安装
GPS天线通常安装在现场最高建筑物屋顶，或安装在无遮挡高处，天线应高出屋顶或地面0.5m以上。以下图（4），图（5）所表示。图（5）为红河油田项目GPS安装位置：
图（4）cad示意图：

图 (4)

图（5）为红河油田项目GPS现场安装图：

图（5）GPS天线安装

l GPS信号线应外加保护套管（镀锌钢管或PVC管，经过膨胀螺栓固定到墙体）。钢管之间采取弯头连接，连接必需可靠能防雨。和GPS天线直接相连钢管或PVC管兼起支架作用，相连处是M25x2外螺纹。GPS天线用长0.2米和8跟1.5米6分带管螺纹镀锌钢管加配套对丝弯头做个GPS支架，用电锤在墙体打孔而且用膨胀螺钉固定GPS及其支架，GPS信号线经过弯头沿着镀锌钢管往下走而且引导信号线经过地下走线抵达机箱处经过航空插头和避雷器连接，（避雷器经过机箱下边接地线导入大地）。
l GPS信号线在进入ACU主机前需要接GPS避雷器，预防GPS遭到雷击而损坏设备。
数量：
l 镀锌钢管数量通常1个GPS天线需要1-3跟1.5m长和转接头若干依据现场环境不一样数量不一样。
安装位置：
l GPS需要安装在站点周围无遮挡空旷地点，通常情况下是安装在设备间墙上高处，GPS天线高处设备间外墙0.5m以上。
需要业主配合或协调事项：
l 需要业主帮助设备间GPS天线布线、埋地等。
3.3.4 泄漏监测服务器安装
泄漏监测主机由硬件和软件组成，硬件通常使用高性价比、高稳定性PC服务器，软件是拥有自主知识产权管道泄漏监测软件。
泄漏监测主机通常安装在控制中心、中心站场或值班室。功率约600W，电源220V/50Hz交流电。泄漏监测主机通信网络支持需要提供一个标准网口，并分配一个固定IP。
图（6）为服务器：

图（6）
数量：
l 总共1台。
安装位置：
l 可在控制中心、中心站场或值班室。
需要业主配合或协调事项：
l 需要业主找到适宜控制中心放置泄漏监测主机；
l 需要业主在设备间内提供稳定220V交流电，功率能达成上述要求；
l 需要业主在设备间内提供一根可联网网线，并分配一个IP地址；
3.3.5 特殊安装要求
为了确保噪音屏蔽效果、提升泄漏监测精度，首站和末站全部分别设置声波传感器阵列，每个阵列含2~4个声波传感器。

走线PVC管
若干

依据现场情况准备
3.3.6 走线要求
3.3.6.1 全部馈线必需根据设计方案（文件）要求布放，要求走线牢靠、美观，不得有交叉、扭曲、裂损情况；多种套管须用同色扎带、胶布进行捆扎、缠绕；PVC须用PVC对接管进行对接。
3.3.6.2 走线用喉箍、扎带和L型馈线座、单/双孔波导卡、隔墙码、PVC管卡码等进行固定。室外走线淮河以北可用喉箍、单/双孔波导卡、隔墙码固定。
3.3.6.3 工程走线裸露部分（除线井内）必需加套白色PVC管，拐弯处用波纹管连接，拐弯波纹管长度小于0.3米。尾纤全部加套波纹管。则由用户提出,同时在设计中必需明确提出,另作说明。
3.3.6.4 加套PVC管馈线在走线架或墙壁垂直走线时，每隔9米必需用扎带把馈线固定于走线架或其它固定件上，以预防馈线因本身重力而引发馈线下堕。
3.3.6.5 垂直走线或必需空中飞线若无法固定，则预先将馈线用扎带或电缆挂钩固定在钢丝绳上，钢丝绳两端用膨胀螺丝、地锚、紧绳卡和调整环拉紧。用户尤其要求时，必需安装专用走线架。(通常现场施工采取地下走线形势)
3.4 实施计划
根据以往项目经验和项目实施通例，iSafe系统实施周期约为18周，时间安排参见下表：
表4.1项目周期
序号
具体工作内容
时间
备注
1
现场考察，具体方案设计：
1. 确定设备选型方案；
2. 传感器安装方案；
3. GPS安装方案；
4. 设备安装方案；
5. 电源供电方案，设备选型；

2周
具体方案包含：
具体设备列表；
传感器走线图；
GPS走线图；
设备走线图；
等内容。
2
设备订货：
1. 主服务器订货（4周）；
2. 进口传感器订货（12周）；
3. GPS模块订货（2周）；
4. 电源设备订货（3周）；
5. 其它辅助设备订货（4周）；

12周
进口传感器需要12周时间
3
系统集成、工厂测试及安装：
1. 分项测试：
1）电源测试
2）设备分项测试；
3）硬件联合测试；
4）软件联合测试；

2. 集成测试：
1）系统集成；
2）系统性能测试；
3）系统连续运行测试；

2周
系统集成在厂家完成；
传感器到货之前，完成电源测试、设备测试、硬件测试、软件测试等内容；
以后完成系统集成测试；
传感器到货这后，完成集成测试，系统连续运行3天以上；
4
现场调试：
1. 现场设备安装及测试（1周）
1）传感器安装；
2）GPS安装；
3）处理终端安装；
4）服务器安装；

2. 系统测试（2周）
1）系统运行测试；
2）实际放油，系统性能测试；
3）系统工作参数优化；

4周

系统实际放油测试，工作参数优化需要时间最少为2周；依据实际情况，该过程可能延长到4周。
5
项目验收，交付使用
1. 实际放油测试；
2. 签署放油测试结果汇报；
3. 系统培训，签署培训汇报；

1周
进行实际放油测试，检测系统性能。
整个项目周期约为21周
3.4.1 现场考察及方案设计
我方将派遣工程师到现场，进行以下工作：
Ø 完成iSafe系统多种设备选型；
Ø 确定管线各项参数。
Ø 确定数据采集处理终端安装（通常安装在站场或阀室）。
Ø 依据管道实际情况确定传感器安装方案。
Ø 依据实际情况确定GPS安装。
Ø 确定泄漏监测定位泄漏监测主机安装。
依据管道基础资料和现场考察结果，我方完成试验原油管道次声波管道泄漏监测定位系统设计。
3.4.2设备订货、生产、集成和测试
在协议签署后我方将立即进行设备采购和系统集成。
系集成完成以后我们将进行全方面软硬件测试，包含模块测试和总体测试，测试过程覆盖系统全部输入和输出。设备将在我方工厂进行48小时连续工作测试。我方确保系统在出厂前是合格可靠稳定。
假如用户对系统提出修改意见，在得到双方书面确定情况下，在设备出厂之前完成修改和测试。
3.4.3系统安装
我方将遵照业主要求指导相关单位或部门进行系统安装。设备运抵现场后，企业将派遣多名工程师指导现场安装：
Ø 安装传感器、ACU、GPS及泄漏监测主机。
Ø 检测传感器是否正常工作。
Ø 检测GPS是否正确工作。
Ø 检测ACU是否正确工作。
Ø 检测通讯系统是否工作正常。
3.4.4现场调试
现场调试我们需要进行以下工作：
Ø 测试系统数据采集、传输、报警、监控、备份等功效是否工作正常。
Ø 组织进行管道泄漏试验，采集管道噪音和模拟泄漏次声波信号。
Ø 依据现场次声波信号调整并优化系统工作参数。
Ø 测试系统实际工作性能。
3.5 系统验收
我方在系统调试完成以后提出验收申请。
业主技术人员按双方约定验收方案安排，在选定模拟泄漏点进行模拟泄漏试验，操作步骤和调试时模拟泄漏操作步骤相同。业主验收人员在监控中心统计iSafe系统监测结果。
双方对监测结果进行评定，并签字确定。
3.5.1验收标准
在设备和系统安装和初步调试完成后，买卖双方将按以下内容或标准进行验收。
1、技术协议书要求全部设备、装置种类、规格型号及数量；
2、相关设备、装置、线缆安装位置和施工工艺设计图纸或方案；
3、本项目方案中要求相关系统声波测漏效能指标。
验收程序：
按验收标准清点交接全部设备、装置种类、规格型号及数量，并由双方代表在验收单上签字；按相关设计图纸或方案验收相关设备、装置、线缆安装位置和施工工艺，并由双方代表在验收单上签字；按项目方案中要求技术指标，对声波测漏系统进行现场测试验收。
3.5.2现场实际排放液体（气体）模拟泄漏测试验收
在现场调试完场后就是验收，为了证实声波测漏系统在一定运行状态下和特定尺寸范围内，能够有效监测泄漏，就需要进行实际泄漏测试。
本项目方案中，将采取流孔板模拟泄漏方法。管道实际泄漏时，一定会立即产生一个漏洞。采取流孔板模拟泄漏方法，就是经过安装固定在管道上流孔板来模拟泄漏。通常地，用于泄漏测试流孔板安装在被检测管道段上游或下游端口，目标在于能够让两个监视点全部能监测到一个很强泄漏信号。测试用引管直径，最少应该是泄漏孔径两倍大小。现场验收目标在于演示一个正在运行声波测漏系统，从而证实此系统完全能够满足技术协议书要求。该测试过程，还能够充足证实系统能够利用最小误报率来确保最大测漏灵敏度。在测试过程中，过滤、极限数据和声音传输速度参数全部将设置为最好状态，方便能够得到最好测试效果。
为了能够正确监测系统泄漏敏感度，最终一次泄漏测试全部将用流孔板来完成。使用流孔板能够确保测试所产生声波信号，更正确地靠近模拟实际泄漏。
泄漏测试步骤：
初始准备：讨论并明确在测试过程中需要人员和外围辅助设备。初步排放液体（气体）模拟泄漏：记述管道上模拟泄漏。调整系统参数以减小误报率，搜集数据来确定管道内最好音速(在确定泄漏位置时候使用)。
最终排放液体（气体）模拟泄漏：
最终测试用来确定系统测漏灵敏度、泄漏点正确定位和系统报警反应时长。
测试准备：
1、落实模拟泄漏硬件，包含流孔板和流孔板控制器或控制阀门。
2、落实在泄漏测试现场，相关人员之间即时通信联络方法。
3、由卖方和卖方组织派出专业工程师，驻于模拟泄漏测试站点，以组织指挥流孔板操作或球阀模拟泄漏。
4、测验过程中，要有具体管道参数和运行参数来确保泄漏测试结果评价。
泄漏测试程序和步骤文件，将发放给负责使用流孔板或进行球阀泄漏测试人员。
当每一个子系统电路连接完成时并达成测试要求条件时，卖方组织专业工程师将开启系统测试。
初步排放液体（气体）模拟泄漏，初步排放液体（气体）模拟泄漏