次声波原油天然气管道泄漏监测系统.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/12/23,#,音波管道泄漏监测系统,ADS3000-PLSD,Pipeline Leak Detecting System Based on,Acoustics,北京中计新业科技发展有限公司,提纲目录,公司介绍,背景形势,产品概述,原理指标,系统结构,案例现场,Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.,北京中计新业科技发展有限公司,北京中计新业科技发展有限公司是一家以管道泄漏监测系统为核心业务，从事相关产品研发、设计、生产、销售的高新技术企业。公司一直致力于石油化工长输管道泄漏监测技术的研究与推广，是一家专业的管道泄漏监测系统供应商。,公司目前开发的音波管道泄漏监测系统，为最先进的第四代管道泄漏监测技术，是我公司完全拥有自主知识产权的产品。此系统具有反应迅速、报警准确、可靠性高等特点，深受用户好评。,概 述,Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.,北京中计新业科技发展有限公司,业 绩,序号,项目名称,用户,备注,1,大港油田集输公司原油外输管道,大港油田集输公司,2,大庆油田采油三厂原油外输管道,大庆油田采油三厂,3,大港石化销售公司成品油外输管道,大港石化销售公司,4,河南油田采油一厂原油外输管道,河南油田采油一厂,5,油气储运公司三化原油外输管道,新疆油田油气储运公司,6,油气储运公司克乌、克独原油外输管道,新疆油田油气储运公司,7,胜利油田孤东采油厂原油外输管道,胜利油田,8,中石化西北分公司塔三联原油外输管道,中石化西北分公司,9,新疆油田管网二期原油外输管道,新疆油田油气储运公司,10,胜利桩西采油厂,74,接转站,-,联合站原油外输管道,胜利油田,11,新疆油田风城稠油外输管道,新疆油田,国内第一条稠油管道,原油项目,序号,项目名称,用户,备注,1,华北油田采油四厂天然气外输管道,华北油田,2,西北分公司气田雅塔,2#,电厂天然气输送管道,中石化西北分公司,3,中石化西北分公司气田雅装车站氢烃、液化气外输管道,中石化西北分公司,4,中石化西北分公司气田雅塔天然气输送管道,中石化西北分公司,5,胜利海洋采油厂海三站中心,2,号平台天然气管道,胜利海洋采油厂,天然气项目,序号,项目名称,用户,备注,1,兰成渝绵,-,彭段成品油管道,中石油管道公司,2,新疆油田风城稠油外输柴油管道,新疆油田,成品油,项目,组织结构,总经理,常务副总,技术总监,财务部,人事部,研发中心,工程部,市场部,Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.,北京中计新业科技发展有限公司,企业精神,新思维,新技术,新事业,经营理念,管道安全卫士,测控科技先锋,人才观,学成于创,行成于思,功成于众,企业价值观,Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.,北京中计新业科技发展有限公司,企业资质,Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.,北京中计新业科技发展有限公司,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,管道泄漏,2011,年蒙大拿粥输油管爆裂,2011,年夏，埃克森美孚石油公司一条穿越蒙大拿州的输油管道突然发生爆裂事故，导致估计有,4.2,万加仑的原油污染了河水涨满的黄石河。（丹佛消息）,2011,年加拿大原油泄漏,2011,年,5,月,4,日，加拿大和平河东北部，石油泄,漏,造成污染。从,4,月,29,日起，经过当地的管道已泄露了原油约,28000,桶，造成森林大面积死亡，并殃及森林中的各种动植物（国际在线）,2010,年墨西哥湾原油泄漏,2010,年,4,月,20,日，英国石油公司租赁的位于墨西哥湾的“深水地平线“钻井平台爆炸起火。在海底,1500,处，原油从破裂的油管喷涌而出。油井自,24,日起漏油不止并引发大规模原油污染。,国内打孔盗油泄漏事故统计,截止,2012,年,10,月底，中石化管道储运分公司所辖管道，年累计打孔盗油,165,次，与去年同期（,159,次）相比，上升,3.77%,发生概率高！损失十分严重！影响范围非常大！,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,背景形势,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,背景形势,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,背景形势,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,产品概述,ADS,型音波管道泄漏监测,系,统,（,Pipeline Leak Detecting System,Based,on Acoustics,，,ADSPLDS,）,是,基于声学原理，在管道两端安装,音波,传感器,，全天候实时接收并监控管道,内,产生,的动态音波信号。系统通过信号,处,理,，消除管道的背景噪声和已知干扰,信,号,，然后利用人工智能技术和相关算法,，,分析,两端传感器接收的有效,信号,，,确定,是否,发生泄漏；最后根据音波信号,到达,管道,两端的时间差，计算出发生泄漏,的,位置,。,我公司一直致力于管道安全监测系统,的研发,和工程实践。通过多年来的积累,和努力,，,ADS-PLDS,系统的硬件配置、软件优化和算法效能等各个方面的性能稳步提升。目前该系统已经更新至第四代，具备适应多种环境、多种要求和综合评估管道运行安全的能力。,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,产品特点,系统特性,泄漏位置精确定位,泄漏报警快速准确,泄漏信号动态响应,报警定位全自动化,无损检测适应性好,组件部署方便扩展,定制嵌入方便部署,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,产品特点,系统指标,ADS-PLDS,国外统计法,负压波法,漏报率,有效距离内,1%,有效距离内,5%,10%,以上,灵敏度,0.5%,0.5%,压力平稳灵敏度可达,2%,误报率,1%,5%,靠降低灵敏度减少误报，靠人工识别泄漏,定位误差,100,米，自动定位,1000,米,无自动定位指标，靠人工定位,响应时间,03,分钟内报警,2040,分钟内报警,3,分钟以上报警,系统模式,全自动监测系统,全自动监测系统,人工监测系统,适用环境,适应多种复杂管道环境,适应多种管道环境,适应少数简单管道环境,抗干扰,物理抗干扰,+,信号滤波,依赖人工经验和工况,信号滤波,优势对比,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,广泛的适应性,各种输送介质,各种地理环境,各种通信方式,3000,多公里,/59,套,工业应用,原油管线泄漏检测,成品油管线泄漏检测,天然气管线泄漏检测,氢烃管线泄漏检测,稠油管线泄漏检测,浅海海底管道泄漏检测,沙漠戈壁管道泄漏检测,内地平原管道泄漏检测,内地水网管道泄漏检测,丘陵地带管道泄漏检测,ether net,通信,Inter net,通信,类型,卫星通信,无线网桥,无线电台,其他通信,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,发展历程,2003,年音波泄漏监测诞生,验证泄漏引发次声信号机理,低频传感器研制成功,次生音波信号采集分析成功,研发完成，正式推广,2005,年工业应用获得认可,在线监测功能齐备,在线分析功能实现工业应用,大规模工业应用,2007,年获得国家专利,系统功能全面优化,分析算法更加完善,获得国家发明专利，专利号：,200710097721.9,2011,年向智能化发展,优化系统架构,智能分析算法,人机交互体验优化,2012,年,2,月获得版权认证,相关软件取得国家版权局的软件著作权登记证书，受国家版权保护。,2012,年,9,月获得软件产品认证,中心调度软件通过已通过中国软件评测中心的测试。,获得北京市软件产品认证,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,产品认证,图,1,新疆某管道泄漏报警图,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,评估体系,1,、音波信号,ADSPLDS,接收到音波信号后，消除掉管道的背景噪声并抑制管道操作过程中产生的干扰；然后利用模式识别和人工智能技术，实时甄别和分析音波信号（图,1,），确定是否发生泄漏；最后根据音波信号,到达管道两端音波管道泄漏监测仪的时间差，,计算出发生泄漏的具体位置。,2,、管道参数,系统具备收集管道的压力、流量值,等,，作为泄漏,监测的辅助评估参数。采用这种方式对于腐蚀,穿孔等缓慢泄漏的发现和判断，具有很好的效,果。同时，防止管道上的偶然低频声源造成的,误报。,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术原理,1,、,物理原理,在泄漏的瞬间，管道压力平衡被打破，造成管道内流体弹性力量的释放，此时引起瞬时,音波振荡,。在管道中，音波从破裂的泄漏点，沿着管道流体以音速向两侧扩张，音波管道泄漏监测仪安装在管道的两端，,24,小时实时接收并监控管道内音波信号，音波管道泄漏监测系统通过音波信号处理，消除管道的背景噪声并抑制管道操作过程中产生的干扰；然后利用模式识别和人工智能技术，实时识别甄别和分析音波信号，确定是否发生泄漏；最后根据音波信号到达管道两端音波管道泄漏监测仪的时间差，进一步计算出发生泄漏的具体位置。,音波振荡,次声波：,频率,低于,20Hz,的声波，叫做次声波,。它,可传播至极远处而能量衰减很小，,10Hz,以下的次声波可以跨山越洋，传播数千千米以远,。,次声波：,频率低,波长长,介质表面传播衰减非常小,传播距离很长,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术原理,2,、,泄漏定位,式中,:,X,为泄漏点距首端音波管道泄漏监测仪的距离，,m,；,L,为管,道全长,m,；,V,为,管输介质,中,音波,的,传播速度，,m/s,；,t,为上、下游传感器接收压力波的时间差，,s,.,式中：,K,液体,的体积弹性系数,;,液体,的密度,kg/m3;E,管材,的弹性,;,D,管道,直径,m;e,管壁,厚度,m;C1,与,管道约束条件有关的修正系数,.,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术原理,3,、,关键技术,从,上面可以看出音波法定位原理简单，但在实际应用时需要解决若干技术问题，否则容易误报，不能对泄漏点准确定位。,需要解决的关键问题是,：,泄漏信号捕获,低频动态传感器,10,毫秒高速数据采集,前端定制功放,泄漏信号判断,相关算法,人工神经网络,模式识别,管道中音波波速,介质物理参数,管道几何参数,管道材质参数,接收信号时间差,高精度,GPS,时间同步,高速数据采样,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术原理,4,、,背景噪声抑制,音波,管道泄漏,监测造成误报和漏报的主要原因是背景噪声。背景噪声的,主要,来源为泵站,的机械振动,噪声和,环境噪声,。,ADS-PLDS,背景噪声抑制方案：,硬件,低频传感器，抓重点，排除高频干扰,双传感器数据采集，隔离泵站噪声,动态变化量采集，抓特征，获得高灵敏度,硬件信号滤波，收获高信噪比,软件,信号相关算法，同源信号识别的基础,基于声纹特征的模式识别，保障零漏报,人工智能技术，通过学习降低干扰误报,基于,Duffing,振子的检测算法，解决强背景噪声下微弱泄漏信号检测,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术原理,5,、,灵敏度与误报率的平衡,音波,管道泄漏监测系统需要解决的核心难点是既需要灵敏的检测到由于微小泄漏引起的微弱音波信号，同时也需要区分泄漏引起的音波和管道日常运行中的背景噪声以及操作干扰，避免干扰信号引起的误报警。,辅助参数,通过读入管道输送工况（温度、压力、介质密度、流量数据）来调整泄漏判定灵敏度阀值,信号样本库,以样本库作为人工智能算法学习依据，预测泄漏状态、自动调整参数,泄漏信号样本的发生时间的分布，进行泄漏风险等级划分,数据融合,融合管网状态监测的数据，评估泄漏发现的风险等级。,音波泄漏信号的时域和频域上进行信号融合。,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,技术指标,类 别,可检测泄漏,孔（量）,开阀方式,重复定位误差,(,m,),可检测距离,误报率,(,%,),漏报率,(,%,),原 油,泄漏孔,5,mm,直开,100,站间距,1,1,成品油,泄漏孔,5,mm,直开,100,站间距,1,1,天然气,泄漏量,1%,直开,200,站间距,1,1,监测仪技术,指标,检测,精度指标,工作范围,输出类型,采样频率,防爆标志,环境温度,相对湿度,0,30MPa,RS485,100Hz,Exib,CT4Gb,40,85,40,95,RH,ADS,PLDS,的拓扑结构由三个子系统组成：,SLM,音波泄漏监测仪；,RTU,远程处理终端；,LMC,泄漏监测中心服务站。,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,系统结构,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,系统结构,1,、采集泄漏信号；,2,、信号调理放大；,3,、信号数模转换；,4,、数字信号上传。,SLM,的功能,安装要求,过程连接：,1/2”NPT,安装在靠近围墙管道,应尽量远离噪声源,室外安装有保温,措施,（建议采用电,拌,热）,丁字型管道交汇点安,装检测仪至少距离,30,米,技术指标,耐压范围：,0-10MPa,供电电源：,15V,采样频率：,100Hz,输出类型：,RS485,防爆标志：,ExibCT4Gb,环境温度,：,40,85,相对湿度：,0100%,外壳防护等级：,IP65,接线方法,RS485,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,系统结构,1,、接收并校验音波信号；,2,、接收,GPS,时间，同步信号时间标签；,3,、对信号进行解析，并打包上传；,4,、监视监测仪工作状态，进行故障诊断。,RTU,的功能,技术指标,供电电源：,220V10%,50Hz5%,CPU,：,Intel Atom,TM,处理器,D510 1.66 GHZ,内存,:1G,硬盘,:160G,以上,GPS,接收机精度：,20ns,系统通信接口：,RJ45,、,RS-232,内部通信接口：,RS-485,RS232,安全栅：,LB968,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,系统结构,1,、,ARK,：工业主机,2,、,开关电源：朝阳,3,、,GPS,接收机,；,4,、,防爆安全栅,。,RTU,的,内部结构图,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,系统结构,1,、接收并存储,RTU,数据,2,、分析处理监测数据,3,、检测判断泄漏信号,4,、向用户报警提示泄漏事件,5,、监控整个系统运行状态,LMC,的功能,：,Xeon,以上,内存：以上,硬盘：以上,操作系统：或者,LMC,的,服务最低要求,LMC,的,系统架构,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,应用现场,GPS,天线安装位置,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,应用现场,监测仪装备现场（室内）,Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics,，,ADSPLDS,ADS,型音波管道泄漏监测系统,应用现场,监测仪装备现场（室外）,