基于小波分析的输油管道泄漏点定位研究

将小波分析方法应用在输油管道的泄漏点检测中,分析了压力波监测基本原理和小波消噪的基本原理;使用小波分析对泄漏时压力波突降点进行捕捉分析,进而确定管道泄漏点的准确位置。分析结果表明,小波分析可以有效地定位泄漏点。     

基于小波包分析的模拟天然气管道泄漏声发射定位

开展了模拟天然气管道泄漏检测与定位研究,研究利用小波包分析技术,首先对声发射信号进行分解,再对衰减的信号在不同频率段内进行有效的补偿,然后对分解的信号进行小波包重构,利用互相关技术计算两个声发射传感器接收到的声发射信号的时差,进而进行声发射源定位。对模拟天然气管道泄漏的声发射信号的处理结果表明该方法能够有效实现管道泄漏检测与泄漏源定位,并且泄漏源的定位精度高,误差〈8%。如能将这一技术改进并实现长距离管道泄漏检测与定位,将具有广阔的应用前景。     

应力波法在输油管道检漏系统中的应用

介绍了应力波法在输油管道泄漏检测系统中的应用。在不法分子凿击输油管道的过程中或输油管道由于自然原因突然发生泄漏时,产生的应力波会沿着管道向两端传播,利用管道两端的传感器采集应力波信号,并进行小波去噪,然后根据应力波到达两个传感器的时间差对冲击激励点进行定位。实验测试与实际运行结果表明,本检测系统定位平均误差小于0．22m,判断准确率高达90％以上,能够较准确检测输油管道的泄源点。     

应用小波变换提取输油管道泄漏突变信号

为减少榆油管道泄漏事故造成的损失,需及时发现泄漏并判断出泄漏的准确位置.依据负压波检测输油管道泄漏的基本原理,分析了压力信号的突变点以及噪声在小波变换下的不同特性,认识到突变信号的小波变换模极大值具有随尺度的增加而增加,而噪声的小波变换模极大值随尺度的增加而减小的特点,因此可以应用小波变换精确地检测到负压波到达输油管道两端传感器的时间差,结合负压波传播速度就可以算出泄漏点位置.针对具体数据给出了计算算例.应用结果表明:小波变换法能准确的提取瞬态负压波的突变值,实现对输油管道的泄漏检测与定位.     

基于EEMD的绝缘子泄漏电流消噪方法

针对绝缘子泄漏电流测量过程中噪声干扰严重、传统消噪方法效果不佳的问题,根据经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的滤波特性,结合泄漏电流的特点,提出了总体经验模态分解(En-semble Empirical Mode Decomposition,EEMD)阈值消噪方法。为评价消噪效果,选择小波消噪作为对比,对仿真和实测泄漏电流进行消噪处理。研究表明,EEMD阈值方法消噪后泄漏电流有效值和三次谐波与基波幅值比都接近真实值,能准确反映泄漏电流特征。同时,EEMD阈值消噪方法具有自适应性,适合污湿和覆冰状况下的泄漏电流消噪处理。     

基于EMD和小波包降噪的压力管道微泄漏源定位研究

为实现对压力管道裂纹微泄漏源的声发射信号降噪处理与准确定位,采用经验模态分解(EMD)和小波包变换相结合的方法对微泄漏源声发射信号进行降噪处理。结果表明,该方法能够很好地解决连续型声发射信号降噪问题。该方法首先对泄漏源声发射信号进行EMD分解,细化泄漏源信号中掺杂的高频背景噪声,然后根据EMD分解产生的各个固有模态函数(IMF)与原信号相关程度确定主要包含泄漏源信号特征的各IMF分量进行EMD重构,并进行小波包降噪,以进一步削弱背景高频噪声的干扰,最后对降噪并重构后的信号进行互相关计算,实现对压力管道微泄漏源的精确定位。     

基于时频峰值滤波的管道泄漏定位算法

针对环境噪声给基于压力波的管道泄漏定位算法带来的负面影响,提出了一种基于时频峰值滤波的压力波噪声抑制方法,并将该滤波算法与基于压力差衰减的定位算法相结合,达到对管道泄漏精准定位的目的。首先,对实际管道泄漏时的压力数据进行功率谱估计,根据其能量分布得到该信号的频率范围。然后,通过采样频率和截止频率确定时频峰值滤波中时频窗的最大值,并进一步分析采用不同时频窗长时噪声的压制效果,根据去噪效果选取适合管道泄漏压力数据的最佳窗长。实际实验证明,结合最佳窗长的时频峰值滤波的去噪效果优于小波变换算法和经验模态分解算法,同时,基于时频峰值滤波的管道泄漏定位算法定位精度也最高。     

基于小波变换的输油管道泄漏定位算法

管道泄漏事故不仅影响生产运行,造成资源浪费,而且还会污染环境,因此采用小波变换法进行管道泄漏检测与定位。提出了泄漏负压波信号传到管道上、下游压力传感器的时间差,通过两信号小波分解最大尺度上的模极大值位置差来计算的方法,这样可以在泄漏定位的同时去除噪声的影响,仿真结果表明,该算法是有效的。     

基于声发射的输油管线破坏点定位方法研究

针对国内油田石油输送管线上频繁的钻孔盗油,且常规互相关检测法定位误差较大的情况,基于声发射信号的传播和改进小波包分解算法,提出了一种钻孔破坏点精确定位方法.根据管道两端声发射(AE)传感器的采样数据,采用改进小波包算法将信号分解到不同的频段,并结合快速傅立叶分析对高、低频的不同情况分别进行处理,再提取能量较丰富的小波包作为特征包进行重构,对特征包的重构信号进行相关分析来确定破坏信号到达两端传感器的延时,进而确定破坏点的位置.实验研究表明该方法可消除小波滤波器组造成的频谱混叠现象,提高了互相关分析定位的准确性,有助于实时检测埋地管线上的钻孔破坏信号.     

大口径输气管道的泄漏检测及去噪

针对大口径输气管道的泄漏问题,研究了次声波泄漏检测技术及次声波信号的去噪方法。首先,以Lighthill方程和FW-H方程描述了输气管道次声波的产生机理,并通过管道两端的传感器接收到次声波信号的时间差来准确定位泄漏点。其次,建立了输气管道FLUENT仿真模型,模拟了发生泄漏时管道内气体的压强与流速分布,发现在模拟泄漏口附近流场出现紊乱现象,形成强烈的漩涡并产生次声波。最后,采集了榆济线实验的次声波信号,通过MATLAB分析计算两种去噪算法的SNR和RMSE,并基于小波变换法编写了管道泄漏声波去噪软件对该次声波信号进行了处理,结果表明小波变换法去噪效果优于傅里叶变换法,将小波变换法用于次声波去噪处理具有良好的效果。     

基于改进CEEMDAN⁃熵方法的管道泄漏工况识别

负压波信号的去噪效果和特征向量的提取是影响输油管道泄漏检测准确性的关键因素。针对当前管道泄漏检测准确性较低的问题,提出了改进的添加成对白噪声的完全集合经验模态分解算法（改进的CEEMDAN）对负压波信号进行预处理,将管道上下游压力传感器测得的负压波信号进行CEEMDAN分解,得到多个固有模态函数（IMF）,并根据双通道传感器的相关系数原则筛选有效IMF分量,提出基于熵的特征向量,计算有效IMF分量的能量熵、峭度熵以及排列熵,并输入支持向量机（SVM）对不同工况进行分类。通过现场数据验证,改进的CEEMDAN⁃熵方法可以有效提高输油管道泄漏检测的准确性,具有一定的现场应用价值。     

基于优化BP网络的液体管道工况识别方法研究

利用环道实验装置模拟实际管道的不同工况,应用小波分析对原始信号降噪,并利用基于核的主成分分析方法（KPCA）提取处理后泄漏信号的时频域特征值,得到神经网络最终输入向量。由于传统BP神经网络在进行工况识别时容易陷入局部极小值,因此利用遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）对BP神经网络进行优化。结果表明,两种优化后的神经网络相较传统BP神经网络具有更强的识别泄漏工况能力。最后从测试准确度和训练时间两个方面,对两种不同优化算法进行对比并提出其不同的适用情况。     

输油管道泄漏检测实验研究

依据负压波法的基本理论,对现有实验环道进行改造,组建基于负压波的管道泄漏检测实验装置,该实验装置由试验环道、信号检测系统和辅助系统组成。并针对管道泄漏诱发的负压波传播到管道泄漏上下游监测点时会使该点压力信号幅值产生瞬态下降这一现象,提出对管道监测点采集的压力信号进行小波变换,并根据小波变换模极大值对应着信号突变点这一理论计算出负压波传播到管道上下游监测点的时间差。在MATLAB6.1软件环境下,以某次实验数据为例进行管道泄漏点定位研究。在计算过程中小波基函数选取为Haar小波,尺度水平为6。实验结果验证了该方法的有效性,从而为准确定位泄漏点提供了基础。     

环空带压井漏点检测技术在深层气田的应用

为了精确识别深层气井多环空带压的井筒泄漏位置,综合采用阵列式噪声、频谱式噪声、电磁探伤及温度测井技术,利用过生产油管的测井方式,对国内X深层气田环空带压典型X1井,开展了漏点检测现场试验。结果表明,该井A、B、C环空均存在泄漏点,地层气通过封隔器、套管螺纹及水泥环上窜导致该井持续环空带压。可见,采用组合测井技术能够通过3层管柱定位深层气井泄漏点,综合多方信息,可精准确定气体泄漏的路径及原因。通过过油管方式检测套管泄漏结果不仅能为环空带压气井治理提供重要依据,同时避免动管柱作业,不影响气井生产,具有一定推广应用前景。     

输油管道泄漏检测中的自适应滤波

管道在输送流体的过程中,由于管道周围介质的扩散、管道摩阻等影响,使得在管道两端测得的压力与流量信号带有很大的噪声,它的存在势必影响管道泄漏的快速检测和漏点的精确定位。因此选用一种合适的滤波技术消除噪声,有着重要的现实意义。介绍了自适应滤波算法消除噪声的方法,在滤波算法中,采用Widrow-Hoff的最小均方误差算法调整滤波器的权系数,以在泄漏实验中采集的压力信号为例,通过计算机编程对它进行离线自适应滤波处理。结果表明,合理的选取算法中的步长和权系数个数,自适应滤波方法可有效地消除信号中的噪声。这为管道泄漏等方面的研究提供了可靠的数据,对其它信号的处理也有一定的借鉴作用。     

一种基于融合算法的管道泄漏信号处理方法

利用环道实验模拟实际管道泄漏工况,验证了小波去噪的实际效果,通过时频联合分析泄漏信号的衰减过程,从两方面阐述了小泄漏不易被发现的原因,并且讨论了现阶段最常用的小波去噪方法处理小泄漏信号的不足。针对上述问题,建立新阈值函数提高小波去噪方法的信号重构精度,并从数学角度分析了新函数的优越性,提出了基于最大信噪比的盲源分离算法,将小波变换与盲源分离相融合,通过分离已知构造信号说明此方法的适用性,验证该融合算法的实际去噪效果和工业应用价值。     

长输油气管道泄漏检测方法概述及实用性分析

随着我国国民经济的迅速发展,石油与天然气作为主要能源的代表,其需求量不断增大,长输油气管道的安全风险问题也备受关注。尤其是,近几年来管道泄漏爆燃事故时有发生,不仅给人民生命安全和财产造成了极大的损失,也给生态环境造成了污染和破坏。因此,将智能、高效的泄漏检测定位方法应用于油气管道及时制止次生灾害的发生显得至关重要。通过分析管道泄漏产生的主要原因,概述了目前常用的几种管道泄漏检测方法,并采用负压波和流量平衡法相结合的方法在原油管道进行泄漏检测实验。结果表明,该方法可以对输油管道泄漏进行实时监测,尤其是微小缓慢的泄漏,同时也可以准确定位泄漏点。     

输气管道泄漏音波与干扰信号特征提取

在总结分析音波泄漏检测特征量提取方法的基础上,利用高压泄漏检测实验装置,分别采集泄漏及各种干扰音波信号,对其进行时域、频域及时频域结合的综合分析,并提取时域、频域及时频域结合的特征量。时域特征量主要有均值、均方根值、峰度、偏度、相关函数及协方差函数,频域特征量主要信号的频谱分析和功率谱密度估计分析,时频联合分析采用短时傅里叶变换来实现。分析结果显示,整体峰度可以用来区分泄漏及干扰信号,信号均值和相关函数、协方差函数可以作为敲击信号的特征,信号波形和均方根值可将压缩机信号区分出来,信号偏度、相关函数及协方差函数可以作为阀门动作的特征量,并且结合频域及时频域特征,可以排除各种外界干扰影响,从而降低音波泄漏检测的误报率。