基于小波分析的输油管道多泄漏点故障定位.pdf

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1、石油机械2014年第42卷第9期CHINAPETROLEUMMACHINERY管道工程基于小波分析的输油管道多泄漏点故障定位雷阳李树荣刘宁(1．福建省计量科学研究院2．中国石油大学(华东)信息与控制工程学院)摘要：针对目前对管道多泄漏点的检测与定位方法很少有人探讨的现状，提出利用小波分析对管道多泄漏点进行故障定位。利用信号的小波模极大值，将压力信号的模极大值与管道故障模型库中所有可能泄漏点的信号模极大值进行比对，通过相似程度确定泄漏点。仿真实例证明提出的方法能准确地对管道多泄漏点故障进行检测与定位，提高了信号的故障定位精度。关键词：管道泄漏；多泄漏点；小

2、波分析；特征线法；故障定位中图分类号：TE973．6文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．09．027FaultLocationofPipelinewithMultipleLeakPointsBasedonWaveletAnalysisLeiYangLiShurongLiuNing(1．FujianMetrologyInstitute；2．CollegeofInformationandControlEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao)Abstract：I

3、nviewthatfewresearcheshavebeenconductedonthedetectionandlocationmethodsofpipelinewithmultipleleakpoints，thewaveletanalysisisproposedforfaultlocationofpipelinewithmultipleleakpoints．Bycomparingthemaximumpressuresignalmodewiththemaximumsignalmodesofallpossibleleakagepointsinpipe—li

4、nefaultmodellibrary，theleakpointcanbedeterminedbythemaximumsignalmodesimilarity．Thesimulationresultsindicatethattheproposedmethodcouldaccuratelydetectandlocatethefaultsofpipelinewithmultipleleakpointsandimprovestheaccuracyoffaultlocation．Keywords：pipelineleak；multipleleakpoints；w

5、aveletanalysis；characteristicsmethod；faultlocation多4—71，但是对管道多泄漏点的检测与定位方法却0引言少有人探讨。为此，笔者结合已有方法的优缺点对管道多泄漏点进行故障定位。假设管道有2个泄漏管道运输中由于管道材料的腐蚀老化以及人为点，首先根据管道内液体瞬态流动的基本方程，附破坏等闽素造成管道泄漏事故频繁发生。及早发现加两端以及泄漏点的边界条件，仿真在不同位置发并了解泄漏点可能的位置有助于采取相应的补救方生泄漏时管道上游的压力信号曲线。利用信号的小案。1984年，Isermann提出将输入、输出流量波模极

6、大值，将压力信号与所有可能泄漏点对应的和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测压力信号进行比对，以找到该信号对应的泄漏点。方法。这种方法的优点是能有效地检测出较小的泄漏，缺点是计算量较大，实时陛差。2003年，Ferra—1管道瞬态流动方程及其求解nte等提出了小波分析方法j，利用小波分析对管道的压力信号进行奇异性分析，由此来检测泄漏。假设管道内液体流动是一维的，忽略对流和管目前，对管道单泄漏点的检测与定位方法比较道坡度的影响，管道瞬态流动可用如下方程描基金项目：国家自然科学基金项目“高温高盐油藏聚合物驱提高原油采收率的最优控制方法研究”(60974

7、039)；山东省自然科学基金项臼“油价变化下的聚合物驱提高原油采收率的动态规划方法研究”(ZR2011FM002)。石油机械2014年第42卷第9期述：满足式(6)，如果A点的压力P和流速业+++gsin+p坦：0已知，将式(6)在端点P和之间积分，P点的Ot++P+gⅢ+p—__I0(1)未知量P和可用P和来表示；同样，PB满业Ox+业=足式(7)，如果B点的压力P和流速V已知，将Ot+pJ口OO(、2)x式(7)在端点P和B之间积分，P点的未知量P式中，P和V分别表示管道中心流体的压力和平均和13可用P和。来表示。由此可获得2个含有未流速，。表示流体

8、中的波速，g表示重力加速度，知数的差分方程。D表示管道直径，-厂表示管道摩阻系数