基于双扭环机制的油气管道小泄漏诊断装置与方法

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成果单位：中国石油大学（北京）

合作方式：自行实施合作开发技术转让技术许可技术入股

所处阶段：概念

关键词：油气管道小泄漏诊断双扭环技术交替采集并行诊断解耦合自组织聚类

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

油气长输管道小泄漏（泄漏量在流量的2.0%以下）引起的损失占比近50%，但现有技术面临小泄漏信号微弱难以捕捉、诊断参数时变性强、信号受噪声影响导致拐点提取困难及定位精度低等问题，严重制约了油气管道的安全监测与及时维护。

解决方案

该成果创新性地提出了“双扭环”技术，通过交替采集机制增强对小泄漏信号的捕捉能力，利用并行诊断与传输诊断证据的方法提高诊断效率。该技术在线“解耦合”多工况数据，采用自组织聚类分析，结合梯度轮次剔除定位算法，实现了对小泄漏点的精确定位。同时，研发了双扭环泄漏监测系统系列软件，集泄漏实时监测、泄漏点准确定位、泄漏量与后果影响区域快速评估等功能于一体，为油气管道的安全运行提供智能预警与实时监测支持。

竞争优势

该技术成果在解决油气管道小泄漏诊断难题上具有显著优势：一是通过“双扭环”机制有效捕捉微弱信号，提高了诊断灵敏度；二是多工况自组织聚类与梯度轮次剔除定位算法，确保了定位精度与诊断效率；三是软件系统集成度高，功能全面，实现了油气管道泄漏的实时监测与智能预警，具有高度的创新性与实用性，有望大幅降低因小泄漏导致的经济损失，提升油气管道的安全管理水平。

成果描述

成果公开日期

20241010

所属产业领域

科学研究和技术服务业

转化现有基础

市场前景广阔，可适用但不限于的工业场景包括：（1）简单架构：一根管道将高压下的商品源连接到低压下的另一个商品源；（2）复杂架构：需要泵或压缩机以增加压力的方式提供额外动力，可包括储罐、储备库、阀门等；（3）复杂管网集成：多个泵站或压缩机站，管道可能会分支、三通，或者联网，管道可以穿越、跨越山脉、海洋的长距离运输等。

转化意向范围

可国（境）内外转让

项目课题来源

北京市昌平区人民政府

摘要

油气长输管道泄漏事故中，因小泄漏（即泄漏量在流量的2.0%以下）引起的损失近50%。国内外石油石化企业都投入大量人力、物力和财力进行研究，但仍有几个难题尚未得到解决：1）小泄漏信号微弱难以捕捉；2）管道输送工艺调整频繁，小泄漏诊断参数时变性强；3）小泄漏信号受噪声影响，拐点提取困难，定位精度低等。该团队创新地提出了“双扭环”技术，该技术通过交替采集、捕捉微弱的小泄漏信号，并行诊断、传输诊断证据，在线“解耦合”和多工况自组织聚类，提出了梯度轮次剔除定位算法，可精确定位泄漏点（如图1所示）。研发了双扭环泄漏监测系统系列软件，能够对油气管道泄漏进行实时安全监测与智能预警，功能包括泄漏实时监测、泄漏点准确定位、泄漏量与后果影响区域快速评估。