浅谈数字化管道建设-胜利油田集输信息中心

胜利油田现有较为重要的联合站外输管道有近40条，全长1000多公里，管道在油田生产中的作用不言而喻，可以说是油田的生命线。因此管道的数字化建设也是数字油田建设的重要内容。
数字管道，实际上就是信息化的管道——建立在 上的虚拟管道。数字管道将有关管道的全部信息，包括管道本身的静态信息和运行的动态信息，并按照地理坐标加以整理，然后构成一个管道的信息集合。这样，生产管理人员就可以快速、完整地掌握管道上任何一点的全方位的信息，从而实现“信息就在手中”。当然，管道的数字化并不是目的，而只是手段，是实现安全、经济、高效输送目标的重要手段。
一、数字化管道的基本概念
数字管道的核心思想有两点：一是通过 络，不分时间和地点地，二是高水平的软件，最大限度地利用信息资源，得出高质量的信息，用于指导生产。
具体来说，数字化管道是由数据采集与控制(SCADA)系统、检漏系统、管道地理信息GIS系统、防腐层状况检测与评价、数学仿真模型、优化运行软件等集成在一起的，覆盖企业操作控制层、经营管理层和决策层等三个层次，充分利用信息技术，实现生产管理的 上共享，业务处理自动化、数据共享信息化，创造最大的经济效益。
1、SCADA系统
数据采集与控制系统（Supervisor Control And Data Acquisition，简称SCADA ）即监测监控及数据采集系统，是基于计算机、通讯和控制技术发展起来的，是数字化管道的基础，目的是实现站库及管道运行工艺参数的自动采集与控制，实现炉泵联锁、水击保护控制，保障安全生产。
数字管道所要的采集的工艺参数应该包括：管道进出站的压力、温度、流量、原油含水、密度，输油泵进出口的压力、温度，阀门状态，输油泵电机的电量参数（包括三相电流、三相电压、电量、有功功率、无功功率），通过这些参数的采集，软件要实时给出两种信息：首先是完整性状况，即有无泄漏发生，有则给出泄漏点的位置；二是输油管道的经济运行状况，如输油单耗、输油效率。

美国能源部（Department of Energy）在一项环境保护项目中，安装了LeakNet系统，并对使用情况做出评估 告 2) 美国加州军方安装LeakNet 系统，并委托第三方公司进行测试 3) 美国加州海上石油钻井平台安装了LeakNet系统，经过性能测试，最终获得内政部土地管理局（Department of the Interior）批准 4) 美国阿拉斯加环境保护局（Alaska Department of Environmental Conservation）授予LeakNet原油传输管道测漏系统行业最先进技术BAT认证 1.）美国能源部（Department of Energy）在一项环境保护项目中，安装了LeakNet系统，并对使用情况做出评估 告 原文翻译：在Bryan Mound地区的原油管道上安装一个高科技的测漏系统，已经提高了其泄漏预防能力。该系统应用了两套相互独立的管道测漏理论，压力点分析法和质量分析法。压力点分析法运用了统计学的算法，通过监测管道中泄漏发生时产生的一个物理现象—拓展波来进行分析。压力点分析法通过计算管道中的质量平衡进行分析，同时需要校准管线油品压缩产生的误差。该系统可以灵敏地检测出低至1.59平方毫米管径的泄漏及0.1%流量的泄漏。该系统的一个标准功能是能够准确地区别正常操作与泄漏事件，消除误 警。 2）美国加州空军基地安装了LeakNet 系统，并委托第三方公司进行测试 以下为该第三方公司对LeakNet测漏系统的认证 告 背景信息：美国加洲水质管理委员会决定颁布一项关于加油站地下储油罐规定（针对大于37.84立方米），该规定要求当管道中燃料不流动时，每小时监测一次管道。要求为，测漏的标准为：泄漏小于11.35升/小时（当压力为0.7千克力/平方厘米时）；或小于36升/小时（当压力为7千克力/平方厘米时）。 由于当地军方也拥有757立方米的燃料储油罐，并委托一家拥有美国联邦局批准的第三方公司对测漏系统进行资格认证，该公司本身已经获得美国环保署EPA测试协议的认证。（所有进行管道测漏的系统都必须通过该第三方公司的认证。） LeakNet 中至今为止唯一通过认证的大容量测漏系统 由美国海军设备工程技术服务中心颁发的证书 测试 告1：燃料输送管道年度测试 管径：203毫米 压力：6.32千克力/平方厘米 长度：744米 状态：静止 容量：20533升 测试结果： 测试1 测试2 规定检测时间（升/小时） 0.9 0.6 EFA实际时间（升/小时） 0.3 0.2 检测时间（秒）： 51 142 泄漏量（升）： 0.011 0.023 灵敏度（百万分之一） 0.6 1.0 测试 告2：燃料输送管道每月测试 管径：203毫米 压力：6.32千克力/平方厘米 长度：2413米 状态：静止 容量：66521升` 测试结果： 测试1 测试2 EFA实际时间（升/小时） 10.8 2.6 检测时间（秒）： 2

a)动态管线监测： ?压力点分析Pressure Point Analysis (PPA)TM ?质量分析法MassPackTM b)静态管线监测：静态压力点分析Static Pressure Point Analysis (PPA)TM c)消除误 ：智能点分析SMARTPOINTTM d)泄漏点定位：LOCATORTM a)Pressure Point Analysis (PPA)TM 压力点分析 PPA方法是通过对泄漏发生前后管道内能量和动量平衡行为（用压力和速度测量表示）进行采集与分析，过滤掉正常操作及噪声信 后，判断泄漏的一种方法。应用范围和案例 运行步骤： ?第一步：发现压力异常变化 ?第二步：滤除噪声，拟合出实际压力变化趋势曲线 ?第三步：对比正常曲线，判断是否发生泄漏 b)MASSPACKTM 质量分析法 质量分析法是对管线中的流体质量的变化进行动态监测一个质量平衡系统。 质量分析法监测一段管线中全部的流进和流出的量。 MASSPACK质量分析统计输入端与输出端的质量总和，以此判断是否发生泄漏。 c)泄漏点定位 当发生泄漏时，漏点的质量损失会产生一个扩展波，以音速沿管道向两端传播。 根据到达两端监测点的时间差，可计算得出漏点的位置。 d)SMARTPOINTTM 智能点分析 智能点分析法是将PPA 和MASSPACK 两种各自独立的数据进行整合及统一分析，利用彼此的互补性来消除误 警。 误 警消除率达100% 

EFA长输管道测漏系统 a)EFA公司简介 ?1975创建，全称Ed Farmer & Associates ?1984年安装第一台测漏系统 ?1990年安装第一台三相测漏系统 ?1990年停止所有业务，集中精力从事测漏软件LeakNet的开发。 b)产品性能 ?历史悠久 自1975年，就开始为石油化工行业提供测漏服务 最全球最专业、最权威且始终如一家的公司 ?专注如一 管道测漏（CPM）是公司唯一的业务 ?覆盖面广 行业内占有率第一位 ?投资少 使用原有仪器 软件无需定制，也无需后续的维护费用 ?性能优越 动态监测：低至0.1%流量的泄漏或1.57毫米孔径的泄漏 静态监测：低至百万分之一（part-per-million） 响应时间：以音速的速度，在数秒至数分钟内触发 警 泄漏定位：静态监测精度为2米；动态监测精度为600米 ?可靠性 采用SMARTPOINT技术，使用压力和流量两种参数互作参考，消除误 警，成功率达100% ?资格认证 LeakNet拥有2项由Alaska州政府颁发的BAT(Best available Technology)证书 唯一一项允许在北极使用的BAT技术 静态管道的应用是依据美国联邦EPA协议，由第三方公司认证通过的 ?操作简单 无论是工程师或操作工，都能轻易的理解并使用 ?应用广 同时监测多种油品，包括气体、液体及多相混合 

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