摘要：回顾了国内外因管道泄漏造成的重大事故，简述输油管道泄漏的原因及危害。介绍了负压波法、多元SVM检测法、光纤传感技术检测法、压力梯度法、质量平衡法、声波法、压力点分析检测法、滤波器对角化法检测法、谐波小波分析检测法等针对输油管道的泄漏检测方法。提出了管道泄漏检测技术的研究热点和发展方向，认为基于多元SVM管道泄漏检测方法在长输油气管道安全检测中有着良好的应用前景。 关键词：输油管道；泄漏；原因；检测方法；发展；趋势
1 前言
管道泄漏将导致管内压力的突然降低，从而导致输送时间增加、输油量降低、输送效率降低等后果，若不能及时对管道泄漏位置进行检测并修复，将会引起巨大的经济损失和环境污染。由于长输管道大多处于地下，一旦发生泄漏难以发现。因此，管道泄漏在线检测系统的发展变得尤为重要，对管线泄漏进行及时的处理使事件保持在可控范围之内以避免扩大事态影响对我国的能源安全和生态环境建设具有重要意义。本文介绍了国际上常用的管道泄漏检测技术发展情况，并提出了对输油管道泄漏检测技术未来的展望。
2 国内外输油管道泄漏检测系统现状
2.1 负压波法
景区导视牌在众多的泄漏检测和定位方法中，基于负压波（NPW）的方法已广泛用于定位固定运行模式下长距离液体管道的泄漏[6]。该方法根据管道模型的不同采用不同的数学表达式计算沿管道衰减的负压波，并可被用于最小可检测泄漏流量(SDLFR)计算。研究发现，管道内波的速度、进出口压力、仪器精度和噪声等因素对SDLFR的计算过程有较大影响。
当长输管道某一点发生泄漏时，原油在泄漏点流出，造成压力的骤降，在泄漏点临近的原油介质由于压力差而向泄漏处增补，又出现和泄漏点临近地点的压降，此过程依次向管道的上下游传导，从而产生了负压波[7-9]。负压力波的传播速度大致与声速相等。在上、下游分别安装压力传感器，检测压力梯度或压力波的变化可判断是否有泄漏发生。而通过负压力波传到上、下游的时间差进行泄漏定位，并在设置在值班室中的计算机中发出报警。该方法对负荷扰动具有较强的抗干扰能力[10]。在管道公司中所应用的管道泄漏检测系统中，普遍采用负压波法和实时模型相结合的方法对外管道运行状态进行实时检测。
根据负压波的传导原理,有两种不同的泄漏定位方法：一，构造了一种可以迅速采集到负压波前锋抵达压力采集点的波形特征点的微分算法，并通过此种微分算法来进行泄漏的定位；二，把极性相关引入泄漏位置定位技术，运用确定相关函数峰值点的办法来进行泄漏定位[11]冰雕模具。
当管道中某一点发生漏油，压力沿着管壁向上下两站传播。采用负压波法泄漏模型计算过程如下：
图1 采用负压波法泄漏模型计算过程
（1）僧侣鞋
（2）
还春可以得到
（3）
式中，x为泄漏点至上站距离；L为泄漏点至下站距离；t1为压力波自泄漏处传播至上站所需时间；t多肽药物合成2为压力波自泄漏点传播至下站所需时间；a为压力波传播速度。
通过公式可以看出，如果管线发生微小泄漏不足以产生压力波动或者产生的压力波动不能传播至设置在上下站的传感器中，应用负压波法就不可以对漏点定位。
2.2 基于多元的SVM管道泄漏检测方法
由于采用负压波法的管道泄漏检测系统不能识别SCADA系统里人为操作引起的管道出站压力下降，会引起系统误判。例如启停泵操作，开关阀门等。陈志刚等提出了一种基于多元支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的管道泄漏检测方法，此方法通过建立多元的SVM分类器来区别输油管道在输油泵启停和开关干线阀门引起的管道泄漏检测系统误报警。通过收集在输油泵启停、泵运行状态调节和干线开关阀门状态下的出站压力以及进站压力范围样本，建立SVM（多元支持向量机）管道泄漏检测模型，通过采集的样本对建
立的三个SVM进行学习和训练以获取最优函数，达到建立识别模型的目的。在实际长输管道正常运行时，发生泄漏的样本输量较少，因为SVM具有对小样本进行学习的优势，而且具备较好的泛化能力，很多研究人员把 SVM 运用到管道的泄漏检测中。
2.3 基于光纤传感技术的泄漏检测系统
pop油墨
分布式光纤传感器由于其较高的灵敏度和广泛的安全应用而被用于检测管道故障。分布式光纤传感器的工作原理是采用宽带相位产生的载波技术检测声波诱发的相位信号，并利用输出频谱的零频率计算泄漏位置。它在实现物理量测量的同时可以实现信号的传输，而且有着测量精度高、可实现分布式的实时在线监控、信号衰减小、安全可靠、抗电磁干扰和腐蚀能力强等优势。
2.4 压力梯度法
压力梯度法的原理是：原油管道输送理想状态下，管道上各点的压力是线性分布的，即管道压力沿着管道里程线性下降，正常输送过程中某一点出现漏点，此处开始以后的管道沿线压力分布图斜率下降，此点即管道的泄漏点，如下图：
图2 压力随管道变化过程
采用压力梯度法的泄漏检测系统在管道上、下游分别安放两个压力变送器，通过压力变送器传回的压力计算出斜率，若上下游计算出的斜率不同则管道发生了泄漏，并通过分析计算出泄漏位置，此种检测方法缺陷较为明显：定位精度较差，而且管道的压降由于沿线复杂的地势等原因一般不是呈线性变化，在热油管道输送是管线压降随着里程的变化更为复杂。
2.5 质量平衡法
输油管道正常运行时，其流入量和流出量必然一样，当管道入口和出口流量不等时，必然
出现了漏点。此方法只需要在首末站安装流量计即可，计算机通过识别首末站流量计所传出的信号来判断是否发生泄漏，但是应用质量平衡法不能对泄漏进行定位，不能判断出在流量计误差范围之外的泄漏，所以此方法一般不做单独使用，可以和负压波法搭配使用，减小泄漏的误报警率。
2.6 声波法
当管线上某一点发生泄漏时，流体在管线泄漏处发生不规则扰动，产生噪声，声音沿着管壁进行传导并返回至发射点。简而言之，声波法就是利用管线在泄漏处产生的声音作为信号源进行定位，通过设置在站内的传感器接收来自泄漏出的噪音，分析出泄漏的位置和泄漏量。但是由于长输管道途径地点状况繁杂，声音来源种类繁多，并且由于漏点不规则，产生的声音也频率也不同，所以采用声波法定位一般都精度较差，误报警率高，随着技术的发展，声波法一般不再作为常用方法。
3 结束语
针对输油管道的泄漏测定方法有很多，概括起来分两类：基于硬件和基于软件的方法。不
同泄漏检测方法的特点不同，检测系统逐渐向高精度、低误报率发展。目前国内应用最多的泄漏检测技术为负压波法，此项技术应用成本低，针对早期铺设的输油管道改造容易，但精度相对较低，随着输油站场的启停泵、储罐切换、压力波动容易引起误报警。笔者认为，基于多元的SVM管道泄漏检测方法和基于光纤传感技术的泄漏检测系统具有很大发展前景，但是基于光纤传感技术的泄漏检测系统成本较高，在建设管道同时进行铺设光纤，对早期建设的管道改造困难，综合比较下，基于多元SVM管道泄漏检测方法适应性更强，更适合国内现状。
