Research Status of Leakage Detection Technology for Long⁃Distance Oil Pipelines

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2022.04.005

Abstract

Abstract:

With the development of artificial intelligence technology and big data Internet technology, the pipeline leak detection technology is developing in the direction of intelligence. Based on the classification of continuous pipeline leak detection technology and discontinuous pipeline leak detection technology, this paper introduced the principles of various leak detection methods, summarized and analyzed the research status of long?distance oil pipeline leak detection technology at home and abroad. The application of combined oil pipeline leak detection and location technology in long?distance oil pipeline detection was prospected.

Key words: Oil pipeline, Pipeline leakage detection technology, Positioning accuracy

摘要：

随着人工智能技术的发展以及大数据互联网技术的应用，管道泄漏检测技术向智能化的方向发展。将管道泄漏检测技术分为连续性技术和非连续性技术两大类，介绍了多种泄漏检测方法的原理，总结并分析了国内外长输油管道泄漏检测技术的研究现状，对多种检测方法相结合的输油管道泄漏检测与定位技术在长输油管道检测中的应用进行了展望。

关键词: 输油管道, 管道泄漏检测技术, 定位精度

CLC Number:

TE88

Ying Guo, Lijian Yang, Baishun Zhao, He Zhang. Research Status of Leakage Detection Technology for Long⁃Distance Oil Pipelines[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2022, 42(4): 25-31.

郭颖, 杨理践, 赵佰顺, 张贺. 长输油管道泄漏检测技术研究现状[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(4): 25-31.

Figures/Tables 8

References 52

1	高鹏，高振宇，赵赏鑫，等.2020年中国油气管道建设新进展［J］.国际石油经济，2021，29（3）：53⁃60.
2	刘鹏，李玉星，杨昊，等.输气管道泄漏事故衍生灾害后果定量评价方法［J］.油气储运，2021，40（6）：664⁃672.
3	刘欣，刘红伟.长输管道检测技术发展现状［J］.石油工程建设，2013，39（3）：4⁃6.
4	许红，李著信，苏毅，等.管道内检测机器人定位技术研究现状与展望［J］.机床与液压，2013，41（9）：172⁃175.
5	陈潇，吴志鹏，何思宇，等.自适应支撑式管道检测机器人的通过性设计［J］.中南大学学报（自然科学版），2018，49（12）：2953⁃2962.
6	Qi H M，Ye J R，Zhang X H，et al. Wireless tracking and locating system for in⁃pipe robot［J］. Sensors and Actuators：A. Physical，2010，159（1）：117⁃125.
7	Song Z L，Yao J，Hao H D.Design and implementation of video processing controller for pipeline robot based on embedded machine vision［J］. Neural Computing and Applications，2021，34（5）：1⁃12.
8	Yu Y L，Xu Y L，Wang F S，et al.Adsorption control of a pipeline robot based on improved PSO algorithm［J］.Complex & Intelligent Systems，2021，7（4）：1797⁃1803.
9	Medeiros V S，Kubrusly A C，Bertoche R L，et al.Automatic tool with adaptive suspension system for high⁃quality inspection of underwater risers［J］.Industrial Robot，2021，48（3）：442⁃453.
10	杜怡君，徐超，马银涛，等.油气管道检测机器人样机设计与仿真分析［J］.机械设计与制造，2021（3）：194⁃197.
11	Al⁃Masri W，Abdel⁃Hafez M F，Jaradat M A.Inertial navigation system of pipeline inspection gauge［J］.IEEE Transactions on Control Systems Technology，2020，28（2）：609⁃616.
12	Guan L W，Cong X D，Zhang Q，et al.A comprehensive review of micro⁃inertial measurement unit based intelligent pig multi⁃sensor fusion technologies for small⁃diameter pipeline surveying［J］.Micromachines，2020，11（9）：11090840.
13	吕朝旭.清管器研究及应用现状［J］.管道技术与设备，2018（3）：48⁃51.
14	杨理践，高飞，高松巍.基于TDC⁃GP21芯片的超声波管道腐蚀监测技术［J］.仪表技术与传感器，2014（12）：91⁃94.
15	廖晓玲，王飞，赵丹，等.工业管道漏磁检测技术及发展现状综述［J］.价值工程，2016，35（10）：236⁃237.
16	沈功田，王宝轩，郭锴.漏磁检测技术的研究与发展现状［J］.中国特种设备安全，2017，33（9）：43⁃52.
17	曹辉，杨理践，刘俊甫，等.基于数据融合的小波变换漏磁异常边缘检测［J］.仪器仪表学报，2019，40（12）：71⁃79.
18	Peng L S，Huang S L， Wang S， et al.A simplified lift⁃off correction for three components of the magnetic flux leakage signal for defect detection［J］.IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，2021，70：1⁃9.
19	鲍庆军，帅健.油气管道内检测技术研究进展［J］.当代化工，2017，46（2）：298⁃301.
20	杨理践，梁成壮，高松巍，等.管道漏磁内检测裂纹缺陷仿真与实验研究［J］.辽宁石油化工大学学报，2020，40（6）：59⁃63.
21	诸海博，徐晓甲，宋华东，等.管道内检测技术及系统发展综述［J］.管道技术与设备，2018（3）：22⁃25.
22	王怀君，耿冰，袁振斌.浅谈智能球技术在供水管道检测中的应用［J］.净水技术，2019，38（S1）：340⁃341.
23	黄春耀，王清辉，任宜.基于超声波的管道阻塞物检测机器人系统设计［J］.电子测试，2018（24）：19⁃21.
24	王玉潇，郭留术，王玉冰.Smartball智能球渗漏检测系统在污水管道中的应用［J］.科技视界，2013（19）：5.
25	刘渊，陈世利，郭世旭，等.输油管道微小泄漏球形检测器的设计与实现［J］.传感器与微系统，2012，31（6）：130⁃133.
26	Anselm F，Kent R，David C，et al. Autonomous chemical vapour detection by Micro UAV［J］. Remote Sensing，2015，7（12）：16865⁃16865.
27	刘松林，朱永丰，张哲，等.基于卷积神经网络的无人机油气管线巡检监察系统［J］.计算机系统应用，2018，27（12）：40⁃46.
28	Jiao Z Y，Jia G Z，Cai Y J.A new approach to oil spill detection that combines deep learning with unmanned aerial vehicles［J］. Computers & Industrial Engineering，2018，135：1300⁃1311.
29	Ridder J.Pipeline integrity management from space［J］.GIM international，2016，30（5）：25⁃27.
30	Winning H K，Hann M J.Modelling soil erosion risk for pipelines using remote sensed data［J］.Biosystems Engineering，2014，127：135⁃143.
31	Martin B，Andrew G，Jean⁃Benoit M. Assessing stride variables and vertical stiffness with GPS⁃embedded accelerometers：Preliminary insights for the monitoring of neuromuscular fatigue on the field［J］.Journal of Sports Science & Medicine，2015，14（4）：698⁃701.
32	白路遥，施宁，伞博泓，等.基于卫星遥感的管道地质灾害识别与监测技术现状［J］.油气储运，2019，38（4）：368⁃372.
33	Tsutomu Y， Go F.Optical sensors for the exploration of oil and gas［J］.Journal of Lightwave Technology，2017，35（16）：3538⁃3545.
34	Benjamin A，Alexander P，Karsten S.Feasibility of locating leakages in sewage pressure pipes using the distributed temperature sensing technology［J］.Water Air & Soil Pollution，2017，228（2）：1⁃13.
35	吴海颖，朱鸿鹄，朱宝，等.基于分布式光纤传感的地下管线监测研究综述［J］.浙江大学学报（工学版），2019，53（6）：1057⁃1070.
36	刘云鹏，李欢，田源，等.基于分布式光纤传感的绕组变形程度检测［J］.电工技术学报，2021，36（7）：1347⁃1355.
37	江灏，周清旭，陈静，等.畸变光谱下光纤布拉格光栅传感网络波长检测优化方法［J］.光学学报，2019，39（10）：92⁃101.
38	纪健，李玉星，纪杰，等.基于光纤传感的管道泄漏检测技术对比［J］.油气储运，2018，37（4）：368⁃377.
39	周琰，诸葛晶昌，封皓，等.分布式光纤管道泄漏检测及预警技术研究［J］.仪器仪表学报，2008（8）：1588⁃1592.
40	佟倡，王卫强，陈博宇.长输油气管道泄漏检测方法概述及实用性分析［J］.辽宁石油化工大学学报，2018，38（3）：57⁃61.
41	郎宪明，李平，曹江涛，等.长输油气管道泄漏检测与定位技术研究进展［J］.控制工程，2018，25（4）：621⁃629.
42	Tian C H，Yan J C，Huang J，et al.Negative pressure wave based pipeline leak detection：Challenges and algorithms［C］.Proceedings of 2012 IEEE International Conference on Service Operations and Logistics，and Informatics.［S.l.］：IEEE，2012.
43	Li J，Zheng Q，Qian Z H，et al.A novel location algorithm for pipeline leakage based on the attenuation of negative pressure wave［J］. Process Safety and Environmental Protection，2019，123：309⁃316.
44	Jia Z G，Ren L，Li H N，et al.Experimental study of pipeline leak detection based on hoop strain measurement［J］.Structural Control and Health Monitoring，2015，22（5）：799⁃812.
45	Liu C W，Li Y X，Yan Y K，et al.A new leak location method based on leakage acoustic waves for oil and gas pipelines［J］. Journal of Loss Prevention in the Process Industries，2015，35：236⁃246.
46	白永强，李科，耿雪，等.基于声波技术的供水管道泄漏检测与定位研究［J］.给水排水，2015，51（S1）：340⁃343.
47	Yalcinkaya H，Ozevin D.The design and calibration of particular geometry piezoelectric acoustic emission transducer for leak detection and localization［J］.Measurement Science and Technology，2013，24（9）：1⁃10.
48	刘迪，樊建春，刘书杰，等.气井井下油管多点泄漏定位实验研究［J］.中国安全生产科学技术，2018，14（5）：144⁃149.
49	葛传虎，王桂增，叶昊.瞬变流能量损耗对管道泄漏检测的影响［J］.化工学报，2008，59（6）：1436⁃1440.
50	孙良，王建林.基于泄漏瞬变模型的管道泄漏检测与定位方法［J］.应用基础与工程科学学报，2012，20（1）：159⁃168.
51	郎宪明.基于特征提取与信息融合的管道泄漏检测与定位研究［D］.西安：西北工业大学，2018.
52	张平，聂中文，徐建辉.基于瞬变流的实时模型法在中亚天然气管道中的应用［J］.仪器仪表用户，2012，19（6）：36⁃38.

[1]	Zhenyu Cheng, Dan Wang, Fei Xie, Jintao Jiang, Haiyan Yang. Study of CO₂ Corrosion Behavior under Oil⁃Water Two⁃Phase Flow System [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2022, 42(1): 41-46.
[2]	Gong Jing, Yu Da. To Our Country Products Pipeline Construction of What Time Thinking [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2020, 40(4): 87-91.
[3]	Xia Huifang，Li Yansong，He Guoxi，Han Dong，Guo Qiang，Liang Libin，Liang Bowen. The Error and Sensitivity Analysis of the Oil Leakage Volume of Product Oil Pipelines [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2019, 39(3): 46-51.
[4]	Liu Yutong， Liu Dejun. The Research Progress on the Leakage of the Ground Oil Pipeline [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2019, 39(2): 76-82.
[5]	Zhang Cheng， Wang Yue. The Thermodynamic Analysis and Simulation Computation on Repairing In-Service Hot Oil Pipeline [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2018, 38(04): 50-55.
[6]	Yang Ling，Ma Guiyang，Luo Xiaohu，Wang Linjiao，Li Wei. Optimization and Economic Evaluation of Buried Hot Oil Pipeline's Thermal Insulation Layer [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2018, 38(03): 44-50.
[7]	Wang Peng， Wu Ming， Wang Weiqiang， Huang Ling. GISBased 3D Oil Station and LongDistance Oil Pipeline Information System [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2014, 34(4): 27-31.
[8]	Wang Minrui， Ma Guiyang， Li dan， Cao Xianhui， Liu Yongfeng， Wang Xin， Zeng Qiang. Numerical Simulation on Influence of Seepage Flow of Petrol  Temperature Drop in Submarine Pipelines after Shutdown [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2014, 34(4): 32-34,43.
[9]	XIE Fei， ZHAO Shengqiu， LI Wang， JIANG Shuai. The Thermal Stress of Two Pipelines in One Ditch [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2014, 34(1): 47-51.
[10]	LI Xiaoyue， LIU Dejun， WANG Fu， MA Yan， GAO Zhao. The Influence of the Distribution of Hot Oil Fluid State in the  Pipeline under Different Soil Temperature Field [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2013, 33(4): 41-44.
[11]	GAO Yan-bo， MA Gui-yang，LIU Hong-yu，YAO Yao，WANG Lei，DAI Kan-liang. Prediction of Safe Shutdown Time of Oil Pipeline Based on RBF Neural Network [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2012, 32(4): 52-54.
[12]	WANG Lei，WU Ming，JIA Feng-rui，YAO Yao， MA Yue，JIN Dun，FENG Jin-ye. Influence of Insulation Failure Ratio on Safe Shutdown Time for the Hot Oil Pipeline [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2012, 32(4): 55-59.
[13]	MA Yue， WANG Yue， SONG Shi-xiang， ZHANG Guo-jun. Simulation on the Spread Range of Oil Pipeline Leakage Soil [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2012, 32(2): 50-53.
[14]	WANG Sheng-zhi， WANG Guo-wei. Analyze the Bending of Pipe Rack and Calculate the Thermal Stress of Pipe [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2012, 32(1): 51-53.
[15]	LU Qin-li，MA Gui-yang. Influence of Hot Oil Pipeline Preheat Medium’s Flowing Speed on Preheat Time [J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2011, 31(1): 28-31.