常貴寧

勝利油田油氣集輸總廠

［摘 要］國內大口徑長距離輸油管道設計、建設時普遍存在進出口流量計不全，或為考慮節能，大都使用了超聲波流量計，實踐中嚴重影響了輸差分析法在測漏中的應用效果，甚至失去作用。本文探討了流量計在輸油管道泄漏監測中的作用，提出了基于副管流量計的解決方案。

［關鍵詞］輸油管道 流量計 泄漏監測

泄漏是管道運行中的主要故障之一。在管道運行過程中，由于腐蝕穿孔或第三方施工破壞等原因，會發生泄漏事故而影響正常的輸送生產并可能帶來安全與環境事故。因此，泄漏監測就成為管道安全生產管理的重要手段和保障。

目前，部分輸油管道特別是大口徑長距離輸油管道設計、建設時普遍存在進出口流量計不全，或為考慮節能，大都使用了超聲波流量計，實踐中嚴重影響了輸差分析法在測漏中的應用效果，甚至失去作用，這也是長輸油管道泄漏監測系統大多使用效果不理想的重要原因。

1 輸油管道泄漏監測技術現狀

輸油管道泄漏監測方法主要有兩種：負壓波法和輸差分析法，兩種方法需要互相配合，缺一不可。采用的流量計大都是容積式流量計和質量流量計，其他種類的流量計如超聲波流量計、靶式流量計，誤差較大，使用效果不好。

2 大口徑輸油管道測漏系統失敗原因分析

誤報多是導致測漏系統失敗的最主要原因。泄漏具有“極小概率、極高后果”特點，而目前測漏系統又難以做到高準確率，都存在誤報，很多系統一天自動報警次數達到數十次，多次誤報導致管理人員對系統失去信任，即使真正發生泄漏，也會當成誤報不予重視，從而使系統失去作用。

2.1 誤報過多

很多失敗的測漏系統都是采用了負壓波或音波一種監測方法。目前，“負壓波+輸差分析”是測漏系統最成熟、最主流的兩種方法。兩者相結合，最大程度地減少了誤報，又提高了監測靈敏度，并且非常適合于監測小流量打孔盜油，在實踐中應用效果最好。但是，由于認識不到位、被有些廠家忽悠、現場管道兩端沒有流量計等主客觀原因，只采用了負壓波一種方法，導致誤報問題沒有解決，基本上都是失敗的。

2.2 儀表誤差大

一些測漏系統采用了超聲波流量計、靶式流量計，實用效果不好，計量精度遠遠不如質量流量計、刮板腰輪等容積式流量計，根本達不到儀表所標稱的精度和重復性指標。很多輸油管道特別是我國的長輸管道在建設施工時，都設計了超聲波流量計，雖然其具有采購成本低、安裝簡單、沒有摩擦阻力等優點，但是存在瞬時波動大（有時甚至超過管道瞬時流量的10%）、漂移大、重復性差等缺點，嚴重影響了泄漏監測，不能用于監測小流量打孔盜油，實踐效果較差。

3 管道雙端流量

雙端流量數據在輸油管道泄漏監測中起著至關重要的作用，主要有以下四個方面：

（ 1）減少誤報。大量減少測漏系統由于站內操作而引起的誤報。

（ 2）消除盲區。如果僅靠壓力報警，為了減少誤報，一般情況下會將定位在距離站庫1公里以內的報警視為站內操作，從而可能導致泄漏監測出現一段盲區。而輸差分析則監控的是兩端流量計之間的全部管段。

（ 3）提高靈敏度。由于流量監測可以大量減少由站內操作而引起的誤報，所以可把靈敏度閾值設置得更加靈敏。同時，流量計的監測靈敏度實踐中可以優于其精確度指標，超過負壓波的靈敏度。

（ 4）管道瞬態操作。如管道停輸是由于發生泄漏或打孔盜油，則此時壓力為零，系統監測不到。管道起輸后，即使泄漏很大，負壓波測漏系統也完全不起作用。或者管道起泵過程中發生泄漏，此時由于壓力本身變化很大，會淹沒負壓波。而輸差分析法雖然有滯后效應，但當管道運行穩定后，還可以通過流量不平衡判斷管道是否存在泄漏。此外，流量計也便于計算泄漏量。

因此，流量計在輸油管道泄漏監測系統中必不可少。

4 副管流量計

目前的輸差分析法都是通過測量管道首末端的總流量來判斷泄漏。但對于一些沒有安裝流量計的已建輸油管道和大口徑輸油管道，若后期再安裝流量計，成本很高，難度很大。為了解決這個問題，可以建立基于副管流量計的輸油管道泄漏監測系統，即分別在管道首末端安裝小口徑的副管，副管上安裝一臺流量計，如圖1所示。副管引出點在管道縱斷面的中部側面，管道沿線各站安裝的副管尺寸及流量計完全相同。

至于流量計的種類，可選用容積式流量計和質量流量計，推薦使用質量流量計。因為質量流量計在監測管道質量流量的過程中也測量了密度、溫度，同時還實現了順序輸送管道混油界面跟蹤，可謂一計三用。

根據管道輸送原理，副管流量跟管道總流量成正比。在管道運行正常時，首末端兩臺副管流量計應該相等，或相差一個穩定的輸差，輸差可通過調整流量系數來消除。如果管道發生泄漏，則上下游兩臺流量計瞬時流量自然會出現差值，一旦超過預設的閾值，系統能自動報警，再用負壓波法進行泄漏點定位即可。有一種情況，當管道一端的輸送介質的密度發生變化時，上下游的兩臺流量計間也會產生質量輸差，但是體積輸差不變，不會影響測漏系統報警。

基于副管流量計的輸油管道泄漏監測系統由兩部分組成：副管和流量計。在管道側面中間點水平方向開兩個孔，孔徑跟副管內徑相同，焊接引管，安裝兩只閥門和一臺流量計，副管和流量計口徑可為主管線的1/5～1/10，一般為100mm左右。

通過副管流量來監測管道泄漏，不僅解決了老管道和大口徑管道后期安裝流量計的難題，大大降低了安裝成本，同時也減少了流量計引起的摩阻損失，降低了運行成本，因而值得在大口徑危險液體管道上推廣使用。

參考文獻:

[1] 常貴寧，張炯.輸油管道檢漏系統設計[J ].石油規劃設計， 2008.(1): 49-50.

[2] 王立坤，王洪超，熊敏. 長距離輸油管道泄漏監測技術分析及研究建議 [J ].油氣儲運，第33卷第11期.

作者簡介：常貴寧，男， 1968年10月生， 1990年畢業于西南石油學院石油儲運專業，學士學位，高級工程師，現任勝利油田油氣集輸總廠管道完整性管理辦公室副主任，從事長輸管道完整性管理和泄漏監測技術研究與應用。

《管道保護》2016年第4期（總第29期）