油气管道运输中的工艺设备与自动化控制研究

黄烨敏，余俊元

(广东楠洋职业安全事务有限公司，广东 汕头 515041)

油气管道的建设具有较强的距离与管径，在运输距离上往往比较远，当地的环境可能比较远，环境可能比较恶劣，稳定性比较低。油气管道建筑主要安装在脱水站、油水井、含油污水处理站、油库工艺设备、采注计量站与接转站等设备系统之中，通过管线的安装来达到良好的运输目的，充分运用目前先进的工艺化设备，积极向国外先进的管线安装工艺方式学习，在完成设备的安装后，还要求为自动化设备的运行配备相应的集输人员与管理人员，促进自动化设备的良好运行，并加强其后期有效的设备维护工作。管道自动化设备的建设与发展是我国油气事业发展的必然需求，也是我国日益增长的能源发展的内在需求。在目前科学技术快速发展的背景下，通信技术、自动化技术与计算机技术都得到了快速的普及与发展，为管道自动化设备的运行提供了多项技术，促进了其性能发展的日益完善，降低了管道建设的成本，在很多地区油气管道运输都采用了自动化技术。

1 目前油气管道运输中的工艺设备与自动化控制

油气管道的自动化技术主要包括了泵、阀门、压缩机与仪器仪表等设备，通过压缩机与泵的使用达到最终的长途距离输送。在管道维修与应急处理过程中要求将阀门关闭，完成之后再开通。要求对管道的具体运行情况采用实时监控方式，将其划归到计量站的工作范围之内。目前，油气管道运输中的工艺设备与自动化控制技术主要包括原油管道泄漏检测关键技术、超声波输油管道泄漏检测技术、管道泄漏检测技术与负压波法管道泄漏检测技术，下文从这几个方面进行了相应分析。

1.1 原油管道泄漏检测关键技术

原油管道泄漏检测关键技术充分运用监视控制系统即SCADA 进行数据采集，有效运用自动化管理技术能够实现监视控制系统的正常运行，促进定位系统技术参数与管道的泄露检测工作，使得系统运行能够检测到更加准确的信号，并且捕捉到其中微小的一些变化，充分解决管道泄露自动检测系统与监视控制系统中的接口问题。原油管道泄漏检测关键技术运行中涵盖了七个模块，分别是信息存档、数据通信、参数设置、历史数据分析、泄漏定位与程序退出等，有效提升了系统运行过程中的准确性和可靠性，避免在定位过程中出现泄露，最终提升信息定位的准确性，提升准确播报率。充分发挥两个系统的作用，达到资源的有效整合。原油管道泄漏检测关键技术在我国部分管道线建设中已经得到了充分的运用。

1.2 超声波输油管道泄漏检测技术

目前，在原油管道泄漏检测与超声波微弱信号检测过程中大量运用了超声波输油管道泄漏检测技术，在计算过程中运用了声场的计算方法与Duffing 方程的混沌特性以及间歇混沌现象，最终再次基础上检测微弱正弦信号。在最终完成后需要进行大频率的微弱信号检测，采用的方式是混沌阵子阵列的检测方法，之后进行信号相位与信号幅度的检测，主要采用的方式是锁相分析，如此最终充分运用多种检测方式进行数据内容的多发方面检测。在进行实时检测过程中，基于大量信息技术方式的运用能够实现对信息的实时采集与实时存储，在最终的管道运行与管道监测系统中起着重要的作用，能够在第一时间发现管道的泄露情况，并且针对其中的一些突发情况对其进行定位处理，并以警报的方式引起工作人员的注意。

1.3 管道泄漏检测技术

管道泄漏检测技术采用的是质量平衡原理，能够充分检测出管道的动态质量变化，并且进行了有效的泄漏检测工作，最终以此加强泄露检测的正确率。在管道质量平衡关系检测过程中，运用流体一维瞬变流动方程组能够充分计算出管道中的残余油。在最终实际传输特点的分析过程中，充分考虑原有的温度分布特点，以此有效分析出管道原油的变化特征与性质参数，由此最终使得瞬间流动计算的数值更加标准化与系统化。

1.4 负压波法管道泄漏检测技术

负压波法管道泄漏检测技术在具体的运用过程中充分考虑到了负压的信号，能够有效检测并定位管道中的油量。运用较少的管道模型即能够达到这一目的，最终实现精准的定位，促进各项工作的顺利开展，在现代的检测领域中得到了广泛的运用。充分运用了目前快速发展的各项技术，以压力传感器的使用来达到数字信号的有效处理。

负压波法管道泄漏检测系统运用过程中能够实现长距离的原油运输，并且在运输过程中具有极高的正确率，实现200m 左右的精准定位，加强对内部油使用的实时监控，在具体的运行过程中当泄露了运输数量的1%比例之上时，系统会发出报警提醒，并且能够播报出泄露地点的实际泄露数量与泄露的具体位置。我国部门油田管道在实际运输过程中已经使用了这一技术。

2 油气管道运输自动化控制技术分析

我国油气管道在自动化控制技术的研究与应用起步发展比较晚，与先进国家的油气运输相比，存在着较大的发展差距。随着近年来油气能源需求的大量提升，我国加大了对油气管道运输的充分研究，充分运用了先进的科学技术与创新的工艺技术，充分采用了有效的自动化控制技术。在油气管道运输自动化控制技术分析中应当运用自动化控制技术加强管道泄露的预防，运用先进的自动化控制技术，充分运用自动化控制技术中的相关技术并加强全自动控制，从多个角度促进油气管道运输自动化控制技术的充分运用。

2.1 运用自动化控制技术加强管道泄露的预防

首先在前提即加强管道的有效安装工作，促进施工工作的顺利开展，使得工程施工按照既定的发展步伐进行，从安装上减少后期泄露工作的出现。在前期的准备工作阶段，充分研究管道施工的作业性质、工艺操作的流程与施工操作的环境，结合以往的施工操作经验进行充分判断分析，有效提升管道运行过程中的安全性与可靠性，减少管道建成后可能产生的泄露现象。同时在施工的前期准备阶段，要求充分处理管道施工建设完成后可能出现的一些突发事件，并对此建立有效的检修方式，使在管道的后期运行过程中一旦发生泄露问题能够对此采取争取的处理措施，从而最大程度地降低管道泄露可能造成的不良影响。

2.2 运用先进的自动化控制技术

在目前管道运输过程中，充分运用了有效的自动化控制技术，在与信息技术进行充分结合的前提下开发并运用了管道模拟仿真软件，将其与油气管道自动化控制技术SCADA 进行了充分结合。同时在发展过程中，也有效运用了自动化控制系统与管道效率，在油气管道的运输建设过程中充分采用了GPS 技术、RTU 技术、PLC 技术与GIS 技术等，将硬件设备与遥感技术进行了结合使用，在具体的运用过程中能够实现对管道现场的自动调查、管理与监控，最终促进管道运输过程中数据信息的完整性。降低了管道运输过程中的经济成本，有效提升了油气运输过程中的生产效率，实现了良好的社会效益。

2.3 自动化控制技术中的相关技术

在油气管道运输的自动化控制过程中，需要解决一些相关的技术层面上的问题，这也是自动化控制的关键所在。我国在管道自动化控制与发展层面上与国际上的先进国家相比，存在着较大的发展差距。但是随着我国信息技术的不断发展，这种发展差距也在逐渐缩小，我国在管道运输发展过程中面临着管道建设比较少以及分布不均衡的问题，因此应当充分加强我国油气管道的充分建设工作，正确面对并积极处理目前油气管道建设过程中遇到的各种问题，运用最新的自动化控制与管理理念与软件运用理念，加强技术革新，在油气运输的整体系统中充分运用目前的自动化控制系统，积极探索出多种技术方式与技术实施措施，向国外先进的管道运输方式学习。

2.4 加强全自动控制

在油气管道运输过程中应当积极采用最新的管道实施方式，建立综合的全自动控制方式，充分提升管道运输效率与现代管理水平，建立良好而全面的自动化控制方式，加强对现代最新技术的充分研究与运用，在管道运输综合自动化控制系统中充分运用了计算机网络技术、微波技术与卫星技术等多项技术。

3 结语

目前，油气管道运输过程中进行良好的自动化控制是必然的发展趋势。随着我国能源需求的大量提升，应当充分加强对油气管道运输自动化技术的充分研究，充分运用先进的油气管道运输工艺与自动化控制技术，在发展过程中充分运用互联网技术与卫星技术等多项技术，以此促进我国社会经济的充分发展，为经济的发展提供良好的能源支撑。