CN115388343A - 一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，包括步骤在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置，输出泄漏点的位置。本发明实现了有效地确定海洋油气管线的泄漏点，实现基于次声波的频率低，波长长，灵敏度高，抗干扰能力强，提高了泄漏检出率和定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法及***。
背景技术
海底管道是海洋油气运输与储存***的重要组成部分。在恶劣的海洋环境下，由于管道老化、自然腐蚀和第三方破坏等原因导致的泄漏事故时有发生。海底管道一旦发生泄漏，不仅造成直接经济损失，而且将严重污染海洋环境，带来生态灾难。因此，如何及时识别海底管道泄漏并对泄漏点准确定位，一直是海洋油气安全工程领域面临的重要课题。
由于管道破裂泄漏时介质与管壁摩擦会持续产生次声波信号，次声波监测技术对于缓慢、微小泄漏的检测能力要高于负压波法，且通过***调试周期的数据积累，次声波监测***可收集到大部分管道操作工况变化引起的误报警特征信号，且次声波的信号特性表现为尖峰形状，所以对泄漏点的定位较为容易，而海洋油气管线泄漏检测与定位方法还需进一步改进。公开号为CN110645484A专利文献公开了一种一种运输管道监控***及方法，其通过预设时域和频域条件，即振动信号在时域上满足第一预设条件，且所述振动信号在频域上满足第二预设条件时判定所述运输管道发生泄漏情况，确定出所述运输管道的泄漏位置，但没有考虑到除了泄漏以外还有其他因素也会导致振动信号的异常，同时传感器之间可能2个出现泄漏点导致定位异常。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为实现上述技术目的，本发明技术方案如下：
一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据；
步骤2，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点；
步骤3，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置；
步骤4，输出泄漏点的位置。
进一步地，步骤1中，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据的子步骤为：
在海洋油气管线的入端和出端分别安装次声波传感器，次声波传感器分别获取声波信号并记录，得到声波数据。
优选地，次声波传感器的型号为CDC-2B，次声波传感器能监测次声波信号并转化成电信号，能检测频率为0.01~10Hz的声波。CDC-2B型次声波传感器通过调幅测量电容值变化来检测次声波，输入等幅高频电压并输出相应的调制电压波。
进一步地，步骤2中，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点的子步骤为：
步骤2.1，对次声波数据采用专家数据库和小波分析法过滤次声波信号中的环境噪声，进行降噪处理，次声波数据包括频率和强度。
步骤1获得的次声波信号需要经过滤波放大，入端和出端记录的信号需要精确同步。
降噪处理包括使用SOPC方法剔除次声波中的杂波。
步骤2.2，构建次声波的波幅与时间关系；以开始采集的时刻为原点，对次声波数据以时间间隔t0进行划分得到N个时间区间；t0为时间间隔，计算方法为t0=L/V0，V0为次声波在管道的传播速度，L为油气管线中部署的2个次声波传感器之间的距离；初始化空集合第一集合Set1和第二集合Set2，初始化变量n=2；n的取值范围[2,N-1]；
步骤2.3，取第n个时间区间内入端的次声波传感器采集的次声波波幅的最大值记为Pmax，提取当前区间除了波幅的最大的峰的所有峰记为峰集合PEAK，如果Pmax＞Pmean+Pmin+P'min且abs(Pmax-P'max)≤Pofs则把当前区间内次声波波幅的峰放入第一集合Set1，出端的次声波传感器在当前时间区间中的次声波波幅的峰的最大值放入第二集合Set2，Pmax为入端在当前时间区间内波幅最大的峰的强度，Pmean为入端在当前时间区间内所有峰的强度的平均值，Pmin为入端在当前时间区间内所有峰的强度的最小值，P'min为出端次声波传感器在当前时间区间采集到的次声波信号的峰中波幅的最小值，Pofs为偏移阈值，abs()为取绝对值，exp()是以自然对数为底的指数函数，Pofs=sqrt(Pmax×P'max)×exp(Pmax/(Pmean+Pmin))-Pmean；跳转步骤2.4；
否则直接跳转步骤2.4；
步骤2.4，如果n＜N则使n的值增加1并重新开始步骤2.3，否则跳转步骤2.5；
步骤2.5，记Set1中的第i个峰的幅值为PEAK1i，Set2中的第j个峰的幅值为PEAK2j，Set1集合的大小为NSet，使变量i和j的值为1；如果Set1或Set2为空集合则当前管道没有泄漏点，退出步骤2；
如果GAP(PEAK1i,PEAK2j)的值小于等于PEAK1i或者PEAK2j分别到最接近时间区间内的峰的时间间隔则跳转步骤2.5.1；否则跳转步骤2.6；GAP(PEAK1i,PEAK2j)指获取(PEAK1i,PEAK2j)峰之间的时间间隔；
步骤2.5.1，如果abs(PEAK1i-PEAK2j)/2＞Pmean×GAP(PEAK1i,PEAK2j)/t0则把当前(PEAK1i,PEAK2j)的峰定为泄漏点产生的峰；记录当前PEAK1i,PEAK2j的峰对应时刻作为泄漏点峰；使i和j的值增加1，跳转步骤2.7；
步骤2.6，分别以PEAK1i和PEAK2j的峰所在的时间区间为中心，t0为范围搜寻，如果存在大于PEAK1i或PEAK2j的峰，则使大于PEAK1i或PEAK2j的峰替换PEAK1i或PEAK2j，即如果存在大于PEAK1i的峰则使大于PEAK1i的峰替换PEAK1i，如果如果存在大于PEAK1j的峰则使大于PEAK1j的峰替换PEAK1j，把新的PEAK1i和PEAK2j输入步骤2.5.1并跳转步骤2.5.1；
使i和j的值增加1，如果i或者j大于NSet则跳转步骤2.7；
步骤2.7，输出泄漏点峰的采集时刻作为泄漏点集合，泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组。
步骤2中的次声波信号经过滤波降噪后消除了大部分杂波，但仍然有杂波影响检测导致误报，通过峰的幅值和时间间隔可以确定真正的泄漏点，泄漏点可能包括多个，步骤2可以对其进行配对并输出，如果只是简单地识别特征点（即现有的技术），在存在同一采样时间内出现2个或以上泄漏点则无法准确定位，只能提示有泄漏点，后续还需要人工去排查。
进一步地，步骤3中，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置的子步骤为：
泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组，利用以下算法计算泄漏点的位置：
式中，L为2个次声波传感器的距离，Δt为一对峰的时刻元组中2个时刻的时间差，v为次声波在管道的传播速度，X为泄漏点距离入端次声波传感器的距离。
步骤3的有益效果：根据筛选出的峰的时刻元组计算得到泄漏点的位置。
进一步地，步骤4中，输出泄漏点的位置的子步骤为：
推送泄漏点的位置到管理人员的终端，所述管理人员的终端包括手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。
一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***，所述***包括：
数据采集模块：用于采集海洋油气管线的次声波信号；
数据处理模块：用于处理海洋油气管线的次声波信号，执行所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法；
结果输出模块：包括管理人员的手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面提供的所述方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本发明提供的所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本方案能有效地确定海洋油气管线的泄漏点，实现基于次声波的频率低，波长长，灵敏度高，抗干扰能力强，提高了泄漏检出率和定位精度。
附图说明
图1为本发明提供的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法的流程图；
图2为本发明一个实施例的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***结构示意框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详尽说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围内的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
以下示例性地说明本发明提供的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法。
如图1所示为一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据；
步骤2，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点；
步骤3，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置；
步骤4，输出泄漏点的位置。
进一步地，步骤1中，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据的子步骤为：
在海洋油气管线的入端和出端分别安装次声波传感器，次声波传感器分别获取声波信号并记录，得到声波数据。
优选地，次声波传感器的型号为CDC-2B，次声波传感器能监测次声波信号并转化成电信号，能检测频率为0.01~10Hz的声波。CDC-2B型次声波传感器通过调幅测量电容值变化来检测次声波，输入等幅高频电压并输出相应的调制电压波。
进一步地，步骤2中，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点的子步骤为：
步骤2.1，对次声波数据采用专家数据库和小波分析法过滤次声波信号中的环境噪声，进行降噪处理，次声波数据包括频率和强度。
步骤1获得的次声波信号需要经过滤波放大，入端和出端记录的信号需要精确同步。
降噪处理包括使用SOPC方法剔除次声波中的杂波。
步骤2.2，构建次声波的波幅与时间关系；以开始采集的时刻为原点，对次声波数据以时间间隔t0进行划分得到N个时间区间；t0为时间间隔，计算方法为t0=L/V0，V0为次声波在管道的传播速度，L为油气管线中部署的2个次声波传感器之间的距离；初始化空集合第一集合Set1和第二集合Set2，初始化变量n=2；n的取值范围[2,N-1]；
步骤2.3，取第n个时间区间内入端的次声波传感器采集的次声波波幅的最大值记为Pmax，提取当前区间除了波幅的最大的峰的所有峰记为峰集合PEAK，如果Pmax＞Pmean+Pmin+P'min且abs(Pmax-P'max)≤Pofs则把当前区间内次声波波幅的峰放入第一集合Set1，出端的次声波传感器在当前时间区间中的次声波波幅的峰的最大值放入第二集合Set2，Pmax为入端在当前时间区间内波幅最大的峰的强度，Pmean为入端在当前时间区间内所有峰的强度的平均值，Pmin为入端在当前时间区间内所有峰的强度的最小值，P'min为出端次声波传感器在当前时间区间采集到的次声波信号的峰中波幅的最小值，Pofs为偏移阈值，abs()为取绝对值，exp()是以自然对数为底的指数函数，Pofs=sqrt(Pmax×P'max)×exp(Pmax/(Pmean+Pmin))-Pmean；跳转步骤2.4；
否则直接跳转步骤2.4；
步骤2.4，如果n＜N则使n的值增加1并重新开始步骤2.3，否则跳转步骤2.5；
步骤2.5，记Set1中的第i个峰的幅值为PEAK1i，Set2中的第j个峰的幅值为PEAK2j，Set1集合的大小为NSet，使变量i和j的值为1；如果Set1或Set2为空集合则当前管道没有泄漏点，退出步骤2；
如果GAP(PEAK1i,PEAK2j)的值小于等于PEAK1i或者PEAK2j分别到最接近时间区间内的峰的时间间隔则跳转步骤2.5.1；否则跳转步骤2.6；GAP(PEAK1i,PEAK2j)指获取(PEAK1i,PEAK2j)峰之间的时间间隔；
步骤2.5.1，如果abs(PEAK1i-PEAK2j)/2＞Pmean×GAP(PEAK1i,PEAK2j)/t0则把当前(PEAK1i,PEAK2j)的峰定为泄漏点产生的峰；记录当前PEAK1i,PEAK2j的峰对应时刻作为泄漏点峰；使i和j的值增加1，跳转步骤2.7；
步骤2.6，分别以PEAK1i和PEAK2j的峰所在的时间区间为中心，t0为范围搜寻，如果存在大于PEAK1i或PEAK2j的峰，则使大于PEAK1i或PEAK2j的峰替换PEAK1i或PEAK2j，即如果存在大于PEAK1i的峰则使大于PEAK1i的峰替换PEAK1i，如果如果存在大于PEAK1j的峰则使大于PEAK1j的峰替换PEAK1j，把新的PEAK1i和PEAK2j输入步骤2.5.1并跳转步骤2.5.1；
使i和j的值增加1，如果i或者j大于NSet则跳转步骤2.7；
步骤2.7，输出泄漏点峰的采集时刻作为泄漏点集合，泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组。
步骤2中的次声波信号经过滤波降噪后消除了大部分杂波，但仍然有杂波影响检测导致误报，通过峰的幅值和时间间隔可以确定真正的泄漏点，泄漏点可能包括多个，步骤2可以对其进行配对并输出，如果只是简单地识别特征点（即现有的技术），在存在同一采样时间内出现2个或以上泄漏点则无法准确定位，只能提示有泄漏点，后续还需要人工去排查。
进一步地，步骤3中，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置的子步骤为：
泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组，利用以下算法计算泄漏点的位置：
式中，L为2个次声波传感器的距离，Δt为一对峰的时刻元组中2个时刻的时间差，v为次声波在管道的传播速度，X为泄漏点距离入端次声波传感器的距离。
步骤3的有益效果：根据筛选出的峰的时刻元组计算得到泄漏点的位置。
进一步地，步骤4中，输出泄漏点的位置的子步骤为：
推送泄漏点的位置到管理人员的终端，所述管理人员的终端包括手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。
优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。
如图2所示是本发明一个实施例的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***结构示意框图。
一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***，所述***包括：
数据采集模块：用于采集海洋油气管线的次声波信号；
数据处理模块：用于处理海洋油气管线的次声波信号，执行所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法；
结果输出模块：包括管理人员的手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
所述基于一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***，可运行的***可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***的示例，并不构成对一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***运行***的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***可运行***的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据；
步骤2，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点；
步骤3，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置；
步骤4，输出泄漏点的位置。
2.根据权利要求1所述的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，其特征在于，步骤1中，在管道的输入端和输出端布置次声波传感器并获得次声波数据的子步骤为：
在海洋油气管线的入端和出端分别安装次声波传感器，次声波传感器分别获取声波信号并记录，得到声波数据。
3.根据权利要求1所述的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，其特征在于，步骤2中，对次声波数据进行降噪处理，根据次声波数据得到泄漏点的子步骤为：
步骤2.1，对次声波数据采用专家数据库和小波分析法过滤次声波信号中的环境噪声，进行降噪处理，次声波数据包括频率和强度；
步骤2.2，构建次声波的波幅与时间关系；以开始采集的时刻为原点，对次声波数据以时间间隔t0进行划分得到N个时间区间；t0为时间间隔，计算方法为t0=L/V0，V0为次声波在管道的传播速度，L为油气管线中部署的2个次声波传感器之间的距离；初始化空集合第一集合Set1和第二集合Set2，初始化变量n=2；n的取值范围[2,N-1]；
步骤2.3，取第n个时间区间内入端的次声波传感器采集的次声波波幅的最大值记为Pmax，提取当前区间除了波幅的最大的峰的所有峰记为峰集合PEAK，如果Pmax＞Pmean+Pmin+P'min且abs(Pmax-P'max)≤Pofs则把当前区间内次声波波幅的峰放入第一集合Set1，出端的次声波传感器在当前时间区间中的次声波波幅的峰的最大值放入第二集合Set2，Pmax为入端在当前时间区间内波幅最大的峰的强度，Pmean为入端在当前时间区间内所有峰的强度的平均值，Pmin为入端在当前时间区间内所有峰的强度的最小值，P'min为出端次声波传感器在当前时间区间采集到的次声波信号的峰中波幅的最小值，Pofs为偏移阈值，abs()为取绝对值，exp()是以自然对数为底的指数函数，Pofs=sqrt(Pmax×P'max)×exp(Pmax/(Pmean+Pmin))-Pmean；跳转步骤2.4；
否则直接跳转步骤2.4；
步骤2.4，如果n＜N则使n的值增加1并重新开始步骤2.3，否则跳转步骤2.5；
步骤2.5，记Set1中的第i个峰的幅值为PEAK1i，Set2中的第j个峰的幅值为PEAK2j，Set1集合的大小为NSet，使变量i和j的值为1；如果Set1或Set2为空集合则当前管道没有泄漏点，退出步骤2；
如果GAP(PEAK1i,PEAK2j)的值小于等于PEAK1i或者PEAK2j分别到最接近时间区间内的峰的时间间隔则跳转步骤2.5.1；否则跳转步骤2.6；GAP(PEAK1i,PEAK2j)指获取(PEAK1i,PEAK2j)峰之间的时间间隔；
步骤2.5.1，如果abs(PEAK1i-PEAK2j)/2＞Pmean×GAP(PEAK1i,PEAK2j)/t0则把当前(PEAK1i,PEAK2j)的峰定为泄漏点产生的峰；记录当前PEAK1i,PEAK2j的峰对应时刻作为泄漏点峰；使i和j的值增加1，跳转步骤2.7；
步骤2.6，分别以PEAK1i和PEAK2j的峰所在的时间区间为中心，t0为范围搜寻，如果存在大于PEAK1i或PEAK2j的峰，则使大于PEAK1i或PEAK2j的峰替换PEAK1i或PEAK2j，即如果存在大于PEAK1i的峰则使大于PEAK1i的峰替换PEAK1i，如果如果存在大于PEAK1j的峰则使大于PEAK1j的峰替换PEAK1j，把新的PEAK1i和PEAK2j输入步骤2.5.1并跳转步骤2.5.1；
使i和j的值增加1，如果i或者j大于NSet则跳转步骤2.7；
步骤2.7，输出泄漏点峰的采集时刻作为泄漏点集合，泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组。
4.根据权利要求1所述的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，其特征在于，步骤3中，如果存在泄漏点，则定位泄漏点的位置的子步骤为：
泄漏点集合中包括多个一对峰的时刻元组，利用以下算法计算泄漏点的位置：
式中，L为2个次声波传感器的距离，Δt为一对峰的时刻元组中2个时刻的时间差，v为次声波在管道的传播速度，X为泄漏点距离入端次声波传感器的距离。
5.根据权利要求1所述的一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法，其特征在于，步骤4中，输出泄漏点的位置的子步骤为：
推送泄漏点的位置到管理人员的终端，所述管理人员的终端包括手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
6.一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位***，其特征在于，所述***包括：
数据采集模块：用于采集海洋油气管线的次声波信号；
数据处理模块：用于处理海洋油气管线的次声波信号，执行如权利要求1~5中的任一一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法；
结果输出模块：包括管理人员的手持接收机或监控中心的计算机终端中的一种或多种。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1~5中任一项所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法的步骤。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1~5中任一项所述一种高效的海洋油气管线泄漏检测与定位方法的步骤。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007107897A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | High Pressure Gas Safety Institute Of Japan | ガス漏洩検知装置 |
| CN101270853A (zh) * | 2008-05-15 | 2008-09-24 | 中国石油大学(北京) | 基于次声波的天然气管道泄漏远程检测装置、方法及*** |
| CN101832472A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-09-15 | 中国石油化工股份有限公司管道储运分公司 | 利用次声波实现管道泄漏检测的*** |
| CN101936455A (zh) * | 2010-07-20 | 2011-01-05 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于高压管道内流体泄漏监测的次声与低频声传感器 |
| CN102563364A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 张钧 | 天然气输气管道泄漏监测定位装置 |
| CN102997044A (zh) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | 中国石油天然气集团公司 | 一种天然气管道泄漏检测传感器组的抗偏振衰落方法和*** |
| CN105156905A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-12-16 | 南京声宏毅霆网络科技有限公司 | 管道的泄漏监测***及监测方法、监测设备和服务器 |
| CN205090197U (zh) * | 2015-07-09 | 2016-03-16 | 南京声宏毅霆网络科技有限公司 | 管道的泄漏监测***及监测设备 |
| CN107940246A (zh) * | 2017-03-15 | 2018-04-20 | 吉林省百瑞生科技发展有限公司 | 一种流体管道泄漏源监测定位***及方法 |
| CN109027705A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-18 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种海底管道次声波泄漏监测*** |
| WO2021027803A1 (zh) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | 常州大学 | 一种城市非金属管道泄漏定位方法 |
| CN112594559A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种海底输油管道泄漏监测***及方法 |
| RU2752449C1 (ru) * | 2021-06-12 | 2021-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Экваремкомплект" | Система "смарт-мониторинг" для дистанционного контроля состояния запорной арматуры магистральных газопроводов |
| CN115031906A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-09-09 | 成都铭鉴知源油田工程科技有限公司 | 基于次声波的管道泄漏在线监测方法 |
-
2022
- 2022-10-12 CN CN202211248124.2A patent/CN115388343B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007107897A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | High Pressure Gas Safety Institute Of Japan | ガス漏洩検知装置 |
| CN101270853A (zh) * | 2008-05-15 | 2008-09-24 | 中国石油大学(北京) | 基于次声波的天然气管道泄漏远程检测装置、方法及*** |
| CN101832472A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-09-15 | 中国石油化工股份有限公司管道储运分公司 | 利用次声波实现管道泄漏检测的*** |
| CN101936455A (zh) * | 2010-07-20 | 2011-01-05 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于高压管道内流体泄漏监测的次声与低频声传感器 |
| CN102997044A (zh) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | 中国石油天然气集团公司 | 一种天然气管道泄漏检测传感器组的抗偏振衰落方法和*** |
| CN102563364A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 张钧 | 天然气输气管道泄漏监测定位装置 |
| CN105156905A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-12-16 | 南京声宏毅霆网络科技有限公司 | 管道的泄漏监测***及监测方法、监测设备和服务器 |
| CN205090197U (zh) * | 2015-07-09 | 2016-03-16 | 南京声宏毅霆网络科技有限公司 | 管道的泄漏监测***及监测设备 |
| CN107940246A (zh) * | 2017-03-15 | 2018-04-20 | 吉林省百瑞生科技发展有限公司 | 一种流体管道泄漏源监测定位***及方法 |
| CN109027705A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-18 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种海底管道次声波泄漏监测*** |
| WO2021027803A1 (zh) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | 常州大学 | 一种城市非金属管道泄漏定位方法 |
| CN112594559A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种海底输油管道泄漏监测***及方法 |
| RU2752449C1 (ru) * | 2021-06-12 | 2021-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Экваремкомплект" | Система "смарт-мониторинг" для дистанционного контроля состояния запорной арматуры магистральных газопроводов |
| CN115031906A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-09-09 | 成都铭鉴知源油田工程科技有限公司 | 基于次声波的管道泄漏在线监测方法 |
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| Publication number | Publication date |
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