JPH0763637A - Method for detecting leak of pipe line - Google Patents
Method for detecting leak of pipe lineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば石油や天然ガス
等の流体を輸送するパイプラインにおいて、特に輸送時
におけるパイプラインからの流体の漏洩を検知する方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipeline for transporting a fluid such as oil or natural gas, and more particularly to a method for detecting a leak of fluid from the pipeline during transportation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にパイプラインの漏洩を検知する方
法としては、例えば被輸送体がガスの場合に、ガス成分
を直接センサで感知するガス検知器等を用いる直接的な
検知方法と、パイプラインの流動シミュレーションによ
る計算値と実際の測定値とを比較する間接的な方法に分
類することができる。本発明に関係する後者の方法にお
いては、従来、例えば入口圧力−出口流量のような１種
類の境界条件でシミュレーションを行い、そのシミュレ
ーション計算結果と、圧力計や流量計の実測値との比較
から漏洩を検知していた。2. Description of the Related Art Generally, as a method for detecting a leak in a pipeline, for example, when the transport target is gas, a direct detection method using a gas detector or the like for directly sensing a gas component by a sensor, and a pipeline Can be categorized as an indirect method of comparing the calculated value by the flow simulation with the actual measured value. In the latter method related to the present invention, conventionally, simulation is performed under one kind of boundary condition such as inlet pressure-outlet flow rate, and the simulation calculation result is compared with the actual measurement value of the pressure gauge or the flow meter. The leak was detected.
【０００３】このような間接的方法の公知文献として
は、例えば“ＰＩＰＥＬＩＮＥ ＬＥＡＫ ＤＥＴＥＣ
ＴＩＯＮ １９８８，ＡＳＭＥ（米国機械学会）ＰＤ−
Ｖｏｌ．１９，ｐｐ．５５−６０”に記載されたものが
ある。この文献では、パイプラインの入口側に圧力計と
出口側に流量計が設置され、またパイプラインの途中に
複数個の圧力計がそれぞれ所定間隔で設置されたパイプ
ラインの漏洩検知システムにおいて、前記パイプライン
の入口圧力計と出口流量計の計測値を境界条件として、
漏洩が無い場合のパイプライン内の圧力分布をシミュレ
ーションにより算出し、このシミュレーション結果の圧
力算出値と、実際にパイプラインの途中に設置さたれ各
圧力計の測定値に基づく測定圧力分布との差が基準値よ
り大きいか、小さいかにより漏洩の有無を判別する手法
が開示されている。As a known document for such an indirect method, for example, "PIPELINE LEAK DETEC"
TION 1988, ASME (American Society of Mechanical Engineers) PD-
Vol. 19, pp. 55-60 ". In this document, a pressure gauge is installed on the inlet side of the pipeline and a flow meter is installed on the outlet side, and a plurality of pressure gauges are provided at predetermined intervals in the middle of the pipeline. In the installed pipeline leak detection system, as a boundary condition, the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline,
The pressure distribution in the pipeline when there is no leakage is calculated by simulation, and the difference between the pressure calculation value of this simulation result and the measured pressure distribution based on the measurement value of each pressure gauge actually installed in the middle of the pipeline. There is disclosed a method of discriminating the presence / absence of leakage depending on whether is larger or smaller than a reference value.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなパイプラインの漏洩検知方法では、パイプライン
の入口又は出口に近い位置で漏洩が発生した場合には、
漏洩の検知が困難であるという問題点があった。図５は
パイプラインの入口近くで漏洩が発生した場合の圧力分
布の説明図であり、横軸はパイプラインの入口から出口
に向けての距離、ｓ０〜ｓ６は圧力計の設定位置、ｐ０
は漏洩位置、縦軸はパイプライン内の圧力をそれぞれ示
す。また同図の実線は、前記入口圧力−出口流量の境界
条件で、無漏洩の場合のシミュレーションを行った結果
に基づく計算圧力分布曲線で、破線は位置ｐ０に漏洩が
発生した場合の各圧力計の測定値に基づく測定圧力分布
曲線である。However, in the above-described pipeline leak detection method, when a leak occurs near the inlet or outlet of the pipeline,
There was a problem that it was difficult to detect the leak. FIG. 5 is an explanatory diagram of the pressure distribution when leakage occurs near the pipeline inlet, the horizontal axis is the distance from the pipeline inlet to the outlet, s0 to s6 are the setting positions of the pressure gauge, and p0.
Indicates the leak position, and the vertical axis indicates the pressure in the pipeline. Further, the solid line in the figure is a calculated pressure distribution curve based on the result of the simulation in the case of no leakage under the boundary condition of the inlet pressure-outlet flow rate, and the broken line is each pressure gauge when leakage occurs at the position p0. It is a measured pressure distribution curve based on the measured value of.
【０００５】図５において、漏洩が無い場合を想定して
シミュレーションを行ない算出したパイプラインの各位
置における圧力の算出値（実線）と、実際に漏洩が発生
したときの各圧力計の測定値（破線）との差は小さいの
で、この差によって漏洩発生を判定することは困難であ
る。この場合に、実質的に漏洩検知に有効なデータとし
ては、入口流量の計算値と測定値との差データのみとな
る。同様に、流動シミュレーションの境界条件を入口流
量−出口圧力とした場合は、出口に近い位置での漏洩検
知に有効なデータは出口流量の計算値と測定値との差デ
ータのみとなる。In FIG. 5, calculated values (solid lines) of pressure at each position of the pipeline calculated by performing a simulation assuming that there is no leakage, and measured values of each pressure gauge when an actual leakage occurs ( Since the difference with the broken line) is small, it is difficult to determine the occurrence of leakage based on this difference. In this case, the only data substantially effective for leak detection is the difference data between the calculated and measured inlet flow rates. Similarly, when the boundary condition of the flow simulation is inlet flow rate-outlet pressure, the only data effective for leak detection at a position near the outlet is the difference data between the calculated value and the measured value of the outlet flow rate.
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、パイプラインで流体を輸送する場合に、
パイプラインのどの位置で漏洩が発生しても、その漏洩
位置に関係なしに、確実に漏洩を検知できるパイプライ
ンの漏洩検知方法を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and when a fluid is transported in a pipeline,
An object of the present invention is to provide a pipeline leak detection method that can reliably detect leaks regardless of the leak position in the pipeline regardless of the leak position.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本請求項１に係るパイプ
ラインの漏洩検知方法は、流体を輸送するパイプライン
の入口及び出口付近にそれぞれ圧力計と流量計を設置し
てパイプラインの漏洩を検知する方法において、前記パ
イプラインの入口圧力計と出口流量計の計測値を境界条
件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力分布及
び流量分布をシミュレートする第１の流動シミュレーシ
ョンを行なう工程と、前記パイプラインの入口流量計と
出口圧力計の計測値を境界条件として、無漏洩の場合の
パイプライン内の圧力分布及び流量分布をシミュレート
する第２の流動シミュレーションを、前記第１の流動シ
ミュレーションと同時にまたは交互に行なう工程と、前
記第１の流動シミュレーションの結果得られた第１の圧
力分布または流量分布と、前記第２の流動シミュレーシ
ョンの結果得られた第２の圧力分布または流量分布との
パイプラインの各位置におけるシミュレーション圧力差
またはシミュレーション流量差を算出し、該シミュレー
ション圧力差またはシミュレーション流量差がパイプラ
インの位置に対応してそれぞれ設定されたしきい値を越
えた場合に漏洩が発生したものと判別する漏洩検知工程
とを含むものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a leak detecting method for a pipeline, wherein a pressure gauge and a flow meter are installed near an inlet and an outlet of a pipeline for transporting fluid. In the detecting method, a step of performing a first flow simulation for simulating a pressure distribution and a flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage, with the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flowmeter of the pipeline as boundary conditions. And a second flow simulation for simulating a pressure distribution and a flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage, with the measured values of the inlet flow meter and the outlet pressure gauge of the pipeline as boundary conditions. Steps to be performed simultaneously or alternately with the flow simulation, and the first pressure distribution or flow rate obtained as a result of the first flow simulation. A simulation pressure difference or a simulation flow rate difference at each position of the pipeline between the cloth and the second pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the second flow simulation is calculated, and the simulation pressure difference or the simulation flow rate difference is calculated. And a leak detection step of determining that a leak has occurred when the threshold values set respectively corresponding to the positions of the pipelines are exceeded.
【０００８】本請求項２に係るパイプラインの漏洩検知
方法は、流体を輸送するパイプラインの入口及び出口付
近にそれぞれ圧力計と流量計を設置し、またパイプライ
ンの途中にそれぞれ所定間隔で複数の圧力計または流量
計を設置してパイプラインの漏洩を検知する方法におい
て、前記パイプラインの入口圧力計と出口流量計の計測
値を境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内の
圧力分布及び流量分布をシミュレートする第１の流動シ
ミュレーションを行なう工程と、前記パイプラインの入
口流量計と出口圧力計の計測値を境界条件として、無漏
洩の場合のパイプライン内の圧力分布及び流量分布をシ
ミュレートする第２の流動シミュレーションを、前記第
１の流動シミュレーションと同時にまたは交互に行なう
工程と、前記第１の流動シミュレーションの結果得られ
た第１の圧力分布または流量分布と、前記第２の流動シ
ミュレーションの結果得られた第２の圧力分布または流
量分布とのパイプラインの各位置におけるシミュレーシ
ョン圧力平均値またはシミュレーション流量平均値を算
出するシミュレーション平均値算出工程と、前記パイプ
ラインの各位置において算出されたシミュレーション圧
力平均値またはシミュレーション流量平均値と、前記パ
イプラインの途中にそれぞれ所定間隔で設置された複数
の圧力計または流量計の測定値に基づく測定圧力分布ま
たは測定流量分布とのパイプラインの各位置における圧
力差または流量差を算出し、該圧力差または流量差がパ
イプラインの位置に対応してそれぞれ設定されたしきい
値を越えた場合に漏洩が発生したものと判別する漏洩検
知工程とを含むものである。In the pipeline leakage detection method according to the second aspect of the present invention, a pressure gauge and a flow meter are installed near the inlet and outlet of the pipeline for transporting fluid, and a plurality of pressure gauges and flow meters are provided at predetermined intervals in the pipeline. In the method for detecting leaks in a pipeline by installing a pressure gauge or a flow meter, the pressure distribution in the pipeline in the case of no leak, with the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline as boundary conditions. And a step of performing a first flow simulation for simulating a flow rate distribution, and a pressure distribution and a flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage, with the measured values of the inlet flow meter and the outlet pressure gauge of the pipeline as boundary conditions. A second flow simulation for simulating the first flow simulation at the same time as or alternately with the first flow simulation; Simulation pressure average value or simulation at each position of the pipeline between the first pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the flow simulation and the second pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the second flow simulation A simulation average value calculating step of calculating a flow rate average value, a simulation pressure average value or a simulation flow rate average value calculated at each position of the pipeline, and a plurality of pressures installed at predetermined intervals in the middle of the pipeline Calculates the pressure difference or flow rate difference at each position of the pipeline from the measured pressure distribution or measured flow rate distribution based on the measurement value of the flowmeter or flowmeter, and sets the pressure difference or flow rate difference corresponding to the pipeline position, respectively. If a threshold is exceeded, a leak will occur It is intended to include a leak detection step to determine that.
【０００９】本請求項３に係るパイプラインの漏洩検知
方法は、前記請求項２に係る漏洩検知工程が漏洩が発生
したものと判別した場合に、前記圧力差または流量差が
パイプライン内で最大の値となる位置を算出して、該算
出位置を漏洩発生位置と推定する漏洩位置推定工程を前
記請求項２に係るパイプラインの漏洩検知方法に付加し
たものである。In the pipeline leak detecting method according to the present invention, when the leak detecting step according to claim 2 determines that a leak has occurred, the pressure difference or flow rate difference is maximum in the pipeline. A leak position estimating step of calculating a position having a value of 1 and estimating the calculated position as a leak occurrence position is added to the pipeline leak detecting method according to claim 2.
【００１０】[0010]
【作用】本請求項１に係る発明においては、流体を輸送
するパイプラインの入口及び出口付近にそれぞれ圧力計
と流量計を設置してパイプラインの漏洩を検知する方法
において、第１の流動シミュレーションを行なう工程に
より、前記パイプラインの入口圧力計と出口流量計の計
測値を境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内
の圧力分布及び流量分布をシミュレートする。また前記
第１の流動シミュレーションと同時にまたは交互に、第
２の流動シミュレーションを行なう工程により、前記パ
イプラインの入口流量計と出口圧力計の計測値を境界条
件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力分布及
び流量分布をシミュレートする。そして漏洩検知工程に
より、前記第１の流動シミュレーションの結果得られた
第１の圧力分布または流量分布と、前記第２の流動シミ
ュレーションの結果得られた第２の圧力分布または流量
分布とのパイプラインの各位置におけるシミュレーショ
ン圧力差またはシミュレーション流量差を算出し、該シ
ミュレーション圧力差またはシミュレーション流量差が
パイプラインの位置に対応してそれぞれ設定されたしき
い値を越えた場合に漏洩が発生したものと判別する。In the method according to the first aspect of the present invention, there is provided a first flow simulation in a method for detecting leakage of a pipeline by installing a pressure gauge and a flow meter near an inlet and an outlet of a pipeline for transporting a fluid. In the step of performing, the pressure distribution and flow distribution in the pipeline in the case of no leakage are simulated with the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline as boundary conditions. In addition, by performing the second flow simulation simultaneously with or alternately with the first flow simulation, the inside of the pipeline in the case of no leakage is determined with the measured values of the inlet flow meter and the outlet pressure gauge of the pipeline as boundary conditions. Simulate the pressure and flow distributions of. A pipeline of the first pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the first flow simulation and the second pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the second flow simulation by the leakage detection step. It is assumed that leakage is generated when the simulation pressure difference or the simulation flow rate difference at each position is calculated, and the simulation pressure difference or the simulation flow rate difference exceeds the threshold values respectively set corresponding to the pipeline positions. Determine.
【００１１】本請求項２に係る発明においては、流体を
輸送するパイプラインの入口及び出口付近にそれぞれ圧
力計と流量計を設置し、またパイプラインの途中にそれ
ぞれ所定間隔で複数の圧力計または流量計を設置してパ
イプラインの漏洩を検知する方法において、第１の流動
シミュレーションを行なう工程により、前記パイプライ
ンの入口圧力計と出口流量計の計測値を境界条件とし
て、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力分布及び流量
分布をシミュレートする。また前記第１の流動シミュレ
ーションと同時にまたは交互に、第２の流動シミュレー
ションを行なう工程により、前記パイプラインの入口流
量計と出口圧力計の測定値を境界条件として、無漏洩の
場合のパイプライン内の圧力分布及び流量分布をシミュ
レートする。そしてシミュレーション平均値算出工程に
より、前記第１の流動シミュレーションの結果得られた
第１の圧力分布または流量分布と、前記第２の流動シミ
ュレーションの結果得られた第２の圧力分布または流量
分布とのパイプラインの各位置におけるシミュレーショ
ン圧力平均値またはシミュレーション流量平均値を算出
し、漏洩検知工程により、前記パイプラインの各位置に
おいて算出されたシミュレーション圧力平均値またはシ
ミュレーション流量平均値と、前記パイプラインの途中
にそれぞれ所定間隔で設置された複数の圧力計または流
量計の測定値に基づく測定圧力分布または測定流量分布
とのパイプラインの各位置における圧力差または流量差
を算出し、該圧力差または流量差がパイプラインの位置
に対応してそれぞれ設定されたしきい値を越えた場合に
漏洩が発生したものと判別する。According to the second aspect of the present invention, a pressure gauge and a flow meter are installed near the inlet and outlet of a pipeline for transporting fluid, and a plurality of pressure gauges or a plurality of pressure gauges are provided at predetermined intervals in the pipeline. In a method of detecting leakage of a pipeline by installing a flow meter, in the case of no leakage in the first flow simulation step, the measurement values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline are used as boundary conditions. Simulate pressure and flow distributions in a pipeline. In addition, the second flow simulation is performed simultaneously or alternately with the first flow simulation, and the measured values of the inlet flow meter and the outlet pressure gauge of the pipeline are used as boundary conditions in the pipeline in the case of no leakage. Simulate the pressure and flow distributions of. Then, in the simulation average value calculation step, the first pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the first flow simulation and the second pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the second flow simulation are The simulation pressure average value or the simulation flow rate average value at each position of the pipeline is calculated, and the leakage pressure detection step calculates the simulation pressure average value or the simulation flow rate average value at each position of the pipeline and the middle of the pipeline. Calculate the pressure difference or flow rate difference at each position of the pipeline with the measured pressure distribution or the measured flow rate distribution based on the measured values of a plurality of pressure gauges or flowmeters installed at predetermined intervals respectively, and then calculate the pressure difference or flow rate difference. Were set according to the position of the pipeline Leakage when exceeding the threshold is determined that the generated.
【００１２】本請求項３に係る発明においては、前記請
求項２に係る発明に付加された漏洩位置推定工程によ
り、前記請求項２に係る漏洩検知工程が漏洩が発生した
ものと判別した場合に、前記圧力差または流量差がパイ
プライン内で最大の値となる位置を算出して、該算出位
置を漏洩発生位置と推定する。In the invention according to claim 3, when the leakage position estimating step added to the invention according to claim 2 determines that the leakage detecting step according to claim 2 has caused leakage. The position where the pressure difference or the flow amount difference becomes the maximum value in the pipeline is calculated, and the calculated position is estimated to be the leak occurrence position.
【００１３】[0013]
【実施例】図３は本発明の一実施例による圧力計と流量
計を設置したパイプラインの例を示す概念図である。図
３において、１は例えば天然ガス等の流体を輸送するた
めに配設されたパイプラインであり、その入口２付近に
は圧力計１０と流量計２０が、出口３付近には圧力計１
６と流量計２６が設置されている。また、パイプライン
１の途中には、それぞれ所定間隔で圧力計１１〜１５が
設置されている。そして圧力計１０〜１６及び流量計２
０，２６の各出力信号は、この図では省略されている
が、テレメータリング装置等を通じて同一のコンピュー
タに取り込まれている。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a pipeline in which a pressure gauge and a flow meter according to an embodiment of the present invention are installed. In FIG. 3, reference numeral 1 is a pipeline arranged for transporting a fluid such as natural gas. A pressure gauge 10 and a flow meter 20 are provided near an inlet 2 thereof, and a pressure gauge 1 is provided near an outlet 3 thereof.
6 and a flow meter 26 are installed. In addition, pressure gauges 11 to 15 are installed in the pipeline 1 at predetermined intervals. And pressure gauges 10 to 16 and flowmeter 2
Although not shown in the figure, the output signals of 0 and 26 are taken into the same computer through a telemetering device or the like.
【００１４】図４は無漏洩の場合のガスパイプラインの
圧力分布の一例を示す図である。図４において、横軸は
パイプライン１の入口２から出口３に向けての距離、ｓ
０〜ｓ６は圧力計１０〜１６の設定位置、縦軸はパイプ
ライン１の内圧、ａ０は圧力計１０〜１６の各測定値に
基づいた測定圧力分布を表す曲線である。この測定圧力
分布曲線ａ０により、パイプライン１に漏洩が無い場合
おける圧力は、入口の高圧側から出口の低圧側の間で滑
らかに湾曲する曲線を描くことが把握できる。また無漏
洩の場合の流動シミュレーションが正確に計算されれ
ば、その境界条件の採り方に関係なく、シミュレーショ
ンにより計算されるパイプライン内の計算圧力分布は、
パイプラインに実際に設置された各圧力計の測定値に基
づく測定圧力分布ａ０と誤差範囲内で一致する計算結果
を得ることができる。FIG. 4 is a diagram showing an example of pressure distribution in the gas pipeline in the case of no leakage. In FIG. 4, the horizontal axis is the distance from the inlet 2 to the outlet 3 of the pipeline 1, s
0 to s6 are set positions of the pressure gauges 10 to 16, the vertical axis is the internal pressure of the pipeline 1, and a0 is a curve representing the measured pressure distribution based on each measured value of the pressure gauges 10 to 16. It can be understood from the measured pressure distribution curve a0 that the pressure in the pipeline 1 when there is no leakage draws a curve that smoothly curves from the high pressure side of the inlet to the low pressure side of the outlet. Moreover, if the flow simulation in the case of no leakage is calculated accurately, the calculated pressure distribution in the pipeline calculated by the simulation will be irrespective of how the boundary conditions are adopted.
It is possible to obtain a calculation result that matches the measured pressure distribution a0 based on the measured value of each pressure gauge actually installed in the pipeline within the error range.
【００１５】図１は本発明の第１の実施例を示すパイプ
ラインの漏洩検知方法の説明図であり、同図の（ａ）は
パイプラインの入口に近い位置ｐ１で、また同図の
（ｂ）はパイプラインの出口に近いｐ２で、それぞれ漏
洩が発生した場合の計算及び測定に基づく圧力分布を示
している。図１により本発明の第１の実施例を説明す
る。図１の（ａ）において、破線のａ１はパイプライン
の入口に近い位置ｐ１で漏洩が発生している場合の、圧
力計１０〜１６の各測定値に基づいた測定圧力分布を表
す曲線である。このとき、入口圧力計１０と出口流量計
２６の各測定値を境界条件とする無漏洩の場合の流動シ
ミュレーション（以下第１の流動シミュレーションとい
う）により計算された計算圧力分布は実線のｂ１のよう
になる。一方、入口流量計２０と出口圧力計１６の各測
定値を境界条件とする無漏洩の場合の流動シミュレーシ
ョン（以下第２の流動シミュレーションという）により
計算された計算圧力分布は実線のｃ１のようになる。こ
の例の場合、計算圧力分布ｂ１と測定圧力分布ａ１の差
は小さいが、代わりに、計算圧力分布ｃ１と測定圧力分
布ａ１の差は大きくなっている。FIG. 1 is an explanatory view of a pipeline leak detection method showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a position p1 near the entrance of the pipeline, and FIG. b) is p2 near the outlet of the pipeline, and shows the pressure distribution based on calculation and measurement when a leak occurs. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1A, the broken line a1 is a curve representing the measured pressure distribution based on the respective measured values of the pressure gauges 10 to 16 when leakage occurs at the position p1 close to the inlet of the pipeline. . At this time, the calculated pressure distribution calculated by the flow simulation (hereinafter referred to as the first flow simulation) in the case of no leakage in which the measured values of the inlet pressure gauge 10 and the outlet flowmeter 26 are the boundary conditions is as shown by the solid line b1. become. On the other hand, the calculated pressure distribution calculated by a flow simulation (hereinafter referred to as a second flow simulation) in the case of no leakage in which each measurement value of the inlet flow meter 20 and the outlet pressure gauge 16 is used as a boundary condition is as shown by a solid line c1. Become. In the case of this example, the difference between the calculated pressure distribution b1 and the measured pressure distribution a1 is small, but instead, the difference between the calculated pressure distribution c1 and the measured pressure distribution a1 is large.
【００１６】図１の（ｂ）は、パイプライン１の出口に
近い位置ｐ２で漏洩が発生した場合に、圧力計１０〜１
６の各測定値に基づく測定圧力分布を破線のａ２、前記
第１の流動シミュレーションに基づく計算圧力分布を実
線のｂ２、前記第２の流動シミュレーションに基づく計
算圧力分布を実線のｃ２としてそれぞれ示している。従
って図１の（ｂ）のａ２，ｂ２，ｃ２は、それぞれ図１
の（ａ）のａ１，ｂ１，ｃ１に対応している。この例の
場合は、前記漏洩位置がｐ１の場合とは逆に、計算圧力
分布ｂ２と測定圧力分布ａ２の差は大きく、計算圧力分
布ｃ２と測定圧力分布ａ２の差は小さくなっている。FIG. 1B shows the pressure gauges 10 to 1 when a leak occurs at a position p2 near the outlet of the pipeline 1.
6 shows the measured pressure distribution based on each measurement value as a2 of a broken line, the calculated pressure distribution based on the first flow simulation as a solid line b2, and the calculated pressure distribution based on the second flow simulation as a solid line c2. There is. Therefore, a2, b2, and c2 in FIG.
(A) corresponds to a1, b1, c1. In the case of this example, contrary to the case where the leakage position is p1, the difference between the calculated pressure distribution b2 and the measured pressure distribution a2 is large, and the difference between the calculated pressure distribution c2 and the measured pressure distribution a2 is small.
【００１７】そこで、前記２つの流動シミュレーション
のうちのいずれか一方のみを行って、その計算圧力分布
を実際の測定圧力分布と比較する従来方法に代えて、本
発明においては、前記境界条件の異なる２種類の流動シ
ミュレーションを、同時にまたは交互に行なって、前記
２つの流動シミュレーションの結果として得られた２つ
の計算圧力分布の間のパイプラインの各位置における圧
力差（シミュレーション圧力差）を求める。そして、パ
イプラインの位置に対応してそれぞれ設定されたしきい
値と前記シミュレーション圧力差とを比較し、シミュレ
ーション圧力差がしきい値を越えた場合に、漏洩が発生
したものとして検知する。ここで前記しきい値は、パイ
プラインの位置に対応してそれぞれ値の異なる複数のし
きい値を設定するようにしているが、これは前記シミュ
レーション圧力差がパイプラインの漏洩位置により異な
ること及びパイプライン内の圧力変動も入口と出口の間
の位置によって異なっているので、これに対応して設定
するためである。即ち圧力変動の大きい位置では、しき
い値をやや大きな値に設定しているので、圧力変動を誤
って漏洩発生として検知することはない。Therefore, instead of the conventional method of performing only one of the two flow simulations and comparing the calculated pressure distribution with the actual measured pressure distribution, in the present invention, the boundary conditions are different. Two kinds of flow simulations are performed simultaneously or alternately to obtain the pressure difference (simulation pressure difference) at each position of the pipeline between the two calculated pressure distributions obtained as a result of the two flow simulations. Then, the threshold value set corresponding to the position of the pipeline is compared with the simulation pressure difference, and when the simulation pressure difference exceeds the threshold value, it is detected that leakage has occurred. Here, the threshold is set to a plurality of thresholds having different values corresponding to the position of the pipeline, which means that the simulation pressure difference differs depending on the leak position of the pipeline. This is because the pressure fluctuation in the pipeline also differs depending on the position between the inlet and the outlet, and is set accordingly. That is, since the threshold value is set to a slightly large value at the position where the pressure fluctuation is large, the pressure fluctuation is not erroneously detected as the occurrence of leakage.
【００１８】本発明は上記の漏洩検知方法により、従来
方法における圧力の計算値と測定値の差よりも、大きな
シミュレーション圧力差を用いて漏洩を検知するので、
パイプラインのどの位置に漏洩が発生しても、ほぼ同一
の精度で検知が可能となり、従来よりも漏洩検知能力が
向上した。さらにこの方法によれば、パイプラインの途
中の圧力測定値を使用しなくともよいので、パイプライ
ン１の途中に圧力計１１〜１５を設置しなくとも、入口
側と出口側にそれぞれ圧力計と流量計を設置するのみ
で、漏洩検知を行うことができる。従って計測設備費が
少くてすむという利点もある。According to the present invention, the leak detection method uses the simulation pressure difference larger than the difference between the calculated pressure value and the measured value in the conventional method to detect the leak.
No matter where the leak occurs in the pipeline, it is possible to detect with almost the same accuracy, and the leak detection capability is improved compared to the past. Further, according to this method, since it is not necessary to use the pressure measurement value in the middle of the pipeline, even if the pressure gauges 11 to 15 are not installed in the middle of the pipeline 1, the pressure gauges are respectively provided on the inlet side and the outlet side. Leakage can be detected simply by installing a flow meter. Therefore, there is also an advantage that the measurement equipment cost is low.
【００１９】図２は本発明の第２の実施例を示すパイプ
ラインの漏洩検知方法及び漏洩位置推定方法の説明図で
あり、同図により本発明の第２の実施例を説明する。図
２の（ａ）はパイプライン１の途中の位置ｐ３で漏洩が
発生した場合の計算及び測定に基づく圧力分布を示して
いる。同図において、ａ３は圧力計１０〜１６の各測定
値に基づく測定圧力分布、ｂ３は前記第１のシミュレー
ションに基づく計算圧力分布、ｃ３は前記第２の流動シ
ミュレーションに基づく計算圧力分布をそれぞれ示して
おり、それぞれ図１の（ａ）のａ１，ｂ１，ｃ１に対応
している。ここで前記２つの流動シミュレーションに基
づく計算圧力分布ｂ３とｃ３のパイプラインの各位置に
おける圧力の平均値（シミュレーション圧力の平均値）
を求めると、図の一点鎖線で示す曲線ｄ３を得る。本発
明ではこのｄ３を、計算平均圧力分布またはシミュレー
ション平均圧力分布という。FIG. 2 is an explanatory view of a leak detecting method and a leak position estimating method of a pipeline showing a second embodiment of the present invention, and the second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. FIG. 2A shows a pressure distribution based on calculation and measurement when a leak occurs at a position p3 in the middle of the pipeline 1. In the figure, a3 indicates a measured pressure distribution based on each measurement value of the pressure gauges 10 to 16, b3 indicates a calculated pressure distribution based on the first simulation, and c3 indicates a calculated pressure distribution based on the second flow simulation. 1 corresponds to a1, b1 and c1 in FIG. Here, the average value of the pressure at each position of the pipeline of the calculated pressure distributions b3 and c3 based on the two flow simulations (the average value of the simulation pressure)
Is obtained, a curve d3 indicated by the alternate long and short dash line in the figure is obtained. In the present invention, this d3 is referred to as a calculated average pressure distribution or a simulated average pressure distribution.
【００２０】図２の（ｂ）により、第２の実施例の漏洩
検知方法及び漏洩位置推定方法を説明する。同図におい
て、破線の曲線ｅ３は、前記シミュレーション平均圧力
分布ｄ３と各圧力計の測定値に基づく測定圧力分布ａ３
との圧力差を、パイプライン１の入口から出口に向けて
の距離に対して描いたものである。そして上記手順によ
って得られた前記圧力差を示す曲線ｅ３と、漏洩判定の
ためパイプラインの位置に対応してそれぞれ設定された
しきい値とをパイプラインの位置毎に比較し、曲線ｅ３
のいずれかの部分が前記しきい値を越えた場合に、漏洩
が発生したものと判別することができる。図２の（ｂ）
の例では、曲線ｅ３は、位置ｓ２とｓ３の間に設定され
たしきい値を示す直線ｆ３を越えているので、漏洩が発
生したものと判別される。A leakage detection method and a leakage position estimation method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, a broken line curve e3 indicates the simulated average pressure distribution d3 and the measured pressure distribution a3 based on the measured values of each pressure gauge.
And the pressure difference between and is plotted against the distance from the inlet to the outlet of the pipeline 1. Then, the curve e3 showing the pressure difference obtained by the above procedure is compared with the threshold value set corresponding to the pipeline position for leak determination for each pipeline position, and the curve e3 is obtained.
When any part of the above exceeds the threshold value, it can be determined that leakage has occurred. 2 (b)
In the example, since the curve e3 exceeds the straight line f3 indicating the threshold value set between the positions s2 and s3, it is determined that leakage has occurred.
【００２１】ここで前記しきい値は、パイプラインの位
置に対応してそれぞれ値の異なる複数のしきい値を設定
するようにしているが、これはパイプラインに沿って設
置される圧力計１０〜１６には異なる機種の計器が混在
する場合があり、この場合には機種により応答速度や計
測精度等が異なること、及びパイプライン内の圧力変動
も入口と出口の間の位置によって異なっているので、こ
れらに対応して設定するためである。その結果、圧力変
動の大きい位置においても、圧力変動を誤って漏洩発生
として検知することはない。Here, the threshold value is set to a plurality of threshold values having different values corresponding to the position of the pipeline. This is the pressure gauge 10 installed along the pipeline. There is a case where instruments of different models are mixed in -16. In this case, the response speed and measurement accuracy are different depending on the model, and the pressure fluctuation in the pipeline is also different depending on the position between the inlet and the outlet. This is because the setting is made corresponding to these. As a result, even at a position where the pressure fluctuation is large, the pressure fluctuation is not erroneously detected as the occurrence of leakage.
【００２２】次に前記圧力差を示す曲線ｅ３の形状と漏
洩発生位置ｐ３との関係を考察すると、曲線ｅ３は漏洩
発生位置ｐ３において最大値を有する山形となることが
わかる。従って前記手順によって曲線ｅ３を算出した後
に、パイプライン内で曲線ｅ３の値が最大値となる位置
を算出して、この算出位置を漏洩発生位置として推定す
ることができる。なお、圧力測定位置ｓ０〜ｓ６は、所
定間隔毎に設定された離散位置であるので、曲線ｅ３も
離散的にしか求まらないが、この曲線上の限られた点か
ら通常の補間手法を用いて曲線の最大値の位置を求める
ことは容易に可能である。Next, considering the relationship between the shape of the curve e3 indicating the pressure difference and the leakage occurrence position p3, it is found that the curve e3 has a mountain shape having the maximum value at the leakage occurrence position p3. Therefore, after the curve e3 is calculated by the above procedure, the position where the value of the curve e3 has the maximum value is calculated in the pipeline, and this calculated position can be estimated as the leak occurrence position. Since the pressure measurement positions s0 to s6 are discrete positions set at predetermined intervals, the curve e3 can be obtained only discretely, but a normal interpolation method can be applied from the limited points on this curve. It is easily possible to determine the position of the maximum value of the curve using.
【００２３】なお前記第１及び第２の流動シミュレーシ
ョンにおいては、入口及び出口計測値の境界条件に基づ
き、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力分布のみを算
出するように説明したが、これは通常パイプラインの途
中に複数個設置される計器は圧力計の場合が多いので、
この圧力計の測定値とシミュレーション値との比較がで
きるという説明上の都合である。実際にパイプライン内
の圧力分布を算出する過程では、当然に流量分布も算出
されることになる。また輸送する流体が気体の場合に
は、その圧縮性のため、無漏洩の場合でも、入口流量と
出口流量とは等しくないとか、時間遅れがある等の現象
を伴うので、この場合にはパイプライン内の流量分布は
重要な意味をもつ。In the first and second flow simulations, it is explained that only the pressure distribution in the pipeline in the case of no leakage is calculated based on the boundary condition of the measured values of the inlet and the outlet. Usually, a number of instruments installed in the middle of the pipeline are often pressure gauges.
It is convenient for explanation that the measured value of the pressure gauge and the simulated value can be compared. In the process of actually calculating the pressure distribution in the pipeline, the flow rate distribution is naturally calculated. Also, when the fluid to be transported is a gas, due to its compressibility, even if there is no leakage, there are phenomena such as the inlet flow rate not equal to the outlet flow rate, and there is a time delay. The flow rate distribution in the line has an important meaning.
【００２４】従って図１で説明した第１の実施例におい
て、シミュレーション圧力差に代えてシミュレーション
流量差をしきい値と比較して漏洩検知を行なうようにし
てもよい。またパイプラインの途中に、前記複数の圧力
計に代えて複数の流量計が設置されるか、または複数の
圧力計と共に、複数の流量計が設置される場合には、図
２で説明した第２の実施例において、圧力差ｅ３に代え
て流量差を流量しきい値と比較して漏洩検知を行なうよ
うにしてもよく、さらに、圧力差ｅ３と圧力しきい値と
の比較と、流量差と流量しきい値との比較を共に行な
い、両方の判別結果が共に漏洩発生を示す場合に、はじ
めて漏洩検知を行ない誤動作を防止するようにしてもよ
い。Therefore, in the first embodiment described with reference to FIG. 1, the leak detection may be performed by comparing the simulated flow rate difference with the threshold value instead of the simulated pressure difference. In the case where a plurality of flow meters are installed in place of the plurality of pressure gauges in the middle of the pipeline, or a plurality of flow meters are installed together with the plurality of pressure gauges, the number of flow meters described in FIG. In the second embodiment, leak detection may be performed by comparing the flow rate difference with the flow rate threshold value instead of the pressure difference e3, and further, comparing the pressure difference e3 with the pressure threshold value and comparing the flow rate difference. May be compared with the flow rate threshold value, and when both determination results indicate leakage occurrence, leakage detection may be performed for the first time to prevent malfunction.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、流体を輸
送するパイプラインの入口及び出口付近にそれぞれ圧力
計と流量計を設置して、パイプラインの漏洩を検知する
方法において、前記パイプラインの入口圧力計と出口流
量計の計測値を境界条件とする第１の流動シミュレーシ
ョン、及びパイプラインの入口流量計と出口圧力計の計
測値を境界条件とする第２の流動シミュレーションを行
ない、それぞれ無漏洩の場合のパイプライン内の圧力分
布及び流量分布を算出し、この算出された２つの圧力分
布または流量分布の差をパイプラインの位置に対応した
しきい値と比較して漏洩を検知するようにしたので、パ
イプラインの途中に圧力計や流量計を設置しなくとも、
パイプラインのいずれの位置の漏洩も、その位置には関
係なく、ほぼ同一精度で漏洩検知が可能となり、従来よ
りも漏洩検知能力が向上した。As described above, according to the present invention, in a method for detecting leakage in a pipeline by installing a pressure gauge and a flow meter near the inlet and the outlet of a pipeline for transporting a fluid, the pipe is A first flow simulation with the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the line as boundary conditions, and a second flow simulation with the measured values of the inlet flow meter and outlet pressure gauge of the pipeline as boundary conditions, Calculates the pressure distribution and flow rate distribution in the pipeline when there is no leakage, and compares the difference between the two calculated pressure distributions or flow rate distributions with the threshold value corresponding to the pipeline position to detect leakage. Since it was done, without installing a pressure gauge or a flow meter in the middle of the pipeline,
Leakage at any position in the pipeline can be detected with almost the same accuracy regardless of the position, and the leak detection capability has been improved compared to the past.
【００２６】また本発明によれば、流体を輸送するパイ
プラインの入口及び出口付近にそれぞれ圧力計と流量計
を設置し、またパイプラインの途中にそれぞれ所定間隔
で複数の圧力計または流量計を設置してパイプラインの
漏洩を検知する方法において、前記第１の流動シミュレ
ーション及び第２の流動シミュレーションを行ない、そ
の結果得られるパイプライン内における２つの圧力分布
間の平均値と実際の計測値に基づく測定圧力との圧力
差、またはパイプライン内における２つの流量分布間の
流量平均値と実際の計測値に基づく測定流量との流量差
を算出し、この圧力差と圧力しきい値と比較するか、ま
たは流量差と流量しきい値と比較して漏洩を検知するよ
うにしたので、パイプラインのどの場所で漏洩が発生し
ても、確実に漏洩を検知できると共に、前記圧力差また
は流量差が最大値となる位置を求めることにより漏洩発
生位置を推定することができる。Further, according to the present invention, a pressure gauge and a flow meter are installed near the inlet and the outlet of a pipeline for transporting fluid, and a plurality of pressure gauges or flow meters are provided at predetermined intervals in the pipeline. In the method of installing and detecting the leakage of the pipeline, the first flow simulation and the second flow simulation are performed, and an average value and an actual measurement value between two pressure distributions in the resulting pipeline are obtained. Calculate the pressure difference between the measured pressure based on the actual measured value and the difference between the measured pressure based on the actual measured value and the difference between the measured pressure based on the actual measured value and the pressure difference between the two flow distributions in the pipeline. Or, since the leak is detected by comparing the flow rate difference with the flow rate threshold value, even if the leak occurs anywhere in the pipeline, the leak can be surely made. With possible knowledge, the pressure differential or flow rate difference can be used to estimate the leakage occurrence position by obtaining the position where the maximum value.
【図１】本発明の第１の実施例を示すパイプラインの漏
洩検知方法の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a pipeline leak detection method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例を示すパイプラインの漏
洩検知方法及び漏洩位置推定方法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a leak detection method and a leak position estimation method for a pipeline according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例による圧力計と流量計を設置
したパイプラインの例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a pipeline in which a pressure gauge and a flow meter according to an embodiment of the present invention are installed.
【図４】無漏洩の場合のガスパイプラインの圧力分布の
一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of pressure distribution in a gas pipeline in the case of no leakage.
【図５】パイプラインの入口近くで漏洩が発生した場合
の圧力分布の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of pressure distribution when leakage occurs near the pipeline inlet.
１ パイプライン ２ パイプラインの入口 ３ パイプラインの出口 １０〜１６ 圧力計 ２０，２６ 流量計 1 Pipeline 2 Pipeline inlet 3 Pipeline outlet 10-16 Pressure gauge 20,26 Flowmeter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 嘉章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Asano Nihon Kokan Co., Ltd. 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo
Claims (3)
出口付近にそれぞれ圧力計と流量計を設置してパイプラ
インの漏洩を検知する方法において、 前記パイプラインの入口圧力計と出口流量計の計測値を
境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力
分布及び流量分布をシミュレートする第１の流動シミュ
レーションを行なう工程と、 前記パイプラインの入口流量計と出口圧力計の計測値を
境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力
分布及び流量分布をシミュレートする第２の流動シミュ
レーションを、前記第１の流動シミュレーションと同時
にまたは交互に行なう工程と、 前記第１の流動シミュレーションの結果得られた第１の
圧力分布または流量分布と、前記第２の流動シミュレー
ションの結果得られた第２の圧力分布または流量分布と
のパイプラインの各位置におけるシミュレーション圧力
差またはシミュレーション流量差を算出し、該シミュレ
ーション圧力差またはシミュレーション流量差がパイプ
ラインの位置に対応してそれぞれ設定されたしきい値を
越えた場合に漏洩が発生したものと判別する漏洩検知工
程とを含むことを特徴とするパイプラインの漏洩検知方
法。1. A method for detecting leakage in a pipeline by installing a pressure gauge and a flow meter near an inlet and an outlet of a pipeline for transporting a fluid, and measuring the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline. A step of performing a first flow simulation for simulating a pressure distribution and a flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage with a value as a boundary condition, and a boundary between the measured values of the pipeline inlet flow meter and the outlet pressure meter. As a condition, a step of performing a second flow simulation for simulating a pressure distribution and a flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage, simultaneously with or alternately with the first flow simulation, and a step of performing the first flow simulation. The first pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result and the second pressure distribution obtained as a result of the second flow simulation. Calculate the simulation pressure difference or the simulation flow rate difference at each position of the pipeline with the force distribution or the flow rate distribution, and the simulation pressure difference or the simulation flow rate difference exceeds the threshold value set corresponding to the pipeline position, respectively. A leak detecting method for a pipeline, comprising: a leak detecting step of determining that a leak has occurred.
出口付近にそれぞれ圧力計と流量計を設置し、またパイ
プラインの途中にそれぞれ所定間隔で複数の圧力計また
は流量計を設置してパイプラインの漏洩を検知する方法
において、 前記パイプラインの入口圧力計と出口流量計の計測値を
境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力
分布及び流量分布をシミュレートする第１の流動シミュ
レーションを行なう工程と、 前記パイプラインの入口流量計と出口圧力計の計測値を
境界条件として、無漏洩の場合のパイプライン内の圧力
分布及び流量分布をシミュレートする第２の流動シミュ
レーションを、前記第１の流動シミュレーションと同時
にまたは交互に行なう工程と、 前記第１の流動シミュレーションの結果得られた第１の
圧力分布または流量分布と、前記第２の流動シミュレー
ションの結果得られた第２の圧力分布または流量分布と
のパイプラインの各位置におけるシミュレーション圧力
平均値またはシミュレーション流量平均値を算出するシ
ミュレーション平均値算出工程と、 前記パイプラインの各位置において算出されたシミュレ
ーション圧力平均値またはシミュレーション流量平均値
と、前記パイプラインの途中にそれぞれ所定間隔で設置
された複数の圧力計または流量計の測定値に基づく測定
圧力分布または測定流量分布とのパイプラインの各位置
における圧力差または流量差を算出し、該圧力差または
流量差がパイプラインの位置に対応してそれぞれ設定さ
れたしきい値を越えた場合に漏洩が発生したものと判別
する漏洩検知工程とを含むことを特徴とするパイプライ
ンの漏洩検知方法。2. A pipeline in which a pressure gauge and a flow meter are installed near an inlet and an outlet of a pipeline that transports a fluid, respectively, and a plurality of pressure gauges or flow meters are installed at predetermined intervals in the pipeline. A first flow simulation for simulating pressure distribution and flow rate distribution in the pipeline in the case of no leak, with the measured values of the inlet pressure gauge and the outlet flow meter of the pipeline as boundary conditions. And a second flow simulation for simulating pressure distribution and flow rate distribution in the pipeline in the case of no leakage, with the measured values of the inlet flow meter and the outlet pressure gauge of the pipeline as boundary conditions. A step of performing simultaneously or alternately with the first flow simulation, and a first pressure obtained as a result of the first flow simulation. Calculation of a simulation pressure average value or a simulation flow rate average value at each position of the pipeline between the force distribution or flow rate distribution and the second pressure distribution or flow rate distribution obtained as a result of the second flow simulation Step, measurement based on a simulation pressure average value or a simulation flow rate average value calculated at each position of the pipeline, and a measurement value of a plurality of pressure gauges or flow meters installed at predetermined intervals in the middle of the pipeline When the pressure difference or flow rate difference at each position of the pipeline with the pressure distribution or the measured flow rate distribution is calculated, and the pressure difference or flow rate difference exceeds the threshold value set corresponding to the pipeline position, respectively. A leak detection step of determining that a leak has occurred is included. Leak detection method for pipeline.
生したものと判別した場合に、前記圧力差または流量差
がパイプライン内で最大の値となる位置を算出して、該
算出位置を漏洩発生位置と推定する漏洩位置推定工程を
付加した請求項２記載のパイプラインの漏洩検知方法。3. When the leak detecting step according to claim 2 determines that a leak has occurred, the position where the pressure difference or the flow rate difference becomes the maximum value in the pipeline is calculated, and the calculated position is calculated. The pipeline leak detection method according to claim 2, further comprising a leak position estimation step of estimating a leak occurrence position.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21274193A JP2765446B2 (en) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | Pipeline leak detection method |
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