探伤设备,频谱仪,频谱分析仪

樽祥检测仪器首页 | 收藏本站 | 繁体中文
热线:400-068-2336 86-010-68682336 客服:关先生
公司首页公司产品公司资讯诊断案例新品推荐行业动态联系我们关于我们
首页诊断应用预知维修  
 
基于红外成像技术的油气管道技术研究以及探讨方案

检测仪

来源:检测仪 点击数:4453次 更新时间:2012-10-9 21:52:17
诊断名称:基于红外成像技术的油气管道技术研究以及探讨方案
备注信息:

 
随着我国能源消耗的不断加大和能源政策的不断调整, 管道在输送原油、天然气中起到的作用与日俱增。然而随着管道运输的发展,我国输油气管道频繁发生重大破坏案件。近几年来,管道盗油的案件呈逐年上升趋势。仅大庆油田2000年以来,管线遭盗油898起,经济损失达到5.12亿元。已经严重影响正常生产秩序,给国家财产造成了严重的损失。天然气分公司油气管网被打孔、栽头、接线现象也十分猖獗,造成了分公司资源的损失,给分公司的安全生产带来较大影响。虽然分公司在管理和技术上采用了一些先进手段,奏效较大。但就目前而言,一些暗藏的接头和管线(尤其象塑料等非金属复合管道)还难以发现,新打孔、新栽头及盗气盗油现象还难以及时捕捉到。油田管道防盗检测仪器手段多种多样,但也存在许多不足之处。红外成像技术是一项科技含量高、能快速检测物体温度的先进技术,该技术采用非接触式的检测仪器手段,能在瞬间或比较短的时间内获取大面积地面温度场信息,具有连续采样(面扫描)、信息量大、检测精度高(高精度的可达到0.03℃)、一致性好、直观形象、速度快、成本低和不受地面通行条件限制等许多众所周知的特点。因此,从它问世来,引起众多科学工作者的极大兴趣,并将这项技术广泛的应用到各行各业中,取得了丰硕的应用经验,同时在理论探讨方面也在逐步深化,展现出它的应用前景。

2.工作原理和发展过程

红外成像技术实质上是一种波长转换技术,即把红外辐射转换为可见光的技术,利用景物本身各部分辐射的差异获得图像的细节。通常采用3—5μm和8—14μm两个波段。这种成像技术既克服了主动红外夜视仪需要人工红外辐射源,并由此带来容易自我暴露的缺点,又克服了被动微光夜视仪完全依赖于环境自然光的缺点。红外成像系统具有一定的穿透烟、雾、雨、雪等限制以及识别伪装的能力,受环境影响干扰较小。

红外成像技术在20世纪60年代开始应用研究,当时主要应用于发动机喷管、金属、玻璃等胶接质量的检验仪器。中国的红外线技术起步于1985年,现与西方相比有10年左右差距,红外影像技术更有15年左右的差距,70年代上海第11和211技术物理研究所首先对这方面进行研究。80年代开始应用于石油管道的探测,地矿部航空物探遥感中心于1989年12月中旬,在辽河油田盘锦地区,使用装在双水獭飞机上的DS—1230定量双通道红外扫描仪和DS—1268多光谱扫描仪,开展航空红外遥感探测石油管道试验研究工作,取得了可喜成果。90年代美国OILTON公司采用红外成像技术进行油气管道泄漏测试。随着对红外成像技术不断深入研究,其检测仪器设备的精度越来越高,温差分辨率已达到0.03℃,人工地面扫描探测距离可达2Km以上。


3.管道检测仪器原理与物理前提

地球上所有的物质,都具有向外辐射能量的能力,其辐射能量大小与其自身的温度和辐射率成正比。目前,由于受技术的限制和自然环境的影响,红外成像设备所使用的光谱影像范围,主要是0.4~14μm这个波段,对地表常温物体的探测通常使用8~14μm波段。

红外成像设备可以对地面辐射温度进行扫描成像,并能以模拟方式或定量方式给出地面辐射温度图像,目前红外成像设备的温度分辨率一般都可达到0.1℃,较高精度可达到0.03℃。因此, 红外成像设备可以探测出地面微小的温度变化。埋地管道的地表面温度主要来自于太阳的辐射加温作用,其次是来源于地球内部热源和管道的散热影响。太阳以辐射形式进行热传递,它对地球表面的增热起主导作用,而且存在于地球表面的所有地方。后者则以热传导方式进行热量传递,它主要受大地温度场和埋地管道的影响,属于局部增温现象。在埋地管道输送流体达到相对平衡之后,地表面温度场变化是不明显的,在出现打孔盗油气管道时,该区域局部温度场发生了明显的变化,这种地面热异常才对寻找打孔盗油气管道具有实际意义。这种热异常很容易被红外成像设备检测仪器出来,而且红外成像技术可以精确地提供该区域的位置和热异常的分布特征,因此,应用红外成像技术进行油气管道防盗检测仪器是具有相当潜力的。

应用红外成像技术进行油气管道防盗检测仪器的物理前提条件可以归纳如下:

首先,地表面必须有热异常存在,这种异常通常是管道通过热对流或热传导方式在地表形成的高温热异常。因为红外成像设备所记录的图像仅是地表面温度。

其次,具备合适的成像时间和良好的天气条件。上述条件非常复杂,地表温度分布受地形、天气环境等各种自然因素影响较大。成像条件的选择易受人的主观认识影响较大,同时受自然条件变化影响也非常明显,因此有时因这些条件不一定同时具备而影响检测效果,或因缺少某些前提条件使检测工作失败。

较后,应用红外成像技术进行油气管道防盗检测仪器,红外成像设备必须满足较基本的精度要求。

4.管道检测仪器的潜力与局限性

红外成像技术作为油气管道防盗的一种检测方法,不论从理论分析还是工程试验中都证明它是一种可靠有效的检测技术手段。它所取得的红外图像资料具有直观、形象、精度高、速度快、不受通行条件限制等许多优点,使得管道检测仪器技术产生突破性进展。同样因为这个原因,它被广泛应用到各个学科领域,取得了显著的经济效益和社会效益。由于油气埋地管道输送油气向外散热,导致地表温度发生变化,产生地表面热异常,因此应用红外成像技术进行油气管道的检测是具有相当潜力的。

红外成像技术在科学上应用已有近几十年的历史,但是在油田管道检测仪器中应用并没有取得突破性的进展,这就说明了它在管道检测仪器还有很多问题需要克服。主要问题有以下几点:

a)  应用红外成像技术进行管道检测仪器受季节影响较大。一般而言,大气温度过高,导致管道的热异常不能表现出来。大风、多云、大雾和雨水等天气都会影响红外成像的精确度;

b)  应用红外成像技术进行管道检测仪器受到时间限制。应该在夜间太阳辐射影响较小后检测,因为这时热异常才能表现出来;

c)  由于目前油田管道的分布没有相应的数字地图,导致应用红外成像检测缺乏相应的坐标,受地形干扰较大;

d)  目前,缺乏专门的盗油管道温度场分布模型,不能对红外成像检测成果进行评估,导致红外成像检测的精确度降低。

5.当前应用必须要解决的问题                                          

    5.3数值模拟与试验验证

建立数学模型后,由于目前的常规数学方法难以求解以上数学方程,所以利用差分方法离散方程进行编程运算。经过数值模拟的计算值必须经过试验验证,通过不断对准物性参数和数学模型进行优化,在误差达到满足之后,得出所需要的图样。较后通过建立各种盗油情况红外温度场模型,建立红外温度场图形数据库。

【刷新页面】【加入收藏】【打印此文】 【关闭窗口】
上一篇:浅谈振动检测仪器仪表经济配置仪表的应用以及手段 下一篇:浅谈振动检测仪器仪表经济配置仪表的应用以及手段
 

网友点评
没有点评
参与点评

 用户名:验证码: 看不清楚请点击刷新验证码
 请文明参与讨论,禁止漫骂攻击
联系我们 | 关于我们 | 友情链接
检测仪,监测设备,轴承电机传感器,在线振动检测仪,测振仪,樽祥科技 Copyright 2009-2012 @ All Rights Reserved
邮件:info@zunxiangtec.com 电话:400-068-2336 86-010-68682336  地址:北京市石景山城通街26号金融街(长安)中心4号楼 联人:关先生 备案号: 京ICP备09065323号-5 京公网安备11010702001166号