Главная \ Полный каталог \ Система обнаружения утечек

Система обнаружения утечек

Детектирование утечек системой обнаружения утечек (СОУ) основано на определении статического, динамического давления, расхода в трубопроводе при помощи первичных преобразователей и дальнейшей обработки данных по следующим методам:

  • балансный метод;
  • профиль давления;
  • волна давления;
  • акустический алгоритм.

Основной функцией системы является определения факта возникновения утечки из магистрального (напорного) нефтепровода или нефтепродуктопровода  (далее по тексту — МН) и координату утечки.

Интенсивность утечки,
% от максимального расхода
Время обнаружения
утечки, мин
Погрешность определения координаты утечки, м Максимальное количество ложных срабатываний
в месяц/ в год
0,5 2 ± 100 10
0,4 3 ± 100 10
0,3 4 ± 100 10
0,2 5 ± 100 10
0,1 6 ± 100 10
0.05 7 ± 100 10

Детектирование системой события как «утечка», а так же выявление ложных срабатываний осуществляется компонентом «Детектор СОУ», который производит непрерывный анализ результатов работы алгоритмов.

При накоплении минимально необходимого объема данных в программе «Тренажёры СОУ» в автоматическом режиме подбираются оптимальные параметры алгоритмов определения событий СОУ путем прогона записей. Задача тренажёра проанализировать реальные записи и модельные сигналы внешних воздействий в масштабе реального времени и оценить качество работы  системы при различных заданных параметрах с выдачей оптимального уровня детектирования. Результатами работы тренажёра являются графики выходных сигналов, характеризующие энергию события.

Вероятность пропуска утечки СОУ составляет 0,01, а достоверность обнаружения утечек (вероятность ложной тревоги) составляет 0,001.

ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ

  • Непрерывный мониторинг герметичности во всех режимах функционирования МН, включая режим остановленной перекачки
  • Отображение на Автоматизированном рабочем месте информации как о переходе на режим с ограничениями по обнаружению утечек, так и о возвращении на режим с номинальными характеристиками
  • Регистрация и передача сигналов поступивших от датчиковых систем по каналу Ethernet в Информационно-вычислительный комплекс для дальнейшей обработки
  • Возможность моделирования сигналов внешних воздействий по заданным параметрам для контроля работоспособности системы
  • Оптимальный подбор параметров работы алгоритмов в программе-тренажёре
  • Возможность корректировки пользователем системы СОУ параметров многофункционального детектора утечек после подбора их в программе-тренажёре, для исключения формирования ложных предупредительных и аварийных сигналов системы
  • Многопараметрическое детектирование внешних воздействий в режиме реального времени по сигналам измеренных физических величин
  • Выдача аварийных сообщений по закрытому протоколу TCP/IP, в ОРС-сервер или по протоколу Modbus TCP на оборудование диспетчерских служб при детектировании утечки и удержание аварийных сообщений в течение заданного времени
  • Определение координат и времени утечки при выявлении факта не герметичности линейной части магистрального нефтепровода
  • Отображение измеренных и вычисленных параметров внешних воздействий с привязкой к технологической или структурной схемам, либо к карте местности
  • Выдача информации по запросу из архива данных, хранящихся на накопителе сервера Информационно-вычислительного комплекса
  • Непрерывная передача по каналам технологической связи по закрытому протоколу TCP/IP непрерывного потока регистрируемых данных в ИВК
  • Самодиагностика и тестовый контроль работоспособности датчиков давления
  • Хранение данных на сервере с привязкой к точному времени с возможностью ретроспективного анализа на наличие признаков утечки в автоматизированном и ручном режиме по заданному периоду времени по каждому из датчиков (срок хранения не менее 3 лет)
  • Передача оцифрованных сигналов, а также зарегистрированных результатов в диспетчерские либо мониторинговые службы сторонних систем
  • Просмотр данных за длительные периоды времени (день, месяц, год) для оценки динамики и характера развития процесса по всем или выбранным сигналам

ПРИНЦИП РАБОТЫ

СОУ состоит из узлов сбора данных, которые располагаются в точках контроля на магистральном нефтепродуктопроводе. Для выявления утечек используются интеллектуальные датчики динамического и статического давления. В интеллектуальных датчиках динамического и статического давления реализована защита от электро-магнитных помех и самодиагностика состояния датчиков.

Цифровые датчики давления ZET 7112-I и ВС 314, входящие в состав СОУ, представляют собой первичный преобразователь и измерительный модуль, объединённые в один корпус. Датчики устанавливаются на магистральный нефтепродуктопровод. Первичный преобразователь осуществляет преобразование давления в аналоговый сигнал. Измерительный модуль оцифровывает сигнал с преобразователя и выдаёт значения давления в цифровом виде по интерфейсу CAN 2.0.

Преобразователь интерфейса ZET 7176 собирает данные с цифровых датчиков по CAN и передает их на сервер по Ethernet или по сети GSM, где происходит их архивация. Зарегистрированные данные также ретранслируются на АРМ диспетчера для их анализа на предмет наличия утечки.

АРМ диспетчера производит анализ зарегистрированных данных и при условии обнаружения утечки рассчитывает место и время ее возникновения с использованием алгоритмов «профиль давления», «волна давления» и «корреляционный анализ». Полученные результаты выводятся на монитор при помощи функционирующего на АРМ диспетчера SCADA-проекта «СОУ».

Для обеспечения работы сервера СОУ и АРМ диспетчера на них должны быть установлены пакеты программного обеспечение ZETLAB, SCADA-система ZETVIEW, а также SCADA-проект «СОУ».

Реализованный на базе программного обеспечения ZETVIEW, SCADA проект «СОУ» позволяет в автоматическом режиме запускать программы ZETLAB, получать с них данные, проводить вторичную обработку результатов, обеспечивать формирование установок по обнаружению утечек, формирование экранных форм на АРМ диспетчера, предназначенных для удобного управления всем спектром режимов работы СОУ и регистрации результатов мониторинга как в графических, так и в текстовых формах, в том числе журнала событий с цветовым разделением типов сообщений. В составе ПО СОУ функционирует OPC-сервер, что позволяет производить обмен информацией с серверами других диспетчерских служб.

Для обеспечения резервного канала передачи данных используется преобразователь интерфейса ZET 7177.

Синхронизация системного времени преобразователей интерфейса и серверов СОУ осуществляется с помощью модуля синхронизации GPS/ГЛОНАСС ZET 7175.

Синхронизация датчиков осуществляется по протоколу IEEE 1588, а также привязка записей измеряемых параметров к единому времени по системе ГЛОНАСС/GPS; погрешность привязки записей измеряемых параметров к единому времени не более 2,5×10-5 с.

СОУ функционирует в режиме реального времени и обеспечивает обнаружение утечки как при стационарных, так и при нестационарных режимах перекачки при условиях отсутствия самотечных участков, а также в режиме остановленной перекачки при отсутствии участков с неполным заполнением сечения МН.

В зависимости от расхода вызванным утечкой, СОУ обеспечивает выдачу сообщения об утечке за время от 1 минуты до 10 минут с момента нарушения герметичности трубопровода.

В системе обнаружения утечек  предусмотрена возможность маскирования функции обнаружения утечек на период возникновения следующих событий:

  • запуск/остановка магистральных или подпорных насосных агрегатов;
  • наличие средств очистки и диагностики на контролируемом СОУ участке;
  • начала или окончания подкачки нефти нефтедобывающими компаниями (в точке подключения на линейной части или перекачивающей станции);
  • изменения производительности подкачки нефти нефтедобывающими компаниями (в точке подключения на линейной части или перекачивающей станции);
  • проведение технологических переключений на узле регулирования давления;
  • изменения частоты вращения магистральных насосных агрегатов с частотно-регулируемым приводом;
  • изменения установки в узлах регулирования давления на выходе перекачивающей станции или на линейной части;
  • открытия/закрытия резервной камеры фильтров-грязеуловителей на перекачивающей станции;
  • открытия/закрытия задвижки подключения двух параллельных ниток магистралей нефтепродуктопроводов;
  • отбор нефти на собственные нужды.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ

  • Соответствие требованиям НД
  • Самодиагностика и тестовый контроль
  • Погрешность определения утечки
  • Оперативность сигнализации
  • Сертификаты

Вариант структурной схемы СОУ приведен на рисунке 1.

pic-1

Узел сбора данных

Узел сбора данных состоит из модулей: ZET7112I — датчик избыточного давления, BC314 — гидрофон, ZET7175 — модуль синхронизации и ZET7177 — преобразователь сети CAN в GSM. Датчики ZET7112I и ВС314 располагаются в колодце, на магистральной трубе.

Характеристики применяемых датчиков:

ZET 7112-I

ZET 7112i - датчик избыточного давления:

  • Диапазон 6,3 МПа;
  • Частота выдачи данных 10 Гц;
  • Взрывозащита 0ExiaIICT6 Х
ВС 314-M

ВС 314 - гидрофон

  • Диапазон переключаемый
  • Диапазон 10кПа / 50кПа
  • Частотный диапазон (+/- 1дБ) от 1 Гц
  • Частота выдачи данных 100 Гц
  • Взрывозащита 0ExiaIICT6 Х
ZET 7175

ZET 7175 - модуль синхронизации

  • Синхронизация ГЛОНАСС/GPS
  • Антенна внешняя
ZET 7177

ZET 7177 - преобразователь сети CAN в GSM

  • Связь GSM
  • Антенна внешняя Nitsa-2
ZET 7176

ZET 7176 - Преобразователь интерфейса

  • Обмен данными c ПК
  • Питание цифровых датчиков и контроллеров
  • Преобразование интерфейса Ethernet/Wi-Fi ↔ CAN 2.0
  • Дистанционный контроль работы подключенных устройств