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本文格式为Word版，下载可任意编辑——海底管道泄漏建模及智能检测球算法实现

海底管道泄漏建模及智能检测球算法实现

针对海底石油管道泄漏检测与定位繁杂、难度高等特点，本文提出利用无损检测和捷联惯性导航技术相结合的海底石油管道泄漏检测与定位的装置及方法，实现对海底石油管道泄漏点的确切定位。通过对管道泄漏系统进行数学建模，对智能检测球进行结构设计，智能检测球的算法和程序设计，智能检测球被回收后，可以取出球体内部的移动存储卡与计算机连接，上位程序可以通过文件读取的方式读取到存储卡中的历史数据并对其处理，检测结果说明，智能检测球能够很好的检测管道的健康状况。

管道泄漏；智能球；建模；程序算法

0引言

海底石油管道泄漏检测与定位一直是检测领域的难题。相比陆地的输油管道，海底石油管道泄漏检测与定位更繁杂，难度也更高。海底输油管道一旦出现泄漏，将会对经济和环境带来巨大的影响[1]。因此，及时的泄漏检测与确凿的定位有着明显的经济效益与社会效益。现有的国内技术基本上是依靠管道首末两端的信号量来确定管道运行的状况，但此方法实时性较差，检测精度不高，设备的造价高，对模型也有严格的要求。特别对于繁杂的泄漏状况，模型建立十分繁杂，因此可行性不高。国外也有较先进的SmartBall技术[2]，但该技术需要沿着管道部署信号接收器，成本较高，应用范围也十分有限，在海底石油管道中很难实行。

为战胜现有技术中存在的不足，本文提供了一种利用无损检测和捷联惯性导航技术相结合的海底石油管道泄漏检测与定位的装置及方法，实现对海底石油管道泄漏点的确切定位。

1泄漏系统数学模型建立

海底管道泄漏系统建模主要由海底管道动力学PDE方程和管道泄漏模型方程组成。目前管道动力学PDE方程的研究已相对比较成熟，一般都是一组关于流量和压力随时间和空间变化的双曲PDE方程[3]，包括动量方程和连续性方程。但管道泄漏模型方程的研究较少。对一条特定的稳定运行管道，假使管道长度、直径，管道的上下游压力，流体的密度和波速等参数均已知，泄漏量仅与泄漏孔的大小、形状（影响流通系数）和泄漏点距上游的距离有关。但由于海底管道系统泄漏状况十分繁杂，我们需要对不同的泄漏口模型进行针对性的建模。因此，我们需要从线性和非线性两个角度来探讨海底泄漏系统的数学模型。在线性状况下，针对性地考虑频域和时域这两种海底管道泄漏模型，而在非线

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