压力脉冲波法天然气管道堵塞检测研究*

李清平，储佳伟，姚海元，庞维新，吕 鑫，刘 瑜，宋永臣，赵佳飞

(1.天然气水合物国家重点实验室，北京 100027；2.中海石油有限公司北京研究中心，北京 100027；3.大连理工大学 能源与动力学院，辽宁 大连 116024)

0 引言

随着环境保护压力的日渐增大，天然气在我国一次能源中的占比正逐年升高，随之快速增长的亦包括天然气管道里程。据统计，到2020年底，我国天然气长输管道长度突破10.4万km，到2030年将达到20万km[1]。考虑到经济性，从地底或海底开采出的天然气未完全净化，常常含有水、凝析油及泥沙等杂质。随着里程的增长，这些杂质会不断堆积，最终形成堵塞。另外，在某些特殊环境(如低温高压)下，水和天然气会生成天然气水合物，造成堵塞。总之，各种类型的堵塞对天然气管道的安全运行危害巨大，严重时更有可能造成重大安全事故[2]。因此，如何解决这一问题有重要意义，而堵塞检测技术是解决这一问题的有效手段。当堵塞物质刚开始累积，未完全堵塞管道时，及时检测出部分堵塞位置和堵塞程度，可为管道堵塞提供预警，防止管道完全堵塞，影响生产。当管道完全堵塞，快速检测出堵塞位置能为及时解堵提供便利[3]。

目前，堵塞检测技术已经有了一定进展。陈宝忠等[4]研究通过应力应变测量来检测管内的堵塞。当管道内的流体流经截面发生变化的管道时，管内压力会发生变化，从而导致管壁应变发生变化。测量管壁应变变化能有效检测出管道堵塞。但这一方法需要在管壁沿线布置大量应变传感器，且检测精度有限，因此可行性和经济性均有待提高。……