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石油管道运输的核心设备是管道和动力机组,整体上来讲可将其视为一种链式生产设备,其动力机组工作状态的改变会影响管道内水击的性质。通过安装在管道上的监控系统可以观测管内不同位置的水击形态。水击作为一种客观现象,有其生成、传播、退化过程,这些特性集中体现在能量、时间、空间等多个维度中。调研发现目前针对水击的研究主要集中在能量维度,很少有从时间、空间维度对其开展研究的成果,但工程实践中发现,水击形态在时间、空间上的变化常常影响着基于管道监控数据平台的其它功能系统运行的稳定性。因此,基于对管内水击的工程认识,本文以启泵操作产生的管内泵前负压水击、泵后正压水击为研究对象展开研究。(1)长输原油管道启泵水击持续时间规律研究方案设计首先根据长输管道中启泵水击的产生原因以及其在传播过程中的衰减退化原因提出了基于泵况、管况、流体物性等影响因素的启泵水击持续时间数学模型以及水击持续时间的判别方法;然后通过对比仿真数据与实际水击数据确定选取SPS(Stoner Pipeline Simulator)长输管道仿真模拟软件进行仿真获取研究所需数据;最后设计了具体的启泵水击持续时间规律研究方案。(2)长输原油管道启泵水击持续时间规律研究首先假设了启泵正压水击持续时间(Positive Water Hammer Duration Time,PWHDT)和启泵负压水击持续时间(Negative Water Hammer Duration Time,NWHDT)数学模型;然后根据研究方案利用单因素分析与局部敏感性分析的方法,确定了各相关参数的影响程度,化简、求解了启泵水击持续时间数学模型;最后通过现场实验对所得模型进行验证,表明该模型能够计算启泵操作产生的水击持续时间,其计算精度满足工程实际需求。(3)长输原油管道多水击持续时间融合规律研究首先结合区间分析的相关概念,定义了启泵水击持续时间的区间表示方法;然后通过分析多水击融合特性,建立了多水击持续时间的融合计算规则;最后给出了具体的长输油管道多水击持续时间融合计算实例。(4)基于水击持续时间属性估计的管道泄漏检测方法研究针对管道泄漏检测误报警率高的问题,提出了基于水击持续时间规律的管道泄漏检测误报警排除方法;通过现场实验对该方法进行了验证,结果表明该方法能够有效降低常规水击泄漏检测方法的误报警率,证明了该方法的实用性和有效性。