SY／T 7341-2016标准规范下载简介
SY／T 7341-2016 水下泄漏探测系统选型与应用推荐作法.pdf测记录显示泄漏管汇内的压力下降到了海床压力。然而在重新启动时，压力降低没有被识别 出来。从这个事故可以认识到，当启动水下设备时，需要增加过程监测和/或ROV观察。
表1挪威水下设施泄漏的位置和规模报告
本部分描述的是水下设施泄漏位置的可用数据。这些信息可以用来评估水下设施哪部分需要特 意并进行监测。 统计数字取自于OLP泄漏探测工程一期报告（参考文献【11)。报告完成于2005年，涵盖了 管道和水下设备。 泄漏规模没有列在PTIL/NPD文件中。基于每一个泄漏事故提供的信息，泄漏等级分为下面四 及（参考文献【1】2）：
本部分描述的是水下设施泄漏位置的可用数据。这些信息可以用来评估水下设施哪部分需要特别 注意并进行监测。 统计数字取自于OLP泄漏探测工程一期报告（参考文献【1I）。报告完成于2005年，涵盖了海 底管道和水下设备。 泄漏规模没有列在PTIL/NPD文件中。基于每一个泄漏事故提供的信息，泄漏等级分为下面四个 等级（参考文献【1】2）： a）大型。 a）中型。 b）小型。 c）微型。 大型泄漏是指大的裂痕、裂缝、破裂，或是连续的液体泄漏。中型泄漏是指存在明显的泄漏甘肃省建设工程消防设计技术审查要点-建筑工程.pdf，但 泄漏量不大。小型泄漏是指泄漏量小但是已经触发校正动作。微型泄漏是指没有触发校正动作的泄 漏。降低风险的典型方法是观察泄漏的未来发展趋势。 探测微小泄漏的意义是为了监测的目的，而非为了维修。 OLP泄漏探测工程一期报告（参考文献【II）得出结论只有PSA发布的水下数据库有相关的水 下安装数据。截止2005年，总计报告中共有11起油气泄漏事故，其中6起被归类为微型泄漏。在 11起泄漏事故中，1起泄漏事故因为存在大量液体泄漏而被归类为大型泄漏。应引起注意的是，这 11起事故并不是所有的泄漏事故，因为有部分微小泄漏可能未被探测到或是没有报道。 报告的探测方法主要是ROV巡检和人工观察，很少一部分泄漏是通过压力测试和井口自动关断 系统/压力损失探测到的。 值得注意的是，统计表明大多数油气泄漏发生在非稳态的操作时（比如关断、启动、维修等）， 因为这些阶段压力和流量的读数不稳定，质量平衡不能在此时用于检测泄漏事故。 易于泄漏的设施部件是连接件、连接器、法兰、密封面、阀门和焊道。对于监测可能的泄漏来 说，这些通常被认为是关键点。 由于腐蚀、开裂和外力冲击等因素引起的材料失效导致泄漏的情况，在理论上可能发生在所有的
当前的统计数据不作为具体的泄蒲等 受影响程度的高低依次为持续时间、压力、管道尺寸等
结构物上，对于这些失效的关键点可能更难识别。然而，这些失效模式最有可能发生的位置也是有可 能被识别的（基于设计和环境参数），并且定义 为监测关键点
生：本图显示了与表1数据相关的水下安装位置和参考文献【1】定义的泄漏规模 图3截止2005年的挪威北海上报的水下泄漏事故，见参考文献【1
图3截止2005年的挪威北海上报的水下泄漏事故，见参考文献【1]
用于行业调查的问卷（参考文献【5]）分发给石油公司、水下系统供应商和水下泄漏探测器供应 商，调查问题是依照他们的工程经验，水下设施通常哪里会发生泄漏。得到的回复是，泄漏通常发生 在法兰/连接件和阀门处，小直径管道也被提到。 相同的调查问卷调查了关于导致泄漏的失效模式问题，得到的回复是，腐蚀和错误安装是最主要 的原因，其次是冲击、冲蚀、非金属密封的老化和阀座的失效。
在相关文献中有关泄漏探测的原理和方法有很多，包括水面探测、检测和永久的水下监测。水下 泄漏探测的一个重要目标是实现中小型泄漏的早期预警，从而监测和采取纠正措施。 本标准重点是针对永久安装的水下传感器，要求接人水下控制系统进行连续监控。其中某些原理 的传感器是独立于水下控制系统。 下述能够提供区域范围覆盖的水下泄漏探测器，可以确定传感器与泄漏点的相对位置。位置的准 确性、覆盖范围和定位参数因原理不同而不同。其他探测器为点式传感器，这种传感器可以探测自身 附近的泄漏，但不能确定泄漏的位置。点式传感器可作为高风险泄漏点探测的一种方案。 可行的探测技术可分为以下几类： 主动声学法*。 生物传感法。
电容法*。 光纤法。 荧光法。 甲烷嗅探法*。 光学成像法*。 被动声学法*。 质量平衡法。 “*”表示该技术的一种代表性产品已在SINTEF实验室进行了测试，参见6.2。 在撰写本标准时，对于不同技术操作上的主要定性功能描述是可行的。 以下技术阐述是基于供应商和行业直接收集的信息、问卷调查、技术筛查和SINTEF做的对比实 验，参见参考文献【2】，【3】，【4]，【5】。 附录D中给出了不同技术的供应商的可用数据，在9.6给出了每种原理的安装技术要求。 应注意，这里概述的内容可能没有包括所有的可行技术
质量平衡法。 “*”表示该技术的一种代表性产品已在SINTEF实验室进行了测试，参见6.2。 在撰写本标准时，对于不同技术操作上的主要定性功能描述是可行的。 以下技术阐述是基于供应商和行业直接收集的信息、问卷调查、技术筛查和SINTEF做的对比 参见参考文献【2]，【3】，【4]，【5】。 附录D中给出了不同技术的供应商的可用数据，在9.6给出了每种原理的安装技术要求。 应注意，这里概述的内容可能没有包括所有的可行技术
主动声学传感器是声呐探测器，工作时发出一定脉冲的声波，声波被不同物质的边界反射（阻抗 变化的边界3）。不同密度的流体有不同的声阻抗。这意味着声波脉冲在水中传播过程中碰到气泡或是 油滴，声波会被反射回来。这个技术不受泄漏介质的具体成分限制，但是介质的声阻抗必须与水不同。 主动声学法可以提供泄漏的区域范围和可能的泄漏点位置。这种原理对气体具有高的灵敏度，因 为气体相对于水具有高阻抗。大的油滴或是累状的泄漏介质会产生一个强烈的反向散射的声波信号， 深测相对容易。 主动声学法的一个限制因素是声波信号会被水下设施屏蔽，然而这种屏蔽可以通过增加探测器 数量来解决。同时，当前的一些主动声学探测器会产生大量数据。目前供货商致力于一种新的解决方 法，这种方法可以让水下接口变得更容易，使数据传输更高效。经验表明，探测器性能取决于水深 因为气泡的大小会随着水深变化。 主动声学传感器已在ROV上得到商业应用，并在北海用于泄漏检测。永久监测方案还在开发过 程中。
6.1.3生物传感器法
生物传感器原理是利用生物对环境污染的反应。在设施上安放合适的生物并进行监测。把有机生 物作为传感器体的一个例子是贻贝。传感器测试始贝的心律和壳的开合频率和程度。 这是一种点式探测方法，不能定位泄漏点与传感器的相对位置。但可以通过使用多个传感器进行 区域覆盖探测。泄漏的灵敏度取决于距离泄漏点的远近和泄漏介质的漂移。 生物传感器探测泄漏需要与泄漏介质直接接触。海流可能导致泄漏介质远离传感器，影响其探测 效果。 目前这种技术方案正在进行浅水测试并有接口连到上部设施。技术方案包括生物传感器与其他传 感器联合【如半导体泄漏探测器（参见6.1.8）、温度计、盐度计和水下测音器]。更深的水域可以使 用不同的生物。
电容式传感器测量的是传感器周围介质的介电常数的变化。电容式传感器是由安装在同一平面 阻抗是一个材料特性、取决于声速、介质的密度、盐度和温度。
电容式传感器测量的是传感器周围介质的介电常数的变化。电容式传感器是由安装在同一平面 阻抗是一个材料特性、取决于声速、介质的密度、盐度和温度。
的两个同心的绝缘电容板组成，其中一个盘型被另一个环型包围。传感器的电容与极板之间介质的介 电常数成正比，由于海水与油气的介电常数的差异大，如果传感器与油气直接接触，就会显示测量电 容的变化。 电容法的原理是点式探测，不能定位泄漏点与传感器的位置。传感器的灵敏度与泄漏规模相比更 取决于泄漏点的距离和泄漏介质的漂移。当泄漏介质接触传感器时，灵敏度高。 此种产品的局限性是要求直接接触泄漏介质。海流或浮力效应可能导致泄漏介质远离传感器。可 以在被监测设施上安装一个油气收集器来解决这个问题。通过改装的渔网保护结构可以作为油气收集 器。实验室测试表明，收集器的难点是收集原油，因为原油流在收集器中不会静止会产生流动。这种 影响在实际的水下环境中可能不太明显，因为收集器的壳体比实验的更大。此外，生产的原油总是含 有一些天然气，这些天然气可能更容易被收集器顶部收集。 电容传感器的产品成熟度高，自20世纪90年代以来这类传感器就已经上市。作业者积累了一些 该类泄漏探测传感器的误警报数据（参考附录C）。就应用数量而言、该类传感器是最常见的
光纤法用于定位和测量在连续光纤中声波频率产生的机械扰动，扰动可能由以 动、地震波、泄漏气体或液体产生的声波信号。同时，光纤中检测和定位的扰动精度大约为1m。 通过与数据库的对比，找出最有可能产生扰动的原因。 沿光纤的空间分辨率和探测灵敏度之间需要权衡考虑。例如，如果没有必要检测光纤中每米间隔 的扰动，10m间隔可接受，那么检测灵敏度可以增加约10倍。 光纤法的优势是沿着光纤长度不需要供电或电器元件，且该方法不受电子干扰。 对于水下设施的泄漏探测，该技术还没有突破概念阶段的研究，但在陆上管道上进行了测试。 该技术不在本标准中做进一步讨论，部分技术参数列举在附录D中
灾光探测器是使用特定波长的光源来激发目标材料的分于，使其达到更高的能级。之后分子松弛 到低能态，光以不同的波长发射出来，探测器能够捕捉到分子发射出的特定波长。 使用荧光方法检测的介质必须自然发出荧光或添加荧光标记到介质中，这就是为什么这种方法是 水下检测和压力测试的传统技术。许多液压油按照标准作法会添加荧光标示物，然而，对于油气泄漏 探测，原油具有显著的天然荧光特性。 荧光检漏技术与ROV一起应用已得到验证，目前正在开发可以永久安装在水下设施上的荧光检 漏技术。但是，在撰写本标准时，还没有关于安装应用样机的资料。 基于荧光法的探测器可以区分出液压油和原油泄漏，因为其荧光光谱不同，同时可以根据相对的 信号强度判断泄漏大小。这种探测器可以是点式传感器，也可以覆盖3m～5m的视线范围。 随着海生物在光学摄像机上的生长，光学镜头会被海生物覆盖，但这个问题可以通过维护解决 最优的解决方法是做涂膜。 该技术不在本标准中做进一步讨论，部分技术参数请参考附录D
市场上有两种方法用于测量溶解在水中的甲烷，都是基于溶解的甲烷在传感器腔室内薄膜上 原理。甲烷嗅探是点式传感器，不能定位泄漏点与传感器的位置。 传感器的灵敏度与泄漏规模相比，更取决于泄漏点的距离和泄漏介质的漂移。这两种原理的 都能探测水中微小量的气体泄漏。
该技术的局限性是难以量化泄漏量。同时，确定泄漏取决于介质向传感器扩散，而海流会使泄漏 介质远离传感器
半导体法原理是溶解的甲烷会使传感器腔室内部组件的电阻值发生变化，这就能使探测器产生一 个电信号。 该原理探测器正在研发，且标是实现探测器5～10年的长期稳定性，
6.1.9光学非色散红外光谱法（NDIR方法）
非色散红外光谱法是测量不同浓度的甲烷被特定波长的红外光源吸收的程度。红外线朝探测器方 向直射并穿过传感器腔，红外线的强度会反映甲烷的浓度，这种测量方式是电子式的。 当前该传感器据说可以实现3年以上的长期稳定性JTT806.2-2011 电动轮胎式集装箱门式起重机 第2部分：刚性滑触线式，正在研发的目标是实现5年或5年以上的长 期稳定性
6.1.10光学成像法
光学成像法原理是基于视频摄像头监视水下系统。该技术能够提供一个空间覆盖范围并且能够判 断泄漏点相对于摄像机的方位。该测量方法的能力通常可以记录和发送3min～30min的视频和每小 时1～10幅的静止画面。 光学相机对水流的浑浊度敏感，另一个局限性是需要对比背景画面才能探测到油（摄像机必须直 接朝向黄色的设施）。实验测试表明（参考文献【3])，超过1m距离的泄漏探测，需要额外的光源， 带有外部光源的最远距离是3m～4m。海生物可能是一个问题，但可以通过定期维护来解决。 光学成像技术已在ROV上应用，并且试验样机已在水下安装
6.1.11被动声学法
该传感器内有多个水下测音器（在水下的麦克风），用于捕捉由裂缝或泄漏产生的压力泛 义声波 这些声波或压力波通过结构物或水来传播。只要有足够强的压力波，被动声学传感器就不用依赖于介 质泄漏的化学成分。 被动声探测器有不同的变型形式，可以覆盖空间区域，也可以监测特定的重要部件。 通过两个以上的传感器实现空间覆盖，从而实现定位是可能的。声波到达每一个传感器的时间可 以用来定位声源。 该类传感器不受海流和海水浑浊度影响。被动声学法传感器已经投放市场并得到商业化应用。 该技术的局限性是小型泄漏产生的声波，水下测音器可能接收不到。背景噪声也可能会干扰测量 结果，并且声波的传播会受到障碍物阻挡。探测需要在泄漏路径处有足够的压降。 被动声学传感器也可用于监测阀门的开关动作、油嘴的打开或者调节以及旋转设备运行
6.1.12质量平衡法
质量平衡法原理是基于监测安装在水下生产系统上的两个或是多个压力传感器之间的压降。根据 SINTEF报告（参考文献【2]），泄漏量必须超过一个阐值（总流量的5%）才能通过质量平衡法探测。 然而，探测泄漏的实际阈值取决于质量平衡系统的复杂性、工艺类型（气体、液体或是混合）、可用 仪表的精度和数量，以及每个应用中其他系统组件的压降。例如，管汇、采油树以及立管基座上的压 力温度传感器可提高系统性能。通常，对每个应用所做的可行性研究，计算的实际可达到的精度可能 远优于总流量的5%。在高流速下，与压降相比压力传感器的误差范围相对较小通风与空调工程施工质量验收规范GB 50243-2016.pdf，因此精度得到改善。
牧低。还而安 额外的程序和软件来处理产生的报警。 质量平衡技术是成熟的，可以作为上述新技术补充，同时也可以覆盖管道系统
6.2SINTEF实验测试