埋地输油管道泄漏影响区内大地温度场的数值模拟.pdf

24第21卷第5期石油规划设计2010年9月

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杜明俊*马贵阳高雪利张大伟

（1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院；2.中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司）

杜明俊等.埋地输油管道泄漏影响区内大地温度场的数值模拟.石油规划设计，2010，21（5）：24～

26，47

摘要基于分布式光纤温度传感技术在输油管道检测中的应用机理，采用有限容积法建立管

道泄漏多孔介质流固耦合换热数学模型，利用Fluent软件数值模拟了埋地输油管道不同位置泄漏

前后大地温度场的变化。通过对管道泄漏前后大地温度场的对比，结果表明：管道泄漏后，一定

时间内管道周围土壤温度变化剧烈，随着泄漏时间的延长，热影响区范围继续扩大但逐渐趋于平

稳。在管道周围一定范围内布置光纤传感器，应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。

关键词分布式光纤温度传感技术数值模拟多孔介质大地温度场管道泄漏检测

管道泄漏提供了一定的理论依据。

1概述

2管道泄漏二维流固耦合数学模型

管道是石油工业中最重要的运输工具之一。目

前我国大多数管道的服务期限已超过20年，处于事土壤作为一种多孔介质，最重要的特点之一就

故高发期。随着管龄的继续增长，以及受不可避免是储容性，即储存和容纳流体的能力［4］

。当管道泄

的运行磨损、腐蚀、缺陷、地理条件和气候变化等漏后，会有大量的高温原油渗漏到土壤中，从而改

原因的影响，管道泄漏事故会频繁发生，这不仅对变泄漏点附近的大地温度场，因此，该过程可看做

环境造成了严重的污染，而且给国家和企业带来巨是多孔介质的流固耦合换热问题［5］

，故其控制方程

大的经济损失。因此，制定合理的管道检测方案具如下：

有重要的实际意义。目前，国内外对管道泄漏检测2.1质量守恒方程

技术的研究已有很多，并取得了阶段性的成果，其∂ρ

f

+∇（ρU）0