油气开采后通常采用管道输送方式将油气从气田运送到储存地,再分配到各个地点。油气管路系统运行过程中遇到低温或压力波动可能发生石蜡、水合物、沥青等堵塞情况。而水合物堵塞问题在天然气运输管道中较为常见。当堵塞到达一定程度后会影响管路的正常运行,甚至导致管道局部压力增大而发生管道损坏等事故。及时发现并清除管内堵塞是保证油气管道高效安全运行的重要保障。另一方面,在实际工程中实现对管道运行情况的实时监测能掌握管路何时、何处发生堵塞,以及管路产生堵塞的原因,进而可以根据管道运行条件对管道水合物堵塞进行有效预防。压力波法可以实现输气管道堵塞的远程、非介入检测,能够定位堵塞发生的位置、堵塞段的长度以及管道堵塞程度(面积)等堵塞重要参数。本论文针对输气管道工程中的水合物堵塞检测问题,设计开发了一套压力波法管道水合物堵塞检测系统。通过模拟输气管道搭建、传感器选型、检测精度校验等工作,实现了检测系统对输气管道堵塞位置、堵塞长度和面积的准确检测。该系统能够为实际输气管道运输工程提供有效的检测方案,并可以根据检测数据开发相应的监测与检测理论模型,从而为输气管道水合物堵塞的预测和预防提供支撑。首先结合工程实际搭建了模拟输气管路,并对传感器和阀门进行选型。采用小于系统管径的管段模拟管路堵塞,可以实现堵塞位置和堵塞长度的调节。输气模块采用气瓶组加缓冲气罐的方式,能够维持入口压力稳定实现稳定注气。采用工业控制计算机和数据采集板进行测量和采集,通过Labview软件编程实现数据存取和参数设置等功能,能够实现动态和静态压力的数据采集并实时显示。其次在本实验系统上进行了检测精度验证实验。操作电磁阀快速关开在管道内产生压力波,通过检测压力波的反射时间、振幅变化推算堵塞位置、长度和程度。实验结果表明:压力波法对堵塞前沿的定位准确性较高,对于较长堵塞段的长度检测精度较高,但对堵塞程度的检测误差较大。动压传感器的检测频率高于50kHz时会产生高频采集时间参数失真,因此实验中要选取50kHz以下的动压采集频率。系统测试中发现快速关开阀门产生的压力波会有振荡冲击波的产生,导致压力波强度衰减,是影响堵塞程度检测精度的主要原因。作者认为在堵塞程度检测中不能仅通过振幅进行分析,建议在后续的研究中充分考虑压力波在管内传播过程中的衰减,提高管内堵塞面积的检测精度。