Acoustic pipeline monitoring

The petrochemical industry has been investing in pipeline system safety for years, in order to reduce costs and preserve the environment. In this framework, Leak Detection Systems (LDS) have become increasingly important to achieve this goal. This dissertation focuses on developing a novel software-based LDS algorithm for pipeline systems using pressure data recorded along the track. The starting point is the analysis of a top level vibroacoustic LDS method, focusing the attention on some limitations of the actual detection procedure. I then propose a procedure, named 3S-LDS (3 Station Subset Leak Detection System), to overcome these limitations. 3S-LDS does not require hardware upgrades, but it redesigns the management of the acoustic signals recorded by the monitoring stations, dividing the whole conduit in overlapping sub-sections made of three stations: this solution permits a higher reliability in the reduction of environmental noise and in the rejection of false alarms in particular conditions. The thesis presents the new strategy, its prototypal implementation and the testing and positive validation on synthetic and real data.

L’industria petrolifera per anni ha investito per rendere gli oleodotti più sicuri, in modo da ridurre i costi e preservare l’ambiente. In quest’ambito i Leak Detection Systems (LDS), per determinare la presenze di falle, son ormai diventati fondamentali per il raggiungimento di tale scopo. In questo elaborato, l’attenzione è stata focalizzata sullo sviluppo di un software-based LDS utilizzando misure di pressione registrate lungo la tratta. Il punto di partenza è l’analisi di un metodo di LDS vibroacustico, focalizzando l’attenzione su alcuni suoi limiti nella procedure di rilevamento. In questa tesi viene proposta una procedura, chiamata 3S-LDS (3 Station Subset-Leak Detection System), tale da risolverli. 3S-LDS non necessita di aggiornamenti hardware, ma riprogetta l’impiego dei segnali acustici registrati dalle stazioni di monitoraggio, dividendo l’intera conduttura in sotto-sezioni sovrapposte, formate da tre stazioni: questa soluzione permette una maggiore affidabilità nella riduzione dei rumori ambientali e nella reiezione di falsi allarmi in determinate condizioni. Questa tesi presenta la nuova strategia, il prototipo implementato e i test e le relative validazioni positive effettuate su dati sintetici e reali.