Leak monitoring in multiphase pipelines

Pipelines have become the practical means of transportation in petroleum industry. The reliability of the pipeline infrastructure has become a critical need for energy sector. The technology’s development nowadays represents a significant departure from conventional pipeline operations. Currently, pipelines can transport a complex mixture of oil, gas and water (called multiphase flow) rather than a processed, single phase. By having new technologies, pipelines are designed transport an unprocessed and complex multiphase which brings additional hazards to the transportation operation. The main threat regarding this issue is the leak detection challenges due to complexity of multiphase flow. Leakage changes the original functioning of the flow line, leading to deterioration of environment, damaging, and failure. The results are economic, ecological and social consequences in addition to negative reputation for the responsible company. The conventional leak detection technologies are suitable solely for single and processed flow and can induce further damages in case of having a complex multiphase due to lack of accuracy in their detection techniques and, also their poor ability in flow rate measurements. In addition to financial loses and clean up expenses, leakage from transmission and distribution facilities leads to methane emission with severe greenhouse effects since methane is one of the most principle greenhouse gases contributing to the climate change. To prevent such disturbances, a persistent and functional monitoring is required to improve the pipeline safety and monitor potential hazards which remain as a challenging task due to complexity of the multiphase flow and limitations of the available techniques.

Le tubazioni sono diventate il mezzo pratico di trasporto nell'industria petrolifera. L'affidabilità dell'infrastruttura del gasdotto è diventata una necessità fondamentale per il settore energetico. Lo sviluppo tecnologico attualmente rappresenta una significativa differenza dalle operazioni tradizionali di tubazioni. Attualmente, le condutture possono trasportare una miscela complessa di olio, gas e acqua (chiamata flusso a più fasi) piuttosto che una singola fase elaborata. Avendo nuove tecnologie, le tubazioni sono progettate per trasportare una multifase non elaborata e complessa che porta ulteriori rischi all'operazione di trasporto. La principale minaccia per questo problema è la sfida per la rilevazione delle perdite dovuta alla complessità del flusso multifase. La perdita modifica il funzionamento originale della linea di flusso, portando a deterioramento dell'ambiente, danneggiando e guasto. I risultati sono conseguenze economiche, ecologiche e sociali oltre alla reputazione negativa per la società responsabile.    Le tecnologie di rilevamento delle perdite convenzionali sono adatte solo per flusso singolo e trasformato e possono indurre ulteriori danni in caso di una multifase complessa a causa della mancanza di precisione nelle tecniche di rilevamento e, anche, della loro scarsa capacità nelle misurazioni della portata. Oltre alle perdite finanziarie e alle spese di pulizia, le perdite da impianti di trasmissione e distribuzione conducono ad emissioni di metano con gravi effetti serra, in quanto il metano è uno dei più importanti gas ad effetto serra che contribuiscono al cambiamento climatico. Per prevenire tali disturbi, è necessario un monitoraggio persistente e funzionale per migliorare la sicurezza delle condotte e monitorare i rischi potenziali che rimangono un compito impegnativo a causa della complessità del flusso multifase e delle limitazioni delle tecniche disponibili.