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分布式光纤管道泄漏、地灾监测

发布时间:2023-04-26 来源: 点击量: 3587

一、方案背景

油气管道分布广阔,不可避免地穿越地质条件复杂的地区,地质灾害引发的风险比较大,管道一旦遭到破坏发生泄漏,会造成严重环境污染和经济损失,严重时可能导致火灾、爆炸等事故。管道沿线发育的地质灾害类型主要为滑坡、崩塌、潜在不稳定斜坡、水毁等。由于输油管道具有埋深浅、薄壳、内含高压易燃易爆介质的性质,决定了沿线地质灾害对管道的危害有其特殊性,较小的地质灾害,也可能造成对管道的重大灾害。我司根据行业相关规定制定分布式光纤管道泄漏、地灾监测解决方案,全方位守护管道安全。

二、方案概述

分布式光纤监测主机可同时监测应变和泄漏,通信光缆可以充当传感器,此外,在有地灾风险的区域铺设应变光缆,采用分布式光纤解调仪可以实时连续地监测、定位及描绘出感应光纤整个监测范围内细微的温度、应变和振动变化。

系统包括:

分布式光纤解调仪:提供强大可靠的测量和定位功能。对于管道沿线的任何位置,当经计算后的温度和应变测量结果超出项目特定标准时,随即触发警报。微小的温度异常(泄露的早期迹象)或应变异常(地层移动的首要特征)可在整个监测距离上定位在数米内。 

监测软件:用于处理温度、应变和振动数据,产生预警并将数据处理和存储在专用的数据库中。 

接口与通信:通过TCP/ IP或中继,与第三方系统通信。 

传感器:通常为与管道一起安装的标准单模光纤通信光缆。 

Map:简洁明了的GIS界面用于识别线路上与之KPS和GPS坐标关联的预警位置,并将事件演变过程虚拟化显示出来。

管道泄漏检测

    管道泄漏会引起周围土壤的温度变化。通过分析管道沿线的温度变化,以米级精度检测并定位细微渗漏,然后通过统计学算法处理大量的参数,进而从正常的季节性温度和气候变化中辨别出真正的泄漏。

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地层移动检测

    管地层移动会对管道路径产生损伤,进而危害管道完整性。为了对这些危害中的一个或多个进行高灵敏度、高效益和强劲稳定地监测。 

    通过应变和温度的结合测量,可以实现对滑坡、蠕变、沉降及侵蚀现象的检测和监测。使用光纤应变传感器,能够检测和定位沿着管道/光纤传感器上任意位置几厘米的地层位移,定位精度在几米以内。通过振动检测,能够推断出地震和相关现象(例如地震、火山活动)

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第三方侵入检测

某些活动行为,例如建设和非法挖掘,往往对众所关心的事情造成直接真实的危害。DIVA能够对管道的整个监测长度上的第三方侵入进行检测、定位和分类。

扰动会在土壤中产生微弱的压力或振动,标准通信电缆(感应光纤) 进行感应, 软件用复杂的算法进行分类,以判定信号来自异常事件还是正常的环境变化。

DIVA类似一部连续的宽频带电话,监测管道路径沿线上不同事件产生的特定频率,即使面对大量的同步事件也能够通过可管控的数据量进行分类,因此可以快速区分开“正常”和“异常”事件。

DIVA足够灵敏,可以在侵入变成危害前将其检测出,例如挖掘机到达现场开挖之前就能够反应出来。当检测到危及安全的事件时,会触发预警并在Map(或其他GIS)地理图形上显示出来,同时发送给管道数据采集与监视系统SCADA或第三方平台。

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管道变形

为监测管道的变形状况,将光纤铺设在管道的表面,这样管道任何的形变都可以直接反馈到光纤中。形变过程中光纤的拉伸和压缩变化被检测下来,并触发警报。

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三、方案示意图

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四、方案功能特点

1)灵敏度高,初始温度(泄漏)、应变(地层移动)和振动(侵入)事件可以更早地被检测到,给运营商留下反应时间;

2)高效益和灵活性,只要随着管道一起安装了光缆,就能通过其中的部分光纤以最低的附件成本进行泄漏和侵入检测;

3)分布式光纤解调仪的监测距离长,超过60km,可以根据用户的需求进行选择,设定的空间分辨率在整个距离范围内保持不变,光学预算高,光纤安装余地大;

4)监测系统连续有效性高,可提供管道完整性危害的实时信息;

5)专有的监测软件确保对检测到的事件进行智能分析,建立有效的通信预警,并最小化误报。

五、主要监测设备

1)长距离分布式光纤解调仪DITEST

2)应变传感光缆SMC


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