分布式光纖傳感技術(shù)在管道完整性監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

南京嘉兆儀器設(shè)備有限公司

分布式光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感技術(shù)，因其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道任意位置的應(yīng)變和溫度的分布式測(cè)量，而在油氣管道安全監(jiān)測(cè)中開(kāi)始得到應(yīng)用。南京嘉兆儀器設(shè)備有限公司為重慶武陵山64km天然氣輸送管道提供了泄漏、地災(zāi)監(jiān)測(cè)、第三方入侵的分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為天然氣管道輸送任務(wù)的順利進(jìn)行提供保障。 

南京嘉兆儀器設(shè)備有限公司成立于2011年，致力于為客戶提供專業(yè)的光纖傳感技術(shù)能源資產(chǎn)完整性解決方案。 我們?yōu)槭�油石化、電力電纜、結(jié)構(gòu)健康等領(lǐng)域客戶提供基于光纖傳感技術(shù)的地災(zāi)、泄漏、入侵、變形等安全監(jiān)測(cè)方案，業(yè)務(wù)范圍涵蓋監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備供應(yīng)、項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)解讀、技術(shù)支持等，是國(guó)內(nèi)該業(yè)務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)先者。

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1、技術(shù)原理

分布式光纖傳感技術(shù)是將光纖本體作為傳感器，通過(guò)與解調(diào)儀連接對(duì)光纖中傳輸激光的各項(xiàng)屬性進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)管道周圍地理環(huán)境中出現(xiàn)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害或管道發(fā)生泄漏，光纖會(huì)因拉扯而發(fā)生變形或者內(nèi)部二氧化硅的密度因溫度而發(fā)生變化，由此帶來(lái)光纖內(nèi)部激光在各項(xiàng)波屬性（頻率、波長(zhǎng)等）上的變化，應(yīng)變、溫度等中間參數(shù)的變化得以直觀的在波形圖上得到體現(xiàn)。通過(guò)對(duì)波形圖的分析和判斷，現(xiàn)場(chǎng)管理人員得以及時(shí)了解發(fā)生事件的類型、強(qiáng)度以及位置，從而派遣人員及時(shí)處理以避免事件進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)的嚴(yán)重后果。

2、系統(tǒng)構(gòu)成

Lynx分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用光纖作為傳感介質(zhì)，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)地監(jiān)測(cè)、定位及描繪出感應(yīng)光纖整個(gè)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)細(xì)微的溫度、應(yīng)變和振動(dòng)變化，這些變化即表示發(fā)生了泄漏、地層移動(dòng)或侵入事件。通過(guò)專業(yè)的監(jiān)測(cè)軟件確保對(duì)檢測(cè)到的事件進(jìn)行智能分析，建立有效的通信預(yù)警并最小化誤報(bào)。

3、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

Lynx分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)如下：

（1） 測(cè)量距離長(zhǎng)，一套主機(jī)可測(cè)量單向60km, 雙向120km，通過(guò)多臺(tái)主機(jī)的組網(wǎng)，可對(duì)數(shù)千公里的管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

（2） 測(cè)量精度高，光纖即傳感器，以米級(jí)的空間分辨率和定位精度，對(duì)長(zhǎng)輸管道實(shí)行無(wú)死角的全線監(jiān)測(cè)；

（3） 連續(xù)測(cè)量，系統(tǒng)7×24小時(shí)全天候運(yùn)行，提供實(shí)時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)；

（4） 適應(yīng)性強(qiáng)，光纖耐腐蝕、抗電磁波和外界干擾能力突出，能夠適應(yīng)嚴(yán)苛的環(huán)境；

（5） 使用壽命長(zhǎng)，光纖使用壽命可達(dá)20-30年。

4、項(xiàng)目應(yīng)用

Lynx分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目前已在多個(gè)項(xiàng)目上得以應(yīng)用，包括重慶武陵山頁(yè)巖氣管道（64km）項(xiàng)目、中俄東線天然氣管道工程（黑河-長(zhǎng)嶺）管道泄漏檢測(cè)項(xiàng)目、中俄東線天然氣管道工程（長(zhǎng)嶺－永清）泄漏檢測(cè)、光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等。

2020年重慶武陵山頁(yè)巖氣管道項(xiàng)目中，為了檢驗(yàn)分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性，項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)分別進(jìn)行了溫度、應(yīng)變、第三方入侵試驗(yàn)。溫度試驗(yàn)地點(diǎn)選在樁號(hào)YY193-10+330米附近處的公路邊，用冰敷降溫的方式制造溫度事件，軟件報(bào)警位置與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)誤差僅為5m。應(yīng)變?cè)囼?yàn)選在樁號(hào)YY211+3m附近管道穿越公路處，對(duì)應(yīng)變光纜施加應(yīng)變，軟件報(bào)警位置偏差4m。在酉陽(yáng)末站前一個(gè)樁號(hào)位置的人手孔附近進(jìn)行人為入侵測(cè)試，軟件報(bào)警偏差為10m。

項(xiàng)目交付運(yùn)營(yíng)后，2020年6月15日上午8點(diǎn)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出應(yīng)變預(yù)警，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地探查發(fā)現(xiàn)，因公路修繕和雨水積留，導(dǎo)致發(fā)生山體滑坡。系統(tǒng)的及時(shí)預(yù)警得以在現(xiàn)場(chǎng)情況惡化前及時(shí)處理，避免了資產(chǎn)損失。

 分布式光纖傳感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)千公里管道的應(yīng)變和溫度的分布式測(cè)量，具有高精度、連續(xù)性、長(zhǎng)距離和高成本效益的特性。嘉兆儀器不僅提供成熟的分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更提供完善的技術(shù)支持和項(xiàng)目解決方案，為管道安全運(yùn)行保駕護(hù)航。