分布式光纖傳感技術(shù)在管道完整性監測上的應用

南京嘉兆儀器設備有限公司

分布式光纖傳感技術(shù)是20世紀80年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感技術(shù)，因其能夠實(shí)現對管道任意位置的應變和溫度的分布式測量，而在油氣管道安全監測中開(kāi)始得到應用。南京嘉兆儀器設備有限公司為重慶武陵山64km天然氣輸送管道提供了泄漏、地災監測、第三方入侵的分布式光纖監測系統，為天然氣管道輸送任務(wù)的順利進(jìn)行提供保障。 

南京嘉兆儀器設備有限公司成立于2011年，致力于為客戶(hù)提供專(zhuān)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、結構健康等領(lǐng)域客戶(hù)提供基于光纖傳感技術(shù)的地災、泄漏、入侵、變形等安全監測方案，業(yè)務(wù)范圍涵蓋監測方案設計、設備供應、項目管理、數據解讀、技術(shù)支持等，是國內該業(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)與解調儀連接對光纖中傳輸激光的各項屬性進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而對外界信號進(jìn)行監控。當管道周?chē)�地理環(huán)境中出現滑坡等地質(zhì)災害或管道發(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)光纖內部激光在各項波屬性（頻率、波長(cháng)等）上的變化，應變、溫度等中間參數的變化得以直觀(guān)的在波形圖上得到體現。通過(guò)對波形圖的分析和判斷，現場(chǎng)管理人員得以及時(shí)了解發(fā)生事件的類(lèi)型、強度以及位置，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)的嚴重后果。

2、系統構成

Lynx分布式光纖監測系統，利用光纖作為傳感介質(zhì)，能夠實(shí)時(shí)連續地監測、定位及描繪出感應光纖整個(gè)監測范圍內細微的溫度、應變和振動(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(zhuān)業(yè)的監測軟件確保對檢測到的事件進(jìn)行智能分析，建立有效的通信預警并最小化誤報。

3、系統優(yōu)勢

Lynx分布式光纖監測系統的主要優(yōu)勢如下：

（1） 測量距離長(cháng)，一套主機可測量單向60km, 雙向120km，通過(guò)多臺主機的組網(wǎng)，可對數千公里的管道進(jìn)行監測；

（2） 測量精度高，光纖即傳感器，以米級的空間分辨率和定位精度，對長(cháng)輸管道實(shí)行無(wú)死角的全線(xiàn)監測；

（3） 連續測量，系統7×24小時(shí)全天候運行，提供實(shí)時(shí)的測量數據；

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

（5） 使用壽命長(cháng)，光纖使用壽命可達20-30年。

4、項目應用

Lynx分布式光纖監測系統，目前已在多個(gè)項目上得以應用，包括重慶武陵山頁(yè)巖氣管道（64km）項目、中俄東線(xiàn)天然氣管道工程（黑河-長(cháng)嶺）管道泄漏檢測項目、中俄東線(xiàn)天然氣管道工程（長(cháng)嶺－永清）泄漏檢測、光纖應變監測項目等。

2020年重慶武陵山頁(yè)巖氣管道項目中，為了檢驗分布式光纖監測系統的有效性，項目竣工驗收時(shí)分別進(jìn)行了溫度、應變、第三方入侵試驗。溫度試驗地點(diǎn)選在樁號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，軟件報警位置與現場(chǎng)實(shí)測誤差僅為5m。應變試驗選在樁號YY211+3m附近管道穿越公路處，對應變光纜施加應變，軟件報警位置偏差4m。在酉陽(yáng)末站前一個(gè)樁號位置的人手孔附近進(jìn)行人為入侵測試，軟件報警偏差為10m。

項目交付運營(yíng)后，2020年6月15日上午8點(diǎn)，監測系統發(fā)出應變預警，現場(chǎng)實(shí)地探查發(fā)現，因公路修繕和雨水積留，導致發(fā)生山體滑坡。系統的及時(shí)預警得以在現場(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)能夠實(shí)現對數千公里管道的應變和溫度的分布式測量，具有高精度、連續性、長(cháng)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測系統，更提供完善的技術(shù)支持和項目解決方案，為管道安全運行保駕護航。