The invention discloses a deformation and leakage monitoring system for long-distance heat preservation pipeline, which mainly includes a chip-type distributed optical fiber strain sensor (1), a probe-type optical fiber grating temperature sensor (2), a positioning stainless steel clamp (3), a transmission optical cable (4), a distributed optical fiber Brillouin demodulation module (5), a fiber grating demodulation module (6), a pipeline deformation assessment module (7), and a pipeline leakage assessment module.\uff08 8) and the pipeline overall safety assessment center module (9). The overall safety monitoring of pipeline is carried out by means of a distributed optical fiber strain sensor (1) mounted on a long-distance insulating layer pipeline and a probe-rod optical fiber grating temperature sensor (2) sensing the temperature changes caused by pipeline deformation and leakage. The advantages of the present invention are that pipeline deformation monitoring does not need to consider the material or physical properties of insulation layer, and has a wide application range. It is not only suitable for deformation and leakage monitoring of underground and ground long-distance insulation layer pipeline, but also suitable for deformation monitoring of other rigid structures with insulation layer.
【技术实现步骤摘要】
一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统
本专利技术属于长距离管道安全监测领域,具体涉及一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统。
技术介绍
长距离管道穿越地质条件极其恶劣,在各种复杂的环境荷载(冻融、沉降)、自然灾害(地震、泥石流)、交通荷载、人为破坏(恐怖破坏,长期占压、非法开挖等)以及材料自身老化等单一或多种因素耦合作用下,管道易发生大变形,泄漏爆炸等灾害性事故。随着大批新建管道项目获批以及众多服役管道的满负荷运营,我国油气管道已经进入“管(理)-监/检(测)-养(护)”阶段,采取有效的监测手段对管道结构变形和泄漏进行监测,为管道服役期状态评估提供依据,提升管道运营安全,延长管道服役寿命,具有重要的意义。长距离管道可分为带保温层和不带保温层的管道。对于不带保温层的管道,已有采用分布式光纤传感器和光纤光栅传感器开展管道整体和局部变形研究的报道。但是对于带有保温层的管道,管道保温层的材质众多,如地上管道的保温材料有橡塑保温管道、玻璃棉管壳、聚氨酯泡沫以及岩棉保温管;地下管道多采用聚氨酯泡沫+沥青玻璃纤维构成保温层和3PE防腐钢管防腐层(如西气东输管道)。保温层具有一定的厚度,比如油田常用的岩棉保温管的保温层厚度为50-75mm,西气东输管道3PE防腐钢管防腐层厚度为2.5-3.7mm。此外保温层材质离散性大,其弹性模量与管道弹性模量不匹配,如果直接将传感器布设到保温层外边,会导致外部传感器不能很好的监测到管道的变形。与此同时,因为有保温层,管道发生微泄漏,泄漏介质不易渗出保温层,已报道的采用分布式光纤传感技术开展温度管道泄漏监测的技术不适合带有保温层的管 ...
【技术保护点】
1.一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统,包括片式分布式光纤应变传感器(1)、探杆式光纤光栅温度传感器(2)、定位不锈钢卡箍(3)、传输光缆(4)、分布式光纤布里渊解调模块(5)、光纤光栅解调模块(6)、管道变形评定模块(7)、管道泄漏评定模块(8)和管道整体安全评估中心模块(9);其特征在于:探杆式光纤光栅温度传感器(2)通过螺丝固定在片式分布式光纤应变传感器(1)上,片式分布式光纤应变传感器(1)通过定位不锈钢卡箍(3)固定在长距离保温输送管道上,并通过传输光缆(4)分别接入分布式光纤布里渊解调模块(5)和光纤光栅解调模块(6),经过解调的应变和温度信息通过有线或无线的方式分别传输至管道变形评定模块(7)和管道泄漏评定模块(8)开展变形和泄漏评定;管道变形评定模块(7)和管道泄漏评定模块(8)的评定结果通过有线或无线的方式传递到管道整体安全评估中心模块(9)中,发布管道安全状态。
【技术特征摘要】
1.一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统,包括片式分布式光纤应变传感器(1)、探杆式光纤光栅温度传感器(2)、定位不锈钢卡箍(3)、传输光缆(4)、分布式光纤布里渊解调模块(5)、光纤光栅解调模块(6)、管道变形评定模块(7)、管道泄漏评定模块(8)和管道整体安全评估中心模块(9);其特征在于:探杆式光纤光栅温度传感器(2)通过螺丝固定在片式分布式光纤应变传感器(1)上,片式分布式光纤应变传感器(1)通过定位不锈钢卡箍(3)固定在长距离保温输送管道上,并通过传输光缆(4)分别接入分布式光纤布里渊解调模块(5)和光纤光栅解调模块(6),经过解调的应变和温度信息通过有线或无线的方式分别传输至管道变形评定模块(7)和管道泄漏评定模块(8)开展变形和泄漏评定;管道变形评定模块(7)和管道泄漏评定模块(8)的评定结果通过有线或无线的方式传递到管道整体安全评估中心模块(9)中,发布管道安全状态。2.根据权利要求1所述的一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统,其特征是片式分布式光纤应变传感器(1)包含两根单模光纤(10)和环氧玻璃纤维(11),在环氧玻璃纤维(11)片式成型过程中,两根单模光纤(10)植入在片式分布式光纤应变传感器(1)的上下内表面,距离各自外表面0.2mm;距离传感器长度方向的中心线3mm,沿着片式分布式光纤应变传感器(1)间隔4m设定直径为2mm的圆孔,圆孔的圆心在传感器长度方向的中心线上,片式分布式光纤应变传感器(1)宽3cm,厚0.3cm,长度任意长。3.根据权利要求1所述的一种长距离保温输送管道变形及泄漏监测系统,其特征是探杆式光纤光栅温度传感器(2)包含毛细钢管(12)、不锈钢圆柱体(13)、螺纹杆(14)和海绵(15),毛细钢管(12)直径1mm,长度30mm,光纤光栅传感器封装在毛细钢管里面;不锈钢圆柱体(13)直径...
【专利技术属性】
技术研发人员:张世海,刘斌,何建平,
申请(专利权)人:南阳理工学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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