管道监测制造技术

本发明专利技术涉及一种监测流体承载管道的方法，包括：询问沿所述管道的路径定位的光纤以提供分布式声感测；通过分布式声感测，沿所述光纤的长度测量多个离散纵向感测部分中的每一个处的声信号，以针对第一特性信号的存在监测所述光纤，所述第一特性信号指示所述光纤附近的地面隆陷；以及当在所述分布式声感测中测量到第一特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道监测
本专利技术涉及管道监测，特别地，本专利技术涉及管线监测。
技术介绍
管线广泛地用于运输流体资产，诸如油和气，并且，在世界范围内针对这些资产的分布存在这种管线的大型网络。考虑到这些流体资产的较高价值、这些管线的连续操作的重要性以及管线的潜在环境影响，对管线故障的早期和准确检测成为管线操作者主要关心的问题。因此，期望提供一种改进的管线监测系统和方法，其能够准确地监测管线，以便准确地检测管线的任何故障。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种监测流体承载管道的方法，包括：询问沿所述管道的路径定位的光纤以提供分布式声感测；针对第一特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分处的声信号，所述第一特性信号指示所述光纤附近的地面隆陷（heave）；以及当在所述分布式声感测中检测到第一特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。所述方法可以进一步包括通过确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置来确定所述管道中故障的位置。所述第一特性信号可以包括来自所述光纤的感测部分的声响应（例如，低于几百赫兹（比如例如低于500Hz或低于100Hz的频率处的响应）的低频分量的变化。在一些实施例中，感兴趣的低频响应可以是大约几十赫兹或更低，比如低于50Hz或低于10Hz。出于本说明书的目的，术语低频响应应当被视为包括DC处的响应。该方法还可以包括：确定低频响应的变化的程度；以及估计泄漏流速。该方法可以进一步包括：将时变压力变化引入到所述管线中的流体中；以及将所述多个离散纵向截面处的声信号与时变压力信号进行相关，以确定所述第一特性信号。该方法可以进一步包括：针对第二特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分处的声信号，所述第二特性信号指示所述管道中的压力波，所述压力波在远离故障点的两个方向上沿所述管道移动；如果所述第一特性信号与所述第二特性信号相关，则当在所述分布式声感测中测量到第二特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。所述相关可以包括：确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置；确定所述光纤中所述第二特性信号的原点位置；以及比较所述第一位置和所述第二位置。当所述第一位置和所述第二位置被确定为处于预定范围内时，可以确定已经发生故障。所述预定范围可以小于50m。该方法可以进一步包括：针对第三特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分中的每一个处的声信号，所述第三特性信号指示从所述管道漏出的流体的噪声；以及如果第三特性信号与所述第一和/或第二特性信号相关，则当离散的声传感器测量到第三特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。所述第三特性信号可以是对应于可听嘶嘶声（audiblehissingsound）的信号。所述相关可以包括：基于哪个纵向感测部分检测到所述第三特性信号来确定所述第三特性信号的原点位置；确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置，和/或确定所述光纤中所述第二特性信号的原点位置；以及将所确定的第三位置与所述第一和/或第二位置进行比较。当所述第三位置以及所述第一和/或第二位置被确定为处于预定范围内时，可以确定已经发生故障。所述预定范围可以小于50m。该方法还可以包括将通过分布式声感测检测到的声信号与由至少一个其他传感器设备检测到的测量信号进行相关。该方法还可以包括监测所述流体承载管道，该监测包括：将压力波引入到所述管道中；在分布式声传感器的多个离散纵向感测部分中的每一个处监测对所述压力波的响应；从所述多个测量导出管道状况简档；通过将另外的压力波引入到所述管道中来导出一个或多个另外的管道状况简档；以及比较管道状况简档以确定管道特性的变化。该方法可以进一步包括：针对第四特性信号的存在，响应于声刺激，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分中的每一个处的声信号，所述第四特性信号指示流速的变化；以及如果所述第三特性信号与所述第一和/或第二特性信号相关，则当离散的声传感器测量到第四特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。该方法可以包括分析所述管道中压力脉冲的传播速率，以便检测传播速度的突变。该方法可以包括确定管道特性的变化的纵向位置。该方法可以进一步包括：将管道特性的变化的纵向位置与通过感测所述光纤附近的地面隆陷确定的故障位置、和/或通过感测所述管道中压力波的存在确定的故障位置、和/或通过由离散的声传感器感测可听嘶嘶声确定的故障位置进行比较；以及当两个或更多个位置被确定为处于预定范围内时，确定已经发生故障。所述光纤可以位于所述管道内。所述光纤可以邻近所述管道定位。所述分布式光纤传感器的空间分辨率可以小于或等于25m。所述分布式光纤传感器的长度可以大于或等于20km。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种管道监测设备，包括：光纤询问器，所述光纤询问器被适配为询问沿管道的路径部署的光纤并提供分布式声感测；以及处理器，所述处理器被适配为从所述询问器接收感测的数据，以针对第一特性信号的存在监测所述光纤，所述第一特性信号指示所述光纤附近的地面隆陷，并且所述处理器被适配为当在所述分布式声感测中测量到第一特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。该设备可以包括管线监测设备。该处理器可以被适配为将所述感测的数据与被引入到所述管道中的时变压力变化进行相关，以确定所述第一特性信号。该处理器可以进一步被适配为：从所述询问器接收感测的数据，以针对第二特性信号的存在监测所述光纤，所述第二特性信号指示所述管道中的压力波，所述压力波在远离故障点的两个方向上沿所述管道移动；以及如果所述第一特性信号与所述第二特性信号相关，则当在所述分布式声感测中测量到第二特性信号时，确定在所述管线中已经发生故障。该管线监测设备可以进一步包括沿所述管道（例如管线）的路径分布的离散声传感器的阵列；以及所述处理器被适配为：从所述离散声传感器接收数据，以针对第三特性信号的存在进行监测，所述第三特性信号对应于可听嘶嘶声；以及如果第三特性信号与第一和/或第二特性信号相关，则当离散声传感器检测到第三特性信号时，确定在所述管线中已经发生故障。该管道监测设备还可以包括用于将时变压力变化引入到所述管道（例如管线）中的流体中的装置。所述用于将时变压力变化引入到所述管线中的流体中的装置可以被适配为在管线中所包含的流体中产生压力脉冲；以及该处理器可以被适配为：响应于所述压力脉冲从所述询问器接收感测的数据；以及从所述感测的数据导出管线状况简档；以及通过将另外的压力波引入到所述管线中来导出一个或多个另外的管道状况简档；比较管道状况简档以确定管道特性的变化；以及当确定存在管线状况简档的变化时，确定在所述管线中已经发生故障。还提供了一种包括计算机可执行指令的计算机程序，所述计算机可执行指令在被计算机执行时使所述计算机执行上述方法。本专利技术可以包括本文提及的特征和/或限制的任意组合，除非这种特征的组合是相互排斥的。附图说明现在，将参照附图，作为示例，描述本专利技术的实施例，在附图中：图1示意了分布式光纤传感器的基本组件；图2示出了沿管线的长度布置的光纤传感器；图3示出了管线和感测光纤的横截面；图4示出了管线监测数据输出；图5示出了响应于模拟气体管线泄漏而来自DAS传感器的数据；以及图6a-c示出了来自进一步试验的数据。具体实施方式本专利技术的实施例使用分布式声感测（DAS）来提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.01 GB 1103479.01.一种监测流体承载管道的方法，包括：询问沿所述管道的路径定位的光纤以提供分布式声感测；针对第一特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分处的声信号，所述第一特性信号指示所述光纤附近的地面隆陷；以及当在所述分布式声感测中检测到第一特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一特性信号包括来自所述光纤的感测部分的声响应的低频分量的变化。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：确定低频响应中的变化的程度；以及估计泄漏流速。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：通过确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置来确定所述管道中故障的位置。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：将时变压力变化引入到管道中的流体中；以及将所述多个离散纵向感测部分处的声信号与时变压力信号进行相关，以确定所述第一特性信号。6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：针对第二特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分处的声信号，所述第二特性信号指示所述管道中的压力波，所述压力波在远离故障点的两个方向上沿所述管道移动；如果所述第一特性信号与所述第二特性信号相关，则当在所述分布式声感测中测量到第二特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述相关包括：确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置；确定所述光纤中所述第二特性信号的原点位置；以及比较所述第一特性信号的原点位置和所述第二特性信号的原点位置。8.根据权利要求7所述的方法，其中当所述第一特性信号的原点位置和所述第二特性信号的原点位置被确定为处于预定范围内时，确定已经发生故障。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定范围小于50m。10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：针对第三特性信号的存在，沿所述光纤的长度监测多个离散纵向感测部分中的每一个处的声信号，所述第三特性信号指示从所述管道漏出的流体的噪声；以及如果第三特性信号与所述第一和/或第二特性信号相关，则当离散的声传感器测量到第三特性信号时，确定在所述管道中已经发生故障。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第三特性信号对应于可听嘶嘶声。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述相关包括：基于哪个纵向感测部分检测到所述第三特性信号来确定所述第三特性信号的原点位置；确定所述光纤中所述第一特性信号的原点位置，和/或确定所述光纤中所述第二特性信号的原点位置；以及将所确定的所述第三特性信号的原点位置与所述第一特性信号的原点位置和/或所述第二特性信号的原点位置进行比较。13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述第三特性信号的原点位置以及所述第一特性信号的原点位置和/或所述第二特性信号的原点位置被确定为处于预定范围内时，确定已经发生故障。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述预定范围小于50m。15.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括监测所述流体承载管道，所述监测包括：将压力脉冲引入到所述管道中；在多个离散纵向感测部分中的每一个处监测对所述压力脉冲的响应；从对所述压力脉冲的响应的测量导出管道状况简档；通过将另外的压力脉冲引入到所述管道中来导出一个或多个另外的管道状况简档；以及比较管道状况简档以确定管道特性的变化。16.根据权利要求15所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·戈德弗里，P·N·温德，
申请(专利权)人：光学感应器控股有限公司，
类型：
国别省市：