管道的监测制造技术

技术编号:9937925 阅读:139 留言:0更新日期:2014-04-19 01:15
一种管道监测方法,包括:在物体沿所述管道穿过时使用光纤分布式声传感器来监测管道的至少一部分;以及分析在所述物体沿所述管道移动时在至少一个感测位置处检测到的声信号,以便辨别在所述感测位置接收到的来自不同位置的声信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本申请涉及用于在诸如管线清管器的物体在管道内移动时监测管道,尤其是油或气管线的方法及设备。该方法包括在物体(208)沿管道穿过时使用光纤(202)分布式声传感器(204)监测管道(206)的至少一部分。分析在物体沿管道移动时从至少一个感测位置(203)检测到的声信号,以便辨别在所述感测位置接收到的来自不同位置的声信号。该方法允许单独地识别不同位置对给定感测部分处的声信号的贡献,且即使声源在管道的被监测的区段之外,也可允许检测声源的沿管道的位置。该方法提供泄漏检测方法,其可使管线的监测扩展超过光纤的位置。【专利说明】管道的监测
本专利技术涉及监测管道,尤其是油气管线,且具体涉及使用物体在管道中的移动来改善监测和辨别能力。
技术介绍
管线是输送流体资产(最常见是油和气)的最经济可行的方法,但也存在其它类型的管线。现在,存在很大的管线基础结构负责收集、输送和分送这些自然资源,仅在美国就有超过七十五万公里的油气管线。这些管线的持续正确工作具有很高的重要性,且故障会带来巨大的经济损失、环境影响且还可能带来灾难性的物理破坏。因此,进行了较大的努力来维护、监测和检查管线。然而,许多管线网络的尺寸薄以及事实上很多公里的管线由地下或海底设备构成使得有效和高效监测成为难题。已经提出了使用光纤分布式声感测来监测管线。国际专利申请公告W02010/020796描述了数十公里的管线可通过沿管线的长度部署光纤和以辐射询问(interrogate)光纤以提供光纤分布式声传感器来监测。该申请教导了通过监测管线对声刺激的声响应,可获得管线的状况轮廓。刺激可为为了获得状况轮廓的目的而有意引入的刺激,或它可在管线的正常工作期间产生,例如,由于〃清管器〃行进穿过管线。各种检查和维护工具可插入管线中,且由其中的流体的压力携带穿过管线。存在可使用的多种不同的物体,通常称为"清管器(pig)"。简单的清洁清管器可包括定形成在其穿过管线来提供清洁作用时刷洗或刮擦管线的内壁的物体。智能监测清管器可包括用以执行各种监测任务的各种传感器和机载处理器,且可为很昂贵、很复杂的器械。用于检查或清洁的清管器的使用通常称为清管。清管通常利用穿过管线的大体不间断的流体流执行,且因此是有利的,因为不必停止管线流来执行常规检查和维护。W02010/020796描述了管线中的突然的泄漏或开裂可产生可检测到的压力脉冲,且对此类自发脉冲的出现的检测可用作泄漏检测和定位的一部分。因此,如在W02010/020796中教导的使用光纤分布式声感测来用于管线监测提供了很有用和便利的方式来监测管线的较大的区段。本专利技术涉及关于管道监测的进一步改盡口 ο
技术实现思路
因此,根据本专利技术,提供了一种管道监测方法,包括:在物体沿管道穿过时使用光纤分布式声传感器来监测管道的至少一部分;以及分析在物体沿管道移动时在至少一个感测位置检测到的声信号,以便辨别在所述感测位置处接收到的来自不同位置的声信号。管道可为管线,例如,油或气管线。物体可为管线清管器,例如,清洁或检查清管器。本专利技术的实施例依靠声信号可沿管道传输的事实,例如,在可加压的管道内的流体内传输。因此,在沿管线的一个位置处的声源可产生入射到管线上的声信号。该声信号沿管线传播,例如,在加压流体内传播,达相对较长的距离(且比将经由土地传输的信号更远)。这可导致沿管线的较大长度检测到声信号。在正常管线工作中,在沿管线的任何位置检测到的声信号因此可包括在管线的该位置处从环境接收的声信号,而且还包括由来自沿管线的较远地点的声源引起的且已经沿管线传输的一些声信号。如果此类较远的声源相当恒定,则可能不能根据声信号的简单分析来确定声源的准确位置。已知的是通过考虑感测光纤的不同部分处的不同声信号的到达时间来确定声源的位置。然而,如果声源具有相当恒定的输出,则可能难以识别不同信号到达感测光纤的不同部分处。如果声源位于管线的由分布式光纤传感器监测的部分中,则有可能根据声干扰的相对强度来确定声源的位置,但这不总是可能。此外,如果在不同位置处存在若干不同声源,则所得的强度模式将取决于各种声源的位置和相对强度,以及出现在管线的不同部分处衰减。另外,声源可位于管线的未由分布式声传感器监测的区段中,且因此强度信息不可用,因为在源处不存在光纤的相关感测部分。然而,本专利技术人意识到,可分析在清管器移动穿过管线时检测到的声信号,以辨别从不同位置接收到的声信号。当清管器沿管线和相关感测部分在声源之间移动时,其将用于增大声信号的衰减。实际上,清管器将基本阻挡声信号沿管线进一步传播,或至少显著减小任何此类信号的强度。因此,考虑在沿管线的第一位置处的分布式声传感器的感测部分和在第一位置下游的(按照管线流且因此按照清管器的行进)第二位置处的声源。在正常工作中,来自声源的声信号可从第二位置沿管线行进至第一位置,且因此可在第一位置处例如作为噪音被检测到。换言之,由源产生的声信号在第二位置处入射到管线上,且沿管线传播至第一位置。当在第一位置的上游引入清管器时,其将不影响源于第二位置处的源的声信号。如W02010/020796中所述,当清管器沿管线向下行进时,其可产生压力波,但如本文献中所述,此类压力脉冲将趋于间隔地出现,且具有特定的特征,且所以可容易地被检测到和特征化。不久之后,清管器将到达和经过第一位置。此时,清管器在管线中位于感测部分(在第一位置处)与声源(在第二位置处)之间。清管器的存在将用于显著地衰减来自第二位置处的源的声信号或阻挡其到达第一位置。因此,由第一位置处的感测部分检测到的声信号将突然失去来自第二位置处的声源的声贡献。直到清管器已经经过第二位置,且因此第二位置处的声源和第一位置处的感测部分又在清管器的同一侧,来自第二位置处的源的声信号才又在第一位置处被检测到。因此,管线中的清管器的存在有效地将管线分成在清管器上游和下游的两个单独的区段,且衰减来自上游区段的信号或阻挡其传播至下游区段,且反之亦然。因此,位于清管器上游的感测部分大体上将仅从管线的在清管器上游的其它部分接收声信号,且同样任何下游感测部分将大体上仅从管线的下游区段接收声信号。当清管器移动时,沿管线有效地扫描管线的在清管器上游和下游的相关区段,从而允许从管线的不同区段辨别声源。例如,该方法可包括定位声源的沿管线的位置。如上文所述,如果来自声源的信号在第一感测位置处被接收到,直到清管器经过不再接收到信号的那个位置,则可以确定相关的声源在感测位置的下游。然而,一旦清管器经过声源的位置,则将又检测到信号。因此,清管器在这时的位置指出了源的位置。然而,如果声源在感测部分的上游,则发生相反的情况,在清管器经过源的位置时信号将消失(即,在给定感测部分处停止被检测到),且一旦清管器已经经过感测部分,则信号才再出现(即,又检测到)。因此,通过分析声信号来确定检测到或未检测到特定声信号的时间点,相关声源的位置可通过了解此时的清管器位置来确定。因此,该方法可包括识别第一声信号和识别何时第一声信号开始被检测到和/或停止被到停止。该方法可包括识别第一信号何时停止被检测到和再开始被检测到。第一信号可为相对恒定或重复的信号,S卩,非瞬态信号。将认识到的是,DAS传感器可检测到由被监测的位置上的各种事件引起的瞬态信号。此类本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种管道监测方法,包括:在物体沿所述管道穿过时使用光纤分布式声传感器来监测管道的至少一部分;以及分析在所述物体沿所述管道移动时在至少一个感测位置处检测到的声信号,以便辨别在所述感测位置接收到的来自不同位置的声信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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

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