一种分布式光纤泄漏监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种分布式光纤泄漏监测系统，包括：敷设在管道周围的多模感温光缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中：多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道运输领域，具体而言，涉及一种分布式光纤泄漏监测系统。
技术介绍
管道运输是五大运输方式之一(铁路、公路、水运、空运、管道)，是石油和天然气产品的主要运输方式，是国家的能源动脉，因此，安全是油气管道的生命。泄漏是影响油气管道安全的主要因素。管道的腐蚀穿孔、突发性的自然灾害(如地震、滑坡、河流冲刷)以及人为破坏等都会造成管道泄漏乃至破裂，威胁到长输管道的安全运行。按损失程度的不同，泄漏可分为小漏(低于正常流量的3％)、中漏(在正常流量的3％～10％以内)、和大漏(超过正常流量的10％)三种。产生泄漏的原因可能千差万别。例如，小漏(或称为“砂眼”)通常发生于管道金属被周围介质腐蚀破坏时。埋地管线由于受土壤中电化学过程的作用，金属逐渐受到破坏，导致管壁上出现锈点和蜂窝，逐渐扩展到管道的全部壁厚。在土壤腐蚀的情况下，管壁穿孔速度可达6～7mm/年。发生泄漏的原因还可能是在管道施工过程中管道金属受到损伤，而在试压时又未能及时发现，这些呈小裂纹状的损伤在管线内外压力的作用下逐渐发展，从而导致出现砂眼或破裂。管线的工作压力过高，产生水击压力波，也可能使管线超压造成金属损伤和破裂。我国有大部分油气管道的运行时间已超过二十年，管道强度和涂层完整性都已进入危险期，整个油田管网已进入事故高发期，据统计，我国油田管道穿孔率为0.66次/(km.a)左右。近年来，由于原油价格上涨，国内不法分子受利益驱动疯狂地在输油管道上打孔盗油，严重干扰了正常的输油生产，给油田造成了巨大的经济损失。例如，胜利油田油气集输公司仅在1999年10月一个月内就发生盗油破坏泄漏点13处，损失原油数千吨，直接经济损失200多万元。虽然采取了加大巡查力度，重奖举报考或发现泄漏及时封堵等措施，但收效甚微。长距离输油管道盗油事件也时有发生，且呈蔓延之势。例如中洛输油管道严重时每年发生盗油泄漏事故达300余起之多，给管道造成了严重的经济损失，同时造成了严重的环境污染。管道泄漏产生的原因可归纳如下⑴管道材质不良，由于材质开裂，存在砂眼；⑵管道涂层损坏、脱落，造成管道腐蚀穿孔；⑶管道接头、阀门安装不良造成泄漏；⑷地下管道拥挤，在施工其他地下工程时影响所致；⑸高层建筑工程的重压，使地基下沉，致使管道开裂；⑹地质构造原因使地基下沉，造成管道开裂(如地震、地下水位下降等)；⑺穿越公路的管道由于重载车辆的通行而造成管道开裂；⑻人为盗油，造成管道穿孔。长输管道发生泄漏事故极其危险，因为除了损失油气产品之外，还会酿成爆炸或火灾事故，严重威胁管道沿线国家和人民的生命财产安全。另外，油气产品泄漏还会造成严重的环境污染，尤其是油品流入土壤和河流的危害更大，会污染水土介质，造成灭绝动植物。输油管道泄漏的污染面积可按下列经验公式估算：S＝53.5q0.89式中：S—污染面积(m2)q—泄漏量(m3)。因此，在油气管道的运行管理中，及时发现管道泄漏并确定漏点位置，对于保证管道的安全运行、减少因泄漏造成的经济损失和对环境的污染、防止爆炸和火灾事故的发生具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种分布式光纤泄漏监测系统，用以克服现有技术存在的至少一个问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，包括：敷设在管道周围的多模感温光缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中：多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警。进一步地，触发报警的事件分为以下三种类型：定温报警：设定报警阈值，当实测温度值超过阈值启动报警；温差报警：某个区域最高温度与最低温度之间的温度差值，当温度差值超过阈值时启动报警，阈值可设定；基于时间的温差速率报警：当超过报警阈值时，启动报警报警阈值可设定。进一步地，三种报警模式单独或组合使用。进一步地，当海底管道发生泄漏后，有大量高温热油渗漏到海泥中，改变管道周围海泥温度场，采用有限容积法处理饱和含水淤泥多孔介质流固耦合传热模型，根据这一特征得到控制方程如下：质量守恒方程： ∂ ρ f ∂ t + ▿ ( ρ f U ) = 0 - - - ( 1.2.1 ) ]]>式中：U为流体速度m/s；ρf为流体密度kg/m3；t为时间s.动量守恒方程： ∂ ( ρ f u ) ∂ t + ▿ ( ρ f u u ) = - ▿ p + ▿ ( u u ) + ( μ α u + C 2 1 2 ρ f | u | u ) + ( 1 - β ) 2 ( 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，包括：敷设在管道周围的多模感温光缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中：多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，包括：敷设在管道周围的多模感温光
缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中：
多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多
模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度
信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多
模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警。
2.根据权利要求1所述的分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，触发报警的事件分为
以下三种类型：
定温报警：设定报警阈值，当实测温度值超过阈值启动报警；
温差报警：某个区域最高温度与最低温度之间的温度差值，当温度差值超过阈值时启
动报警，阈值可设定；
基于时间的温差速率报警：当超过报警阈值时，启动报警报警阈值可设定。
3.根据权利要求2所述的分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，三种报警模式单独或
组合使用。
4.根据权利要求1所述的分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，当海底管道发生泄漏
后，有大量高温热油渗漏到海泥中，改变管道周围海泥温度场，采用有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李儒峰，
申请(专利权)人：李儒峰，
类型：发明
国别省市：北京;11