一种油气管线故障预警与泄漏监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆、层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，BOTDA应力和温度监测主机、φ‑OTDR振动监测主机与综合报警服务器通过局域网连接，综合报警服务器与综合监控平台通过局域网连接。本实用新型专利技术集应力、温度、振动监测为一体的油气管线故障预警与泄漏监测系统，获取油气管线周围的振动、温度和应力信息，根据应力与振动的变化实现故障的早期预警，并根据温度变化信息实现泄漏监测与定位，实现全方位的油气管线安全预警与泄漏监测。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管线故障预警与泄漏监测系统
本技术涉及光纤传感装置
，具体地说涉及一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。
技术介绍
石油以及天然气作为主要能源物质，在国家经济发展与人们日常生活中发挥着重要作用。采用油气管线输送石油和天然气是一种更便捷、环保、安全、低成本的运输方式，油气管线已经成为了油气运输的最主要的途径。油气管线大多埋置于地下，对其监测十分困难，与此同时，油气管线面临着人为偷盗、施工破坏、地质灾害、自然环境、油气管线老化等问题。早期的监测方式以人工巡护为主，随后出现了以负压波法、音波法、质量平衡法、应力波法以及瞬态模型法等为主的监测泄漏和打孔的方法。近年来，分布式光纤传感因其传感距离长、分布式测量、抗电磁干扰、传感器本身无源、本质安全、布设方便、环境适应性好等优点，在油气管线监测领域中崭露头角。以Mach-Zehnder、Sagnac干涉仪、φ-OTDR、DAS为代表的分布式振动传感技术已被用于油气管线的盗挖与泄漏监测中。然而，以振动设备为代表的油气管线监测手段主要用于大型机械的外力破坏，以及大量的原油泄漏造成的振动事件。然而振动系统无法感知由于山体滑坡、地表下沉等土体位移造成的油气管线变形，不能对故障区域进行早期预警。在2018年公开的专利CN209415059中，介绍了一种基于BOTDA原理的长输油气管线泄漏监测系统，通过温度探测油气管线泄漏，依然无法对由于地质灾害等引起的管道变形隐患进行事前预警。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，提供一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。为了解决上述问题，本技术采用的技术方案如下：一种油气管线故障预警与泄漏监测系统，其特征在于，包括综合监控平台、综合报警服务器、φ-OTDR振动监测主机、BOTDA应力和温度监测主机、时分复用通道扩展器、层绞式通信光缆、油气管线、应力传感光缆、温度补偿传感光缆、接续盒，其中，层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆，层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，BOTDA应力和温度监测主机、φ-OTDR振动监测主机与综合报警服务器通过局域网连接，综合报警服务器与综合监控平台通过局域网连接；所述φ-OTDR振动监测主机连接振动传感光缆；所述BOTDA应力和温度监测主机连接时分复用通道扩展器；所述时分复用通道扩展器连接应力传感光缆、温度补偿传感光缆和温度传感光缆。所述应力传感光缆指在油气管线的3点钟、9点钟以及12点钟方向各布设一根紧套光缆，并通过环氧树脂胶将应力传感光缆与油气管线紧密的贴合在一起，与油气管线进行高强度耦合，实现应变信息的采集；所述温度补偿传感光缆采用松套光缆，铺设于12点钟方向与应力传感光缆共同粘贴在管道壁，解除应力的干扰；所述BOTDA应力和温度监测主机共监测六条光纤链路，实现应力信息和温度信息的采集，由于BOTDA的双端工作模式，六条光纤链路组成三条光纤回路：回路一为3点钟与9点钟方向的两根应力传感光缆连接；回路二为12点钟方向的应力传感光缆与温度补偿传感光缆连接；回路三为层绞式通信光缆中作为温度传感光缆的两根纤芯连接。与现有技术相比，本技术的有益特点：本技术研究了一种集应力、温度、振动监测为一体的油气管线故障预警与泄漏监测系统，获取油气管线周围的振动、温度和应力信息，根据应力与振动的变化实现故障的早期预警，并通过温度变化信息实现泄漏监测与定位，实现全方位的油气管线安全预警与泄漏监测，实现故障的早期定位与抢修，降低安全隐患与经济损失。分布式光纤传感系统具有传感距离长、分布式测量、抗电磁干扰、安全可靠、安装方便、线路无需供电、扩展能力强等优势，尤为适合油气管线的故障预警与泄漏监测。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为具体实施例提供的天然气管道分布式光纤传感系统监测示意图；图2为具体实施例提供的石油管道分布式光纤传感系统监测示意图；图3为具体实施例所述的层绞式光缆与振动传感光缆和温度传感光缆的关系示意图；图4为具体实施例所述天然气管道分布式光纤传感光纤布设图；图5为具体实施例所述石油管道分布式光纤传感光纤布设图。具体实施方式下面结合附图对本技术的优选实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。一种油气管线故障预警与泄漏监测系统，包括综合监控平台1、综合报警服务器2、φ-OTDR振动监测主机3、BOTDA应力和温度监测主机4、时分复用通道扩展器5、层绞式通信光缆6、油气管线7、应力传感光缆8、温度补偿传感光缆9，接续盒12，如图1所示。其中，层绞式通信光缆6中的一根纤芯作为振动传感光缆10、层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆11，如图2所示，BOTDA应力和温度监测主机4、φ-OTDR振动监测主机3与综合报警服务器2通过局域网连接，综合报警服务器2与综合监控平台1通过局域网连接；所述综合监控平台1将综合报警服务器2解析的数据进行报警数据的存储与显示，综合报警服务器根据BOTDA应力和温度监测主机4与φ-OTDR振动监测主机3的监测数据进行报警分析与转发，在综合监控平台1显示油气管线7的GIS信息、报警列表、报警定位，实现报警显示功能并下发至相关管理人员。所述综合报警服务器2根据应力、温度、振动测试数据进行综合分析，实现油气管线安全诊断、故障预警及泄漏监测。所述BOTDA应力和温度监测主机4与φ-OTDR振动监测主机3通过TCP/IP协议与综合报警服务器2通信。所述BOTDA应力和温度监测主机4用于监测管道的应力与温度信息，所述φ-OTDR振动监测主机3用于监测振动信息。所述BOTDA应力和温度监测主机共监测六条光纤链路，分别用来实现应力信息和温度信息采集。由于BOTDA的双端工作模式，六条光纤链路组成三条光纤回路。回路一为3点钟与9点钟方向的两根应力传感光缆8连接；回路二为12点钟方向的应力传感光缆8与温度补偿传感光缆9连接；回路三为层绞式通信光缆6中作为温度传感器光缆11的两根纤芯连接。其中，回路一和回路二用来监测管道的应力情况，回路三用于监测土体的温度变化。其中，用于应力信息采集的系统包括：所述BOTDA应力和温度监测主机用于应力测量的系统包括：BOTDA应力和温度监测主机4、时分复用通道扩展器5、三根应力传感光缆8、一根温度补偿传感光缆9以及接续盒12。应力传感光缆的铺设方式为：所述应力传感光缆包含三根应力传感光缆8与一根温度补偿传感光缆9。所述三根应力传感光缆8，采用紧套光缆，分别铺设在管道的3点钟、9点钟和12点钟方向；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气管线故障预警与泄漏监测系统，其特征在于，包括综合监控平台、综合报警服务器、φ-OTDR振动监测主机、BOTDA应力和温度监测主机、时分复用通道扩展器、层绞式通信光缆、油气管线、应力传感光缆、温度补偿传感光缆、接续盒，其中，层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆，层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，BOTDA应力和温度监测主机、φ-OTDR振动监测主机与综合报警服务器通过局域网连接，综合报警服务器与综合监控平台通过局域网连接；/n所述φ-OTDR振动监测主机连接振动传感光缆；/n所述BOTDA应力和温度监测主机连接时分复用通道扩展器；/n所述时分复用通道扩展器连接应力传感光缆、温度补偿传感光缆和温度传感光缆。/n

【技术特征摘要】
1.一种油气管线故障预警与泄漏监测系统，其特征在于，包括综合监控平台、综合报警服务器、φ-OTDR振动监测主机、BOTDA应力和温度监测主机、时分复用通道扩展器、层绞式通信光缆、油气管线、应力传感光缆、温度补偿传感光缆、接续盒，其中，层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆，层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，B...

【专利技术属性】
技术研发人员：董永康，夏猛，汤晓惠，姜桃飞，关鹏，杜学新，隋景林，
申请(专利权)人：鞍山睿科光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21