基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種泄漏定位系統(tǒng),尤其涉及一種基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄 漏監(jiān)測定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 油氣管道是重要的石油、天然氣運(yùn)輸方式,目前中國油氣管道總里程已達(dá)14萬公 里,承擔(dān)著我國70%的原油和99%的天然氣運(yùn)輸任務(wù)。數(shù)據(jù)顯示,我國油氣管道事故率平均 為3次/1000千米?年,遠(yuǎn)高于美國的0.5次/1000千米?年和歐洲的0.25次/1000千米?年。 據(jù)統(tǒng)計(jì),造成我國油氣管道事故的主要原因是人為第三方破壞和惡意的打孔盜油(氣),以 及管道腐蝕和突發(fā)性自然災(zāi)害。因此,實(shí)時監(jiān)測管道泄漏并對泄漏點(diǎn)進(jìn)行精確定位,對保證 人民財(cái)產(chǎn)、人身安全,降低國家經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。
[0003] 現(xiàn)有的管道泄漏檢測技術(shù)主要包括:流量平衡法、內(nèi)測球法、負(fù)壓波法、分布式光 纖法、壓力梯度法等。其中負(fù)壓波法僅僅通過在管道首末端分別安裝壓力傳感器,實(shí)現(xiàn)簡 單、易維護(hù),而且很多已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際管道的泄漏監(jiān)測。從系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況來看,檢測靈 敏度低、定位精度差是目前制約負(fù)壓波泄漏檢測技術(shù)發(fā)展的瓶頸。在應(yīng)用負(fù)壓波法進(jìn)行泄 漏定位時需要通過負(fù)壓波波速求解泄漏點(diǎn)位置,而負(fù)壓波的傳播速度與管道傳輸介質(zhì)特 性、管道材質(zhì)等因素有關(guān),所以要準(zhǔn)確進(jìn)行管道的泄漏定位,就要先確定管道內(nèi)負(fù)壓波傳播 的速度,直接帶入標(biāo)稱的負(fù)壓波波速值進(jìn)行泄漏定位計(jì)算,將導(dǎo)致泄漏定位精度較低;而且 負(fù)壓波信號在傳輸過程中會出現(xiàn)嚴(yán)重衰減,隨著傳輸距離的延長,管道首末兩端的壓力傳 感器可能出現(xiàn)測量不到負(fù)壓波,導(dǎo)致部分泄漏工況無法檢測;另外一旦管道首末端的兩個 壓力傳感器的其中一個失效,就將無法得到負(fù)壓波傳播到管道首末兩端的時間差,這將導(dǎo) 致泄漏定位失敗。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng),本 實(shí)用新型能夠克服上述不足,達(dá)到更高的檢測靈敏度和定位精度,極低的誤報(bào)率。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006] -種基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng),包括至少兩個光纖光柵壓力 傳感器,每個所述光纖光柵壓力傳感器分別安裝于油氣管道預(yù)設(shè)位置處;所述光纖光柵壓 力傳感器以并聯(lián)或串聯(lián)方式進(jìn)行連接,其用于將檢測到的油氣管道內(nèi)部負(fù)壓波信號轉(zhuǎn)換為 光信號,并傳送至光纖光柵快速解調(diào)儀;所述光纖光柵快速解調(diào)儀用于同步采集并傳送所 述光信號至監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行分析處理,最終實(shí)現(xiàn)油氣管道的泄漏檢測及精確定位。
[0007] 所述光纖光柵壓力傳感器并聯(lián)連接至通信光纜的多芯單模光纖,所述多芯單模光 纖與分路器相連,所述分路器與光纖光柵快速解調(diào)儀相連。
[0008] 所述光纖光柵壓力傳感器串聯(lián)連接至通信光纜的一芯單模光纖,所述一芯單模光 纖與光纖光柵快速解調(diào)儀相連。
[0009] 所述監(jiān)測主機(jī)上設(shè)有通信接口,所述通信接口與光纖光柵快速解調(diào)儀相連。
[0010] 所述通信接口采用以太網(wǎng)口。
[0011] 所述光纖光柵壓力傳感器等間隔安裝于油氣管道上。
[0012] 所述光纖光柵壓力傳感器根據(jù)預(yù)設(shè)不等間隔距離安裝于油氣管道上。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果為:
[0014] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過負(fù)壓波信號經(jīng)過兩光纖光柵壓力傳感器的時間差和距 離間隔,可實(shí)時準(zhǔn)確獲得負(fù)壓波波速;通過在長輸管道上間隔一定距離布設(shè)多個光纖光柵 壓力傳感器監(jiān)測負(fù)壓波信號,可大大提高傳感器接收信號的信噪比,增強(qiáng)對小泄漏的監(jiān)測 能力,避免負(fù)壓波信號長距離傳輸衰減過大導(dǎo)致泄漏定位精度差的不足,而且本實(shí)用新型 借助管道沿線的通信光纜作為傳輸介質(zhì),不需要另外鋪設(shè)傳輸光纜;同時取多組測量結(jié)果 的平均值,可進(jìn)一步提高定位精度,具有檢測靈敏度高、定位精度高和誤報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型的基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意 圖;
[0016] 圖2(a)是本實(shí)用新型的傳感器與通信光纜并聯(lián)連接圖;
[0017] 圖2(b)是本實(shí)用新型的傳感器與通信光纜串聯(lián)連接圖;
[0018] 圖3是本實(shí)用新型的光纖負(fù)壓波油氣管道泄漏監(jiān)測定位方法流程圖。
[0019] 圖中,1.光纖光柵壓力傳感器;2.通信光纜;3.分路器;4.光纖光柵解調(diào)儀;5.監(jiān)測 主機(jī);6.油氣管道。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0021] 圖1是本實(shí)用新型的基于光纖負(fù)壓波的油氣管道泄漏監(jiān)測定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖,該定位系統(tǒng)包括至少兩個光纖光柵壓力傳感器1,所述光纖光柵壓力傳感器1分別安裝 于油氣管道預(yù)設(shè)位置處;所述光纖光柵壓力傳感器1用于感知油氣管道6內(nèi)部負(fù)壓波信號, 把負(fù)壓波信號轉(zhuǎn)換為光信號,并通過通信光纜2及分路器3將接收到的油氣管道6內(nèi)部負(fù)壓 波光信號傳輸?shù)焦饫w光柵快速解調(diào)儀4,由光纖光柵快速解調(diào)儀4實(shí)現(xiàn)信號的同步快速采 集,并傳送至監(jiān)測主機(jī)5進(jìn)行分析處理,最終實(shí)現(xiàn)油氣管道的泄漏檢測及精確定位。
[0022] 光纖光柵壓力傳感器1可等間隔安裝,也可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況按不同間隔安裝,均 需記錄各光纖光柵壓力傳感器1的安裝位置及傳感器間隔。
[0023] 光纖光柵壓力傳感器1連接至分路器3有兩種形式:
[0024] (1)光纖光柵壓力傳感器1并聯(lián)連接至通信光纜2的多芯單模光纖,所述多芯單模 光纖連接至分路器3,如圖2 (a)所示。
[0025] (2)光纖光柵壓力傳感器1串聯(lián)連接至通信光纜2的一芯單模光纖,一芯單模光纖 直接連接至光纖光柵快速解調(diào)儀,如圖2 (b)所示。
[0026]其中,監(jiān)測主機(jī)5上設(shè)有通信接口,所述通信接口與光纖光柵快速解調(diào)儀4相連。 [0027]本實(shí)施例中的光纖光柵壓力傳感器1的壓力測量范圍為O-IOMPa,靈敏度優(yōu)于 0.5%FS,響應(yīng)時間<10ms;通信接口采用100M以太網(wǎng)口。
[0028] 光纖光柵解調(diào)儀4采用珠海光辰科技有限公司的GC-97001C-8型8通道IkHz高速光 纖光柵解調(diào)儀,每個通道可以通過分路器3連接多個并聯(lián)的光纖光柵壓力傳感器1,也可連 接多個串聯(lián)的光纖光柵壓力傳感器1陣列;光纖光柵解調(diào)儀4采集得到的各通道光纖光柵壓 力傳感器1監(jiān)測數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)口送往監(jiān)測主機(jī)5,由監(jiān)測主機(jī)5分