油气管道监测-管道本体变形监测

一、方案背景

深埋地下的油气管道规模庞大，会因地质沉降存在应力危害导致变形，轻则对周围生态环境造成破坏，重则威胁资产完整性。管道本体变形监测，可以及时预警地质灾害的发生，实现管道的安全控制，减少因地质灾害造成的管道破坏，为管道的运行维护策略提供保证。

二、方案概述

管道通过地质灾害区域的部分管线通常要承受增长的纵向应变，因此获取管道纵向应变的变化是管道力学监控的主要内容。取得了管道的应变变化数据，就可以利用材料的应力应变关系判别管道的力学状态。

参照材料力学强度理论，管道在外力作用下，当应力或应变达到某一临界值时，即发生失效。因此管道设计时根据管材和管道的几何尺寸规定了管道的容许应力或容许应变。

通过监测数据能够掌握管道在外力作用下的力学行为和变形趋势，因此与操作条件下荷载（内压、温差）引起的应力或应变和管道弹性敷设产生的弯曲应力或应变进行组合，与容许应力或容许应变进行比较，就可以对管道的力学状态进行评价，通过将加速度转换为信号的传感器，测量空间加速度，就可以全面准确地对管道本体变形趋势进行监测，此外还可以利用位移传感器测量管道的裂缝和位移量，对管道的裂缝进行长期的相对位移变化监测。

目前安装在管道本体上监测设备主要有：振弦式或光纤光栅式应变计、三轴加速度传感器、振弦式位移传感器。

三、方案示意图

四、方案功能特点

1）7*24小时全生命周期监测；

2）具有远程控制功能，可通过软件对现场监控主机进行召测、远程设置参数等，方便用户的使用与管理；

3）适应恶劣环境能力强，适应各种从极寒至酷热环境，能抗灰尘，具有较高的抗盐类腐蚀、酸性腐蚀的能力；

4）稳定性和可靠性高。高精度检测仪器，具有出色的长期稳定性，在军事、航空、航天中应用广泛，产品都已经过严格测试；

5）可以综合分析历史数据，能够对管道变形与土体沉降变化等进行综合分析，确保管道的安全性；

6）具有良好的防雷抗干扰功能，有效避免系统的雷击损坏；

7）具有自预警与报警功能。不同的分析算法相结合，将所有可能出现的管道状态均涵盖进入系统，从而有限预防与预警事故。

五、主要监测设备

1）管道本体应力监测站

2）管道本体振动监测站

3）管道本体位移监测站