油气管道监测方案-分布式光纤管道泄漏、地灾监测

一、方案背景

油气管道分布广阔，不可避免地穿越地质条件复杂的地区，地质灾害引发的风险比较大，管道一旦遭到破坏发生泄漏，会造成严重环境污染和经济损失，严重时可能导致火灾、爆炸等事故。管道沿线发育的地质灾害类型主要为滑坡、崩塌、潜在不稳定斜坡、水毁等。由于输油管道具有埋深浅、薄壳、内含高压易燃易爆介质的性质，决定了沿线地质灾害对管道的危害有其特殊性，较小的地质灾害，也可能造成对管道的重大灾害。我司根据行业相关规定制定分布式光纤管道泄漏、地灾监测解决方案，全方位守护管道安全。

二、方案概述

分布式光纤监测主机可同时监测应变和泄漏，通信光缆可以充当传感器，此外，在有地灾风险的区域铺设应变光缆，采用分布式光纤解调仪可以实时连续地监测、定位及描绘出感应光纤整个监测范围内细微的温度、应变和振动变化。

系统包括：

分布式光纤解调仪：提供强大可靠的测量和定位功能。对于管道沿线的任何位置，当经计算后的温度和应变测量结果超出项目特定标准时，随即触发警报。微小的温度异常（泄露的早期迹象）或应变异常（地层移动的首要特征）可在整个监测距离上定位在数米内。 

监测软件：用于处理温度、应变和振动数据，产生预警并将数据处理和存储在专用的数据库中。 

接口与通信：通过TCP/ IP或中继，与第三方系统通信。 

传感器：通常为与管道一起安装的标准单模光纤通信光缆。 

Map：简洁明了的GIS界面用于识别线路上与之KPS和GPS坐标关联的预警位置，并将事件演变过程虚拟化显示出来。

管道泄漏检测

    管道泄漏会引起周围土壤的温度变化。通过分析管道沿线的温度变化，以米级精度检测并定位细微渗漏，然后通过统计学算法处理大量的参数，进而从正常的季节性温度和气候变化中辨别出真正的泄漏。

地层移动检测

    管地层移动会对管道路径产生损伤，进而危害管道完整性。为了对这些危害中的一个或多个进行高灵敏度、高效益和强劲稳定地监测。

    通过应变和温度的结合测量，可以实现对滑坡、蠕变、沉降及侵蚀现象的检测和监测。使用光纤应变传感器，能够检测和定位沿着管道/光纤传感器上任意位置几厘米的地层位移，定位精度在几米以内。通过振动检测，能够推断出地震和相关现象（例如地震、火山活动）

第三方侵入检测

某些活动行为，例如建设和非法挖掘，往往对众所关心的事情造成直接真实的危害。DIVA能够对管道的整个监测长度上的第三方侵入进行检测、定位和分类。

扰动会在土壤中产生微弱的压力或振动，标准通信电缆（感应光纤） 进行感应， 软件用复杂的算法进行分类，以判定信号来自异常事件还是正常的环境变化。

DIVA类似一部连续的宽频带电话，监测管道路径沿线上不同事件产生的特定频率，即使面对大量的同步事件也能够通过可管控的数据量进行分类，因此可以快速区分开“正常”和“异常”事件。

DIVA足够灵敏，可以在侵入变成危害前将其检测出，例如挖掘机到达现场开挖之前就能够反应出来。当检测到危及安全的事件时，会触发预警并在Map（或其他GIS）地理图形上显示出来，同时发送给管道数据采集与监视系统SCADA或第三方平台。

管道变形

为监测管道的变形状况，将光纤铺设在管道的表面，这样管道任何的形变都可以直接反馈到光纤中。形变过程中光纤的拉伸和压缩变化被检测下来，并触发警报。

三、方案示意图

四、方案功能特点

1）灵敏度高，初始温度（泄漏）、应变（地层移动）和振动（侵入）事件可以更早地被检测到，给运营商留下反应时间；

2）高效益和灵活性，只要随着管道一起安装了光缆，就能通过其中的部分光纤以最低的附件成本进行泄漏和侵入检测；

3）分布式光纤解调仪的监测距离长，超过60km，可以根据用户的需求进行选择，设定的空间分辨率在整个距离范围内保持不变，光学预算高，光纤安装余地大；

4）监测系统连续有效性高，可提供管道完整性危害的实时信息；

5）专有的监测软件确保对检测到的事件进行智能分析，建立有效的通信预警，并最小化误报。

五、主要监测设备

1）长距离分布式光纤解调仪Vision DITEST

2）应变传感光缆SMC