油氣管道應(yīng)變溫度監(jiān)測(cè) 分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)描述:
油氣管道運(yùn)輸伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速騰飛和石油工業(yè)的蓬勃發(fā)展,具有占地少、損耗少、成本低、輸量大、快捷方便等優(yōu)點(diǎn),但也隨著其安全問(wèn)題也越來(lái)越突出。針對(duì)原有傳統(tǒng)在線泄露系統(tǒng)日益老化的問(wèn)題,探討基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫技術(shù),布里淵散射原理的DiTeSt分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)油氣傳感管道安全技術(shù),通過(guò)對(duì)光纖油氣傳感管道安全技術(shù)的分析,認(rèn)為其必將對(duì)油氣管線監(jiān)控產(chǎn)生積極影響。
工作原理:光在光纖中傳播會(huì)產(chǎn)生散射,主要有瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。布里淵散射是光子與光纖中的聲子相互作用產(chǎn)生的,布里淵散射光同時(shí)對(duì)應(yīng)變和溫度敏感,應(yīng)變和溫度產(chǎn)生變化時(shí),背向布里淵散射光將會(huì)產(chǎn)生頻移,通過(guò)測(cè)量測(cè)定脈沖光的背向布里淵散射頻移量可以實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)變、溫度測(cè)量。
目前基于布里淵散射的應(yīng)變、溫度傳感技術(shù)有基于光時(shí)域反射的分布式光纖傳感技術(shù)(BOTDR)和基于光時(shí)域分析的分布式光纖傳感技術(shù)(BOTDA)。BOTDA技術(shù)根據(jù)脈沖光和連續(xù)光之間的相互作用,使得布里淵頻譜受激放大,因此可獲得比BOTDR技術(shù)更高的空間分辨率和精度。DiTeSt分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于受激布里淵散射(SBS)原理的BOTDA技術(shù)。
管道的安全監(jiān)測(cè)主要包括管道變形監(jiān)測(cè)和管道泄漏監(jiān)測(cè)。分布式光纖傳感技術(shù)是以普通光纖作為傳感器,在光纖任意位置都可以進(jìn)行溫度和應(yīng)變測(cè)量,相較于其他傳統(tǒng)管道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)具有分布式、連續(xù)式和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。筆者利用基于布里淵散射原理的DiTeSt分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在高海拔長(zhǎng)距離的管道運(yùn)輸項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、在線、可靠的管道變形和管道泄漏監(jiān)測(cè),提高了管道安全運(yùn)營(yíng)管理水平和效率。
DiTeSt分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用于管道變形、管周土體移動(dòng)、管道泄漏和侵蝕等管道安全的監(jiān)測(cè)。管道受地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)災(zāi)害等因素的影響時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形,在管道或管周土體中鋪設(shè)光纜,當(dāng)管道發(fā)生變形或管周土體移動(dòng)時(shí)測(cè)量光纖也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變,通過(guò)光纖應(yīng)變即可監(jiān)測(cè)到管道變形和土體的移動(dòng)變形。當(dāng)油氣管道產(chǎn)生泄漏或侵蝕等不良影響時(shí),管道周圍的溫度場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生較大變化。通過(guò)監(jiān)測(cè)布設(shè)在管道上的溫度光纖傳感器即可監(jiān)測(cè)到管道泄漏、管道周圍土體侵蝕等災(zāi)害。