分布式光纤传感器在管道微泄漏监测中的应用

在现有的管道泄漏监测技术中,分布式光纤传感器是一种非常具有发展前景的技术。它利用管道发生泄漏时管道周围温度发生变化的特性,实现长输管道的泄漏检测。与传统技术相比,分布式光纤传感器能对小流量泄漏进行实时检测和准确定位。通过国外近年相关文献汇总,阐述了分布式光纤传感器中布里渊光时域分析仪系统的原理和结构,分析了光纤传感系统如何实现管道微泄漏监测,并重点介绍了国外公司在管道泄漏监测中的三个典型实例。     

利用光纤温度传感系统检测天然气管道泄漏

为实现天然气管道泄漏在线实时检测及泄漏位置的准确定位,利用光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度传感器的温度特性, 结合天然气管道泄漏处的温度场变化规律，进行了光纤光栅准分布式检测系统和分布式光纤泄漏检测系统研究。着重分析了光纤光栅准分布式传感系统的构成及其原理，分析了基于拉曼光反射的分布式光纤温度传感器系统的构成及其原理，介绍其具有其它传感系统无法比拟的优越性及应用领域，并初步建立了光纤检测系统实施方案。采用光纤光栅和分布式光纤温度传感检测技术,分别实现了管道的关键点和沿管道全线温度的连续检测，通过检测管道周围的温度场异常变化，及时发现泄漏，并进行漏点准确定位。     

基于经验模态分解的管道预警系统信号多尺度混沌特性分析方法

提出了一种用于油气管道安全预警系统的检测信号多尺度混沌特性分析的新方法。该预警系统基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理,沿管道同沟敷设一条光缆,利用其中的三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,实时检测管道沿途发生的泄漏及其他异常事件。多尺度混沌特性分析方法是利用经验模态分解(EMD)方法对典型的异常事件振动信号进行分解,再分别对分解得到的固有模态(IMF)分量进行混沌特性分析,计算出不同尺度下的关联维数。该方法可更清晰地描述检测信号在不同尺度下的混沌特性。利用现场试验得到的信号对该方法进行验证的结果表明,利用多尺度混沌特性分析方法更容易有效地区分几种典型异常事件。     

分布式光纤泄漏检测与安全预警系统在天然气管道中的应用

及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位，可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点，对比光纤泄漏检测方法，提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成、模式识别、现场测试等。经过现场应用表明：该系统反应灵敏可迅速采集信号进行报警，实现了高含硫天然气管道全面、实时的安全防护，提高了泄漏处置效率。     

埋地输油管道泄漏影响区内大地温度场的数值模拟

基于分布式光纤温度传感技术在输油管道检测中的应用机理,采用有限容积法建立管道泄漏多孔介质流固耦合换热数学模型,利用Fluent软件数值模拟了埋地输油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化。通过对管道泄漏前后大地温度场的对比,结果表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度变化剧烈,随着泄漏时间的延长,热影响区范围继续扩大但逐渐趋于平稳。在管道周围一定范围内布置光纤传感器,应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

集输管道分布式光纤声波泄漏监测系统的设计与试验

建立高效稳定的泄漏监测系统是保障高含硫气田集输管道安全运行的关键,对于减小泄漏事故造成的人员伤亡和经济损失意义重大。基于分布式光纤声波传感技术设计了一种新的天然气管道泄漏监测系统,并模拟了不同泄漏孔径下的分布式光纤振动传感器的测试效果,通过模拟试验得到的光纤振动曲线以及声波信号曲线发现:分布式光纤声波泄漏监测系统可对0.5 mm的微泄漏进行监测,监测范围达到180°,传感器探测距离可达80 cm,泄漏事件响应时间≤3 s,对泄漏点可实现快速准确地定位。该系统能够同时探测多个泄漏点,实现了监测范围大、响应时间短的集输管道微泄漏监测,目前已成功应用于普光高含硫气田部分集输管道,保障了集输管道的安全运行。     

天然气管道泄漏对周围土壤温度的影响

分布式光纤测温技术应用于天然气管道泄漏检测时,测温光缆一般敷设在管道上方。随着国内长输管道管径的增大,当微小泄漏发生在管道正下方时,现有光纤测温系统及其敷设位置的适用性有待研究。分析了天然气发生泄漏后,由于天然气发生节流膨胀引起的温度变化,建立了恒温气团模型,研究了气体温度变化对周围土壤温度的影响,并给出了稳态时周围土壤温度分布的计算公式。在实际应用上,该计算公式可为选择相应适用范围的分布式光纤测温技术和光缆的合理布置提供参考,也可为其他测温技术应用于天然气管道泄漏检测提供指导。     

输气管道泄漏检测及定位技术分析

分析了目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点,优选出Mach-Zehnder分布式光纤泄漏检测方法作为大尺寸主干管道的泄漏监测方式。该技术优点在于能有效地避免外界信号干扰,能准确可靠地检测泄漏的发生并确定漏点位置。     

分布式光纤在管道泄漏检测中的应用

管道的泄漏检测特别是气体管道的泄漏检测一直是热点和难点,对于含硫气田,管道的泄漏检测尤为重要。介绍了分布式光纤温度检测(DTS)技术的特点、基本原理及理论计算,结合具体的应用案例分析了光纤泄漏检测系统的特点,并对管道泄漏检测常用的各种方法进行了比较筛选,指出了分布式光纤温度检测技术的优势以及存在的不足。     

分布式光纤测温在海底管道泄漏监测中的应用

海底管道泄漏成为近几年常常发生的热点现象，严重影响了海域的生态环境和人民的切身利益，做好海底管道泄漏监测是确保海底管道安全运行的关键。近年来研究出的新技术——分布式光纤测温系统，具有抗电磁干扰、检测距离长、电绝缘、耐腐蚀、使用成本低、操作简单等优点。通过详细阐述分布式光纤测温系统监测管道泄漏的使用原理，并将其应用到具体的案例中，以此来提高应用的实际性，增强分布式光纤测温系统在海底管道泄漏监测中的应用推广。     

长输油气管道泄漏检测方法研究进展

介绍了管道泄漏检测技术的主要方法,对各种不同泄漏检测方法的性能及优缺点进行了比较,并对国内外近年来管道泄漏检测技术,尤其是对基于分布式光纤传感器的长输油气管道泄漏检测技术的最新研究成果进行了总结。指出这一领域的研究热点和发展方向,认为分布式光纤传感技术在长输油气管道安全检测中有着良好的应用前景。     

井下分布式光纤井筒温度校正技术研究与试验

油气藏的井下温度分布式动态监测技术作为油气藏开发效果评价的一项关键技术,目前主要采用分布式光纤温度传感器与井下电缆构建光电复合缆的形式来实现,然而电缆工作时产生的大量热量以及复合缆在封隔器位置的特殊结构,导致电缆产生的热量在封隔器部分出现非均匀分布,使得分布式温度测量参数的常规校准方法难度大。针对上述问题,文章提出了一种基于Comsol有限元局部温度场仿真与卡尔曼滤波的井下分布式光纤井筒温度校正方法。首先分析了分布式光纤工作原理,并建立了封隔器处整体式复合缆穿越三维结构,同时构建了基于井下流体对流散热的电潜泵与电缆发热模型;然后针对井下封隔器内的复合缆穿越器,建立了基于Comsol有限元仿真软件的穿越器部分三维温度场模型,并且结合分布式光纤实测数据,建立了井下分布式光纤温度分布状态空间方程,利用扩展卡尔曼滤波算法,实现了井下分布式光纤井筒温度的精确校准。最后,利用所研发的温度分布式监测系统在南海某油田进行现场验证,结果表明采用三维温度场建模与卡尔曼滤波校正的井筒测量温度曲线,减轻了电潜泵电缆与封隔器对井筒温度的干扰影响,提高了井筒温度测量的精度,测量相对误差仅为0.16%,满足生产现场...     

小波奇异性分析在管道泄漏检测中的应用

输油管道泄漏诊断过程中.复杂噪声背景下的港式泄漏信号往难以检测,因此泄漏点的定位准确度也无法得到保障。而将小波变换在模极大值处理中的优势心用到管道泄漏检测与定位信号分析中.根据信号小波变换模极大值和信号奇异点之间的关系,由小波变换模极大值沿尺度变化趋势分析出压力的突变点.计算出管道泄漏产生压力波传播到上、下游监测点的时间差,利用负压波定位泄漏的常规公式确定出泄漏点在位置。实验证明.该方法能快速准确地捕捉压力信号突变点,并定位管道泄漏位置。     

热输原油管道瞬态压力波法泄漏点定位研究

快速检侧出管道泄漏的发生并准确确定泄漏点的位置能够减少损失、减轻危害,是一项迫切需求的管道检侧技术。针对我国原油长输管道需加热输送的特点,本文分析了常规瞬态压力波定位方法的缺陷,研究了原油沿程温度对原油物性和压力波在所输介质中传播速度的影响,首次提出了一种新的热油管道瞬态压力波法泄漏点定位方法,并采用小波变换技术捕捉压力波的拐点,提高了泄漏点定位的精度。     

油气管道泄漏检测与定位技术的现状及展望

文章总结了油气管道泄漏检测和定位的主要方法,重点介绍了基于模型和信号处理的泄漏检测及定位方法,分析了各种管道泄漏检测方法的原理和各方法的优缺点。对管道泄漏检测的发展趋势做了探讨,指出使用软硬件结合方法进行输油管道泄漏检测、泄漏检测系统与SCADA结合、将分布式的光纤传感器应用于管道检测中将有良好的发展前景。     

输气场站天然气泄漏检测及分析

通过运用由美国热电子公司生产的680HVM型碳氢化合气体分析仪，确定了该仪器的最佳使用条件及泄漏量计算模式。利用该仪器两次对川西北气矿平丹输气管线上4个输气场站的设备进行泄漏检测，并用美国ENVIRO METRICS软件公司的F.E.M.S（fugitive emissions management system）泄漏管理软件对所测数据进行处理，得出了所需要的天然气泄漏量的有关数据（即天然气泄漏量报告、泄漏点报告、泄漏点汇总报告、泄漏率报告等）。通过分析所得结果，认识到了对输气场站及时进行天然气外泄的检测并及时整改泄漏设备，对于防止和杜绝天然气泄漏、减少事故隐患十分必要。     

热油输送管道泄漏点定位算法的改进

为了提高热油输送管道泄漏负压波定位精度和效率,对负压波波速沿管程变化的定位算法进行了分析.由不等式推导出准确的泄漏点搜索区间,改进了泄漏点定位的数值计算方法.根据在管输温度范围内负压波波速与温度的近似线性关系以及原油沿程的温降规律,得到了热油输送管道泄漏点定位数学模型的解析表达式,提高了定位算法的运算效率和管道泄漏检测系统的实时性.