光纤传感及其在管道监测中应用的研究进展

管道安全关系到人类生命和财产安全,及时掌握管道结构健康状态是确保管道安全运行的重要前提。光纤传感技术的不断发展,使其在各个领域得到广泛研究与应用,特别是为管道结构的安全监测提供了技术保障。介绍了分布式光纤传感、光纤光栅传感、阵列复用传感、以及光纤智能传感的基本原理及关键技术,对其性能和特点进行了对比分析。在此基础上,阐述了各种光纤传感技术在管道监测中的具体应用,包括管道结构监测、管道泄漏监测以及管道腐蚀监测。通过对传感技术的不同应用进行比较分析,总结了各传感技术应用的特点和进一步研究发展的方向,指出光纤传感技术在管道监测方面具有的巨大优势和广泛的应用前景。     

分布式光纤测温系统在管道泄漏检测中的应用

管道运输是我国能源存储领域的一种重要方式,采用有效方式进行管道泄漏检测是保障管道安全运行的重要保障。文中阐述了分布式光纤测温系统监测管道泄漏的工作原理:光的散射和光时域反射定位;分析了不同功能运输管道光纤的安装工艺方式:缠绕、双层布置、内置和外置等;列举了光纤测温系统在管道测漏实际工程中的应用案例。分析认为,分布式光纤测温系统具有检测距离长、成本低、操作简单和实时监测等特点,在管道运输泄漏检测的实际工程应用中具有技术可行性。     

定位型震动光纤在油气场站周界安防系统中的应用

结合西部地区油气管道场站的安全防范具体要求和特点，将定位式震动光纤报警技术的具体应用到场站安防系统中，该技术直接利用光纤作为侵入信号的传感介质，联动视频监控系统，实现重点防护场站本地及远程监控。     

液体硫磺的安全输送

探讨了硫磺的物理性质,论述了利用集肤效应伴热技术及分布式光纤温度传感技术安全输送液硫的基本特点。这两种技术的结合为液硫管道提供了先进的伴热设计,大大改进了再熔融过程的安全性和可靠性。作为一种热信息采集工具,光纤技术不仅能对正常运行期间液硫管道的热点和冷点进行实时识别,而且可大大增强试车和开车阶段的故障排除能力。     

油井产液分布式光纤声波传感监测的应用与研究进展

掌握井下产液状况是实施精准生产调控的关键,分布式光纤声波传感技术是一种实时、高效的产液监测新技术。本文从分布式光纤声波传感技术工作原理出发,介绍并讨论了基于分布式光纤声波传感数据的油井产液分析和机器学习的最新进展,同时指出了各种方法的局限性和研究的热点问题,为分布式光纤声波传感技术在我国油井产液监测中的应用提供技术参考。     

油气储备库管道传输安全保障技术

为了解决当前油气储备库管道传输安全保障技术监测数据准确性较差，导致油气管道传输安全等级较低的问题，提出油气储备库管道传输安全保障技术。选择分布式光纤传感技术，获取油气储备库管道安全监测数据。构建旋转喷射器，优化油气储备库结构。构建油气储备库管道泄漏风险辨识库，完成油气管道风险评估。根据油气储备库管道传输安全预警信息，完成管道日常维修，为管道传输安全提供保障。构建实验环节，结果表明：此技术监测准确性高于98.11%，管道安全等级处于最高等级I级，可有效提升安全监测数据准确性和管道传输安全等级。     

光纤传感技术在无人阀室远程安防中的应用

伴随着石油天然气长输管线的建设,管线中各种阀室的安全防护问题越来越受政府相关部门的重视,而油气管道往往建设在野外,且连接阀室长期处于无人值守状态。针对该情况的应用需求,本文提出了一种基于光纤传感原理的新型无人阀室周界远程安防监控系统。本文介绍了该系统的原理、构成及现场安装情况。     

多点式光纤压力、温度监测系统在水平井的成功应用研究

由于水平井井筒内流压较高,作业过程中极易出现出砂等现象,因此对井筒压力进行实时监测十分必要。目前,水平井主要采用的是基于光纤传感技术的多点式光纤压力、温度监测系统,能够实现对井筒内压力、温度等参数的实时监测。利用多点式光纤压力、温度监测系统实时监测水平井井筒内的压力、温度,以准确掌握井底流压,分析水平井出砂原因,同时结合油气层保护措施,在提高了油气层保护效果的同时也提高了油气采收率。本文从多点式光纤压力、温度监测系统的工作原理、优点及应用效果进行了分析和探讨,同时,探讨多点式光纤压力、温度监测系统在水平井的应用策略,为油气开发提供一定的借鉴。     

天然气埋地管道光纤预警技术试验设计及研究

埋地天然气管道在施工及运营阶段承受的建筑荷载、超载车辆、地震、泥石流、山体滑坡、机械挖掘撞击等复杂荷载,将严重影响管道的正常输气。输气管道的突然失效和泄漏,将严重危害人民的生命财产安全,需要建立有效的管道结构状态识别方法,揭示管道在复杂荷载情况下的实时响应。本文以管道的实时响应为依据,实现管道失效形式的有效识别,并以此作为评价管道状态的依据,实现管道失效预警及剩余承载力的评估,便于管道运行维护与灾害预防工作的开展。并基于分布式光纤传感监测技术系统,研究管道周遭受到较大作用力后的光纤监测信号的响应,提出一种管道安全预警识别方法。     

分布式光纤测温技术及其在稠油开采中的应用

分布式光纤测温技术利用光纤后向喇曼散射光谱的温度效应和光时域反射技术实现温度测量,它是一种利用既是传输介质,又是传感介质的光纤进行实时测量空间温度场分布的传感系统。文章介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的工作原理、系统构成及在稠油注蒸汽井中进行测量的测试工艺和现场应用。该系统具有良好的测量精度和分辨率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现实时快速的测量。     

基于光纤传感系统的清管器振动数据处理方法

随着油气管道安全性管理要求的不断提高,为实时掌握清管器位置,减少人力成本,降低管道堵塞风险,需要实时掌握清管器的位置。本文对光纤传感技术在管道清管器的应用做了详细说明,采用F I R滤波和维纳滤波对系统探测到的振动信号进行增强,对清管器跟踪算法进行了设计和验证。此外,还将现有清管器跟踪技术进行分析和比较。     

锦45块Ⅱ类稠油蒸汽驱先导试验区光纤测温技术的应用

分布式光纤测温技术利用光纤后向喇曼散射光谱的温度效应和光时域反射技术实现温度测量,它是一种利用既是传输介质,又是传感介质的光纤进行实时测量空间温度场分布的传感系统.文章介绍了分布式光纤测温系统进行井温测量的工作原理、系统构成及在稠油热采井中进行测量的测试工艺和现场应用.该系统具有良好的测量精度和分辫率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现实时快速的测量.     

基于RBF网络的油气管道侵入事件识别方法研究

研究一种用于油气管道安全分布式光纤预警系统的侵入事件识别方法.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.系统实时地检测管道沿途振动信号,采用基于小波包分析的"能量-状态"法获取振动信号特征,并通过RBF神经网络进行判断是否有侵入事件发生,随后对事发点进行定位.现场实验数据验证了该识别方法的有效性.     

光纤管道安全预警在草洲输油流程中的应用

光纤传感技术在全国输油气管线的安全预警中具有广泛的应用。草洲线是泰州采油厂草舍联合站至洲城联合站的一条输油管线,全长16.7km,设计建设时便配套分布式光纤安全预警系统,在2a的应用中取得了较好的效果。     

埋地管道夏季泄漏土壤温度场及原油分布数值计算

基于分布式温度光纤传感技术检测管道泄漏机理,研究了埋地管道泄漏传热特点,并采用有限容积法建立了管道泄漏多孔介质流固耦合换热控制方程,针对夏季埋地热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值计算,得出了管道正上/下方穿孔泄露后土壤温度场及原油分布随时间的变化关系.研究表明:夏季泄漏初期管道周围土壤温度场变化剧烈,泄漏位置对土壤温度场分布影响较大,检测管道发生泄漏可以使用分布式温度传感技术.     

基于光纤振动传感的长输管道清管器跟踪定位方法

针对长输油气管道清管作业过程中清管器发生卡堵致使无法准确定位进而导致管道停输的问题,提出基于光纤振动传感的长输管道清管器跟踪定位方法,设计光纤振动传感定位系统的结构,阐述其定位原理.在系统中对振动信号作用于传感光纤后引起光信号的相位变化信号进行高速采集,对它进行实时傅里叶变换得到其频谱数据,并进一步找到有限数量的零频点...     

基于OTDR技术的光纤式输油管道安全预警系统

提出一种基于光时域反射原理(0DTR)和分布式光纤传感原理实现输油管道泄漏安全实时监测的技术.当输油管道发生泄漏时,使光纤所处的温度场发生变化,利用光纤后向喇曼散射的温度效应测量该处的温度变化来判断管道泄漏;当发生人为破坏(盗油)事件时,所产生的振动、压力等扰动信号使在光纤中传输的后向瑞利散射光产生明显的变化特征,通过测量其光强的变化来检测管道是否受到扰动或破坏.用ODTR技术实现对光纤测量点的定位.实验结果表明,系统已达到的主要技术指标:光纤长度5 km(可延长),测温范围0-90℃(可扩展),温度测量偏差小于 5℃,对扰动外力和温度的定位偏差小于15 m.该检测技术可以有效地提高输油管道泄漏监测和防盗油水平.     

油气管道全生命周期安全监测预警探析

基于国内外油气管道安全事故统计分析,指出管道事故主要致因为外部干扰、腐蚀、材料失效以及自然灾害,其中第三方损坏是我国管道失效事故首要因素,提出应开展全生命周期管道安全监测预警进行风险防控,从源头做好风险防控和失效防护;分析国内外管道安全监测预警技术与管理现状,探讨监测预警技术对全生命周期管道安全监测预警的适用性、可行性、经济性,提出光纤传感、声波、视频安防、地质灾害监测、腐蚀监测等对油气管道风险防控具有较高的适用性和经济性;应加强管道安全预警技术性能评估方法和适用性准则研究,建立涵盖技术选择、系统设计、建设施工、运行评价的综合监测预警管理体系和运行机制,并有效纳入管道完整性管理体系范畴。     

光纤光栅感温探测系统在大型储油罐上的应用

通过对大庆地区某油库大型储油罐所安装的光纤光栅感温探测系统的使用及运行管理情况的认真分析,可以深入掌握该系统在大型储油罐上的应用。随着全光通信网络和光纤传感技术的发展及光纤光栅感温探测技术不断升级,从而更能实时、有效地对储油罐高危区域进行温度检测,并且准确反应报警位置,为扑灭油罐初期火灾提供时间保障,确保储油罐安全运行。     

基于光纤光栅的管道应力监测系统

提出了一种基于光纤光栅传感技术的管道应力监测系统,在分析硬件和软件两大系统组成的基础上,开发了基于应力在线预警和离线数据统计相结合的综合分析方法.重点介绍了在线预警软件的功能及关键参数设置方法,离线评估软件将实时保存的文本数据文件转换为SQL Server数据库,并具有曲线显示、统计分析等功能模块.系统能够实现管道运行时全天候实时监测及后续趋势分析等要求,可推广应用到其他重要结构的应力在线监测.