[发明专利]油气管道泄漏监测方法及监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及管道监测技术领域，尤其涉及一种油气管道泄漏监测方法及监测系统。

背景技术

管道运输作为目前石油、天然气最为经济合理的运输方式，对国民经济的发展产生了积极作用。随着管道运输业的不断发展，为了维护管道的安全运行，管道运行监测技术也在不断发展，作为管道监控核心的泄漏监测技术一直受到各国科技工作的重视。

目前国内外已有多种管道泄漏检测技术和方法，但大多数管道泄漏在线监测技术主要是基于管内流体介质的流失所造成的管道各运行参数的变化来检测管道泄漏的。例如，通过监测管道输入端和输出端的压力，流量等管道运行参数的变化，可以判断出管道是否发生泄漏，同时也可以确定管道泄漏发生的位置。中国发明专利公开号CN1184931A、CN1273342A等对该类技术领域的内容已经做了很详细地叙述。由于该类技术受到管道流体介质的性质、管道运行工况及其监测原理的限制，只能检测已经发生的、较大的突发性的管道泄漏事件，不能对管道附近施工、人为破坏以及自然灾害等可能造成管道泄漏的事件进行预报警。

近年来，由于我国管道的老龄化和第三方破坏形势的日益严峻，如何利用各种新方法、新技术在管道因打孔盗油、机械开挖以及滑坡、泥石流等威胁事件所导致的泄漏之前给出预警信息并准确定位，从而对泄漏事故防患于未然，是我国管道安全运行和发展所面临的重大挑战。

中国发明专利公开号CN1414283A将光时域反射仪(Optical TimeDomain Reflectmeter，以下简称“OTDR”)应用于油气管道泄漏检测，通过检测光纤中产生的背向瑞利散射和菲涅尔反射信号来判断光纤的故障点，主要应用于管道光缆被第三方挖掘、盗油等活动破坏后的光缆故障、光缆长度、光缆损耗等方面的检测。其工作原理为：在管道附近沿管道并排铺设一条光纤，当光纤附近产生应力扰动时，会改变光纤的特性和损耗，OTDR技术将这些损耗检测出来并定位。由于土壤传递来的振动对光纤损耗影响极小，所以该种方法对检测应力造成的光纤永久损伤较好，而对振动的灵敏度较低。另外，为保证每个测试点的准确性，还要对每个测试点进行多次测试并进行平均，因此该技术只能检测静态损耗，不能实现对管道泄漏和第三方机械挖掘的实时监测。

中国发明专利ZL200410020046.6采用光纤干涉技术，能够在侵入事件发生前对事发点进行高精度定位。该方法在管道附近沿管道铺设一根光缆，利用光缆中的三根光纤构成顺、反两路微振动传感器，通过测量两路干涉光的时差达到对侵入事件定位的目的，其突出优点在于可在管道泄漏前对事发点进行定位，其定位精度较高且与管道长度无关。但是由于分光耦合器的使用，使光源功率下降至原先的四分之一，需使用大功率激光光源。

发明内容

本发明的目的是提供一种对第三方破坏具有很高的监测灵敏度和定位精度，监测系统容易实现，而且运行可靠的油气管道泄漏监测方法及监测系统。

为此，本发明的技术方案如下：

一种油气管道泄漏监测方法，包括以下过程：将一束光通过分布式光纤微振动传感器前端的第1耦合器，按功率1∶1分为两束光分别进入分布式光纤微振动传感器的第1、第2单模传感光纤，到达末端后，所述两束光通过与第1、第2单模传感光纤分别熔接相连的第3、第4单模传感光纤，返回至分布式光纤微振动传感器首端的第2耦合器，在第2耦合器处汇合，产生干涉光信号，两束光在传输过程中，当传感光纤受到外界信号扰动时，干涉光信号发生变化，形成特征信号，根据相邻两个特征信号的时间差对扰动地点进行定位。

一种油气管道泄漏监测方法的装置，包括光源、分布式光纤微振动传感器、光电探测器和用于数据采集及信号处理的计算机，其特征在于：所述的分布式光纤微振动传感器包括位于前端的第1、第2耦合器以及第1～第4单模传感光纤，所述光源通过引导光缆与第1耦合器连接，所述第1、第2单模传感光纤的首端连接第1耦合器，末端分别与第3、第4单模传感光纤熔接相连，所述第3、第4单模传感光纤的另一端与第2耦合器连接，第2耦合器通过引导光缆与所述光电探测器连接，光电探测器通过数据采集线与计算机连接。

所述光电探测器可以采用InGaAs型光电探测器或其它适宜的光电探测器，所述光源可以采用波长为1550纳米的半导体激光器或其它适宜的激光器。