[发明专利]一种冻土区油气管道周围温度监测方法

权利要求书

1.一种冻土区油气管道周围温度监测方法，其特征是在冻土区(1)的油气管道a(2)表面及其周围安装多个光纤光栅温度传感器a(3)、光纤光栅温度传感器b(4)、光纤光栅温度传感器c(5)组成的温度传感器组，所有传感器串联熔接，然后通过光缆(12)引到监测站里，光缆(12)与光开关(13)连接，光开关(13)与光纤光栅解调仪(14)连接，解调仪(14)与下位机(15)连接，下位机(15)预处理后的数据通过卫星通信模块(16)传输至低轨道卫星(17)，低轨道卫星(17)接收到数据后将数据转发至卫星通信模块(18)，卫星通信模块(18)将接收到的数据传输到上位机(19)进行分析和处理；

冻土区油气管道周围温度的监测流程：多个光纤光栅温度传感器a(3)、光纤光栅温度传感器b(4)、光纤光栅温度传感器c(5)组成的温度传感器组分别对管道周围的温度进行监测；此监测得到的信号经光缆(12)传到光开关(13)，经解调仪(14)解调传至下位机(15)，下位机(15)调用自编的程序，控制光开关(13)和解调仪(14)，实现数据的采集并对数据进行预处理；预处理后的数据通过卫星通信模块(16)传输至低轨道卫星(17)，低轨道卫星(17)接收到数据后将数据转发至卫星通信模块(18)，卫星通信模块(18)将接收到的数据传输到上位机(19)进行分析和处理，判断冻土区管道的安全状态，对冻土区冻胀融沉灾害预报、油气管道的安全预警；

数据的处理主要由软件完成，其流程是：开始后，下位机数据采集；光开关导通；光纤光栅解调仪采集数据；下位机数据预处理；卫星通信；上位机判断数据是否完整？若否，则返回下位机数据预处理，若是，则处理并判断数据是否超出阀值？若超出，则报警。

2.根据权利要求1所述的一种冻土区油气管道周围温度监测方法，其特征是所述数据处理的方法是：

采用土层温度年变化层底部的年平均温度来表示和对比冻土层温度；首先将各个位置测量的温度值按照深度绘制成曲线，在温度曲线上顺序取点，将各个点的深度和温度数值代入公式(6)，直至方程式两端相等为止，由此得出的温度即为年平均温度T_C，得出的深度值加上季节性冻土层深度即为土层温度的年变化深度D；

lntcp0.1=ZπKT---(6)]]>

式中：t_cp为年平均地温(℃)；Z为土层温度的年变化深度(m)；K为土层导温系数(cm2·s-1)；T为年周期(s)；

根据根式(6)计算出土层年变化深度D，得知管道对冻土温度场的影响范围，进而进一步通过有限元分析方法计算出在这种影响下管道可能发生的融沉情况。