[发明专利]管道的监测

说明书

技术领域

本发明涉及监测管道，尤其是油气管线，且具体涉及使用物体在管道中的移动来改善监测和辨别能力。

背景技术

管线是输送流体资产(最常见是油和气)的最经济可行的方法，但也存在其它类型的管线。现在，存在很大的管线基础结构负责收集、输送和分送这些自然资源，仅在美国就有超过七十五万公里的油气管线。这些管线的持续正确工作具有很高的重要性，且故障会带来巨大的经济损失、环境影响且还可能带来灾难性的物理破坏。

因此，进行了较大的努力来维护、监测和检查管线。然而，许多管线网络的尺寸薄以及事实上很多公里的管线由地下或海底设备构成使得有效和高效监测成为难题。

已经提出了使用光纤分布式声感测来监测管线。国际专利申请公告WO2010/020796描述了数十公里的管线可通过沿管线的长度部署光纤和以辐射询问(interrogate)光纤以提供光纤分布式声传感器来监测。该申请教导了通过监测管线对声刺激的声响应，可获得管线的状况轮廓。刺激可为为了获得状况轮廓的目的而有意引入的刺激，或它可在管线的正常工作期间产生，例如，由于"清管器"行进穿过管线。

各种检查和维护工具可插入管线中，且由其中的流体的压力携带穿过管线。存在可使用的多种不同的物体，通常称为"清管器(pig)"。简单的清洁清管器可包括定形成在其穿过管线来提供清洁作用时刷洗或刮擦管线的内壁的物体。智能监测清管器可包括用以执行各种监测任务的各种传感器和机载处理器，且可为很昂贵、很复杂的器械。

用于检查或清洁的清管器的使用通常称为清管。清管通常利用穿过管线的大体不间断的流体流执行，且因此是有利的，因为不必停止管线流来执行常规检查和维护。

WO2010/020796描述了管线中的突然的泄漏或开裂可产生可检测到的压力脉冲，且对此类自发脉冲的出现的检测可用作泄漏检测和定位的一部分。

因此，如在WO2010/020796中教导的使用光纤分布式声感测来用于管线监测提供了很有用和便利的方式来监测管线的较大的区段。本发明涉及关于管道监测的进一步改善。

发明内容

因此，根据本发明，提供了一种管道监测方法，包括：在物体沿管道穿过时使用光纤分布式声传感器来监测管道的至少一部分；以及分析在物体沿管道移动时在至少一个感测位置检测到的声信号，以便辨别在所述感测位置处接收到的来自不同位置的声信号。

管道可为管线，例如，油或气管线。物体可为管线清管器，例如，清洁或检查清管器。

本发明的实施例依靠声信号可沿管道传输的事实，例如，在可加压的管道内的流体内传输。因此，在沿管线的一个位置处的声源可产生入射到管线上的声信号。该声信号沿管线传播，例如，在加压流体内传播，达相对较长的距离(且比将经由土地传输的信号更远)。这可导致沿管线的较大长度检测到声信号。在正常管线工作中，在沿管线的任何位置检测到的声信号因此可包括在管线的该位置处从环境接收的声信号，而且还包括由来自沿管线的较远地点的声源引起的且已经沿管线传输的一些声信号。

如果此类较远的声源相当恒定，则可能不能根据声信号的简单分析来确定声源的准确位置。已知的是通过考虑感测光纤的不同部分处的不同声信号的到达时间来确定声源的位置。然而，如果声源具有相当恒定的输出，则可能难以识别不同信号到达感测光纤的不同部分处。

如果声源位于管线的由分布式光纤传感器监测的部分中，则有可能根据声干扰的相对强度来确定声源的位置，但这不总是可能。此外，如果在不同位置处存在若干不同声源，则所得的强度模式将取决于各种声源的位置和相对强度，以及出现在管线的不同部分处衰减。另外，声源可位于管线的未由分布式声传感器监测的区段中，且因此强度信息不可用，因为在源处不存在光纤的相关感测部分。