[发明专利]基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及输油管道内检测器跟踪定位领域，尤其涉及一种基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法。

背景技术

我国从20世纪70年代开始，大规模建设油气管道，截至目前，逐渐建成了成体系的油气管线网络。但是由于自然腐蚀、制造缺陷以及人为的破坏等，管道事故频频发生，造成了国家财产流失和生存环境污染等严重后果，各方面对管道泄漏检测越来越重视。管道泄漏检测包括管道外检测和管道内检测等多种形式的检测方法，其中管道内检测方法具有精度高、对泄漏点定位准、能检测到微小泄漏等优点，得到研究人员越来越多的关注。管道内检测器是一种在管道中运行，完成对管体的逐级扫描，实现对管道缺陷大小和位置检测的装置。

内检测器的种类多种多样，主要包括：PIG(pipeline inspection gauge,管道检测仪)型管内检测器、轮式管道检测机器人、球形管内检测器等。PIG型管内检测器前后各有一组皮碗，中间是主体部分，有控制、采集、存储等装置，整体上，PIG外径略大于管道内径，在压差的作用下，沿着管道向前运行。轮式管道检测机器人，是一种在内检测器周围装有滑轮,能够较轻便地在管道中运行的管道内检测器。球形管道内检测器是一种新型的内检测器，在专利公开号为CN 102444786 A的专利中提出了一种检测输油管道泄漏的球形内检测器，这种球形内检测器是以球形为机械结构，将检测、存储装置放入球内，具有检测灵敏度高，制备成本低，体积小，在管道中不易卡堵，功耗低，使用灵活等优点。

内检测器在对管道进行检测的过程中，由于种种原因可能会出现内检测器卡堵等问题，这就要求在内检测器在管道中运行时，需要对内检测器进行跟踪定位，以检测内检测器的运行状态，当内检测器出现卡堵等问题时以便于及时地进行抢修作业。对管道内检测器的跟踪定位方法有很多种，主要包括：电磁脉冲发射法、声学法、放射源法等，但每种方法都有一定的局限性。电磁脉冲发射法的缺点主要是：电磁信号发射装置不断向外发射电磁信号，功耗大，对电源系统要求高；电磁信号受外界电磁干扰严重，在追踪和定位内检测时，易受到外界环境干扰，误判情况较严重；需要在管道沿线放置多组地面标记器辅助跟踪定位。声学法的缺点主要是：在不知道管道走向或具体位置时，无法安装地面接收装置；需要大量的地面接收装置来辅助跟踪，并且是间断地、定点地跟踪；受外界环境影响较大。放射源法的缺点主要是：只能适用于那些埋深较浅、管壁较薄的管线上。

发明内容

本发明提供了一种基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法，本发明能够实时检测内检测器的位置，详见下文描述：

一种基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法，所述方法包括：

以铺设在输油管道附近的光缆中的分布式光纤作为传感器，拾取输油管道内检测器运动过程中产生的振动信号；

终端计算机根据所述振动信号实现对管道内检测器的跟踪定位。

所述终端计算机根据所述振动信号实现对管道内检测器的跟踪定位的步骤具体为：

光脉冲打入到分布式光纤中的时刻为t1；

内检测器运动到某位置A处并引起该位置光纤参数的改变，以至使得瑞利散射产生变化，该变化反向传送到光电探测器的时间为t2，时间差为t＝t2-t1；

光纤的等效折射率为nf，真空中光速为c，则内检测器距光纤首端的距离L为：L＝(c*t)/(2*nf)。

所述方法还包括：

在没有内检测器运行时，对环境噪声进行采样提取环境噪声的特征，建立环境噪声数据库和环境噪声特征曲线；

当有内检测器运行时，对采集到的数据进行减环境噪声特征曲线处理。

所述方法还包括：

在没有内检测器运行时，对人为事件(挖掘、过往车辆等)进行采样，对事件所引起的特殊信号进行归类并提取特征，建立人为事件数据库和人为事件特殊曲线；

当有内检测器运行时，对采集到的数据进行减环境噪声特征曲线后，分析是否有人为事件发生，若有，则再进行减人为事件特殊曲线处理。