[发明专利]一种天然气管道冰堵定位方法及系统

权利要求书

1.一种天然气管道冰堵定位方法，其特征在于，所述方法包括：

根据天然气管道的相邻的第一阀室和第二阀室之间的管内压力差，对所述第一阀室和所述第二阀室之间的天然气管道是否存在冰堵进行预判；

在预判所述第一阀室和所述第二阀室之间的天然气管道存在冰堵时，在天然气管道的第一阀室中安装监控主机和连接通信光缆的首端的首端模块，在与所述第一阀室相邻的天然气管道的第二阀室中安装连接所述通信光缆的末端的末端模块，以由所述首端模块、所述通信光缆和所述末端模块形成光回路，其中，所述通信光缆是沿天然气管道埋设在天然气管道附近的；

所述监控主机向所述光回路发出光检测信号，并接收所述光回路返回的第一光信号和第二光信号，以通过所述通信光缆检测天然气管道发生冰堵引起的管道震动；

所述监控主机对所述第一光信号的振幅、时间、频率、能量、重复性和连续性进行分析，确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道是否存在冰堵；

所述监控主机在确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道存在冰堵时，通过计算所述第一光信号和所述第二光信号的时间差，确定天然气管道冰堵定位；

其中，所述监控主机通过引导光纤连接所述首端模块；所述通信光缆包括第一、第二、第三光纤，所述监控主机包括激光器、第一探测器和第二探测器；所述监控主机向所述光回路发出光检测信号，并接收所述光回路返回的第一光信号和第二光信号包括：所述监控主机利用其激光器向所述首端模块发出光检测信号，以便所述首端模块对所述光检测信号进行分光，并将分光得到的两路分光信号分别传送至第一和第二光纤，以及将从第一和第二光纤返回的光信号进行合光，并将合光得到的第一光信号传送至所述监控主机；所述监控主机利用其第一探测器探测所述首端模块传送的所述第一光信号；所述监控主机利用其第二探测器探测所述首端模块传送的第二光信号，所述第二光信号是所述末端模块将来自第一和第二光纤的光信号进行合路后得到并经由第三光纤传送至所述首端模块的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从第一和第二光纤返回的光信号是受扰动而产生的干涉信号，所述监控主机对所述第一光信号的振幅、时间、频率、能量、重复性和连续性进行分析，确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道是否存在冰堵包括：

所述监控主机在所述第一光信号的振幅是高级、中级、低级中的中级，时间是长时间、中时间、短时间中的长时间，频率是高级、中级、低级中的中级，能量是高级、中级、低级中的中级，具有重复性和连续性时，确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道存在冰堵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控主机对所述第一光信号的振幅、时间、频率、能量、重复性和连续性进行分析，确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道是否存在冰堵包括：

所述监控主机根据所述第一光信号的振幅、时间、频率、能量、重复性和连续性，建立扰动事件模型，并根据所述事件模型，确定引起扰动的事件类型是否是所述第一和第二阀室之间的天然气管道冰堵事件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控主机在确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道存在冰堵时，通过计算所述第一光信号和所述第二光信号的时间差，确定天然气管道冰堵定位包括：

所述监控主机根据其第一探测器探测到所述第一光信号的时间和其第二探测器探测到所述第二光信号的时间，确定探测到所述第一光信号和所述第二光信号的时间差；

所述监控主机根据光通路的总长度以及探测到所述第一光信号和所述第二光信号的时间差，确定天然气管道冰堵定位。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定天然气管道冰堵定位：

L1＝(L-V△t)/2

其中，L1是扰动点到第一探测器的距离，L是光通路的总长度，V是光在光纤中的传输速度，△t是探测到所述第一光信号和所述第二光信号的时间差。

6.一种天然气管道冰堵定位系统，其特征在于，所述系统包括：

沿天然气管道埋设在天然气管道附近的通信光缆；

监控主机，安装在天然气管道的第一阀室中；

首端模块，安装在天然气管道的第一阀室中，连接所述通信光缆的首端；

末端模块，安装在与所述第一阀室相邻的天然气管道的第二阀室中，连接所述通信光缆的末端；

其中，在根据天然气管道的相邻的第一阀室和第二阀室之间的管内压力差，预判所述第一阀室和所述第二阀室之间的天然气管道存在冰堵时，在所述第一阀室中安装监控主机和连接通信光缆的首端的首端模块，在所述第二阀室中安装连接所述通信光缆的末端的末端模块，以由所述首端模块、所述通信光缆和所述末端模块形成光回路；

其中，所述监控主机向所述光回路发出光检测信号，并接收所述光回路返回的第一光信号和第二光信号，以通过所述通信光缆检测天然气管道发生冰堵引起的管道震动，然后对所述第一光信号的振幅、时间、频率、能量、重复性和连续性进行分析，确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道是否存在冰堵，并在确定所述第一和第二阀室之间的天然气管道存在冰堵时，通过计算所述第一光信号和所述第二光信号的时间差确定天然气管道冰堵定位；

其中，所述监控主机通过引导光纤连接所述首端模块；所述通信光缆包括第一、第二、第三光纤；所述监控主机包括激光器、第一探测器和第二探测器；所述监控主机向所述光回路发出光检测信号，并接收所述光回路返回的第一光信号和第二光信号包括：所述监控主机利用其激光器向所述首端模块发出光检测信号，以便所述首端模块对所述光检测信号进行分光，并将分光得到的两路分光信号分别传送至第一和第二光纤，以及将从第一和第二光纤返回的光信号进行合光，并将合光得到的第一光信号传送至所述监控主机；所述监控主机利用其第一探测器探测所述首端模块传送的所述第一光信号；所述监控主机利用其第二探测器探测所述首端模块传送的第二光信号，所述第二光信号是所述末端模块将来自第一和第二光纤的光信号进行合路后得到并经由第三光纤传送至所述首端模块的。