[实用新型]一种油气管线故障预警与泄漏监测系统

说明书

本实用新型涉及一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆、层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，BOTDA应力和温度监测主机、φ‑OTDR振动监测主机与综合报警服务器通过局域网连接，综合报警服务器与综合监控平台通过局域网连接。本实用新型集应力、温度、振动监测为一体的油气管线故障预警与泄漏监测系统，获取油气管线周围的振动、温度和应力信息，根据应力与振动的变化实现故障的早期预警，并根据温度变化信息实现泄漏监测与定位，实现全方位的油气管线安全预警与泄漏监测。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感装置技术领域，具体地说涉及一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。

背景技术

石油以及天然气作为主要能源物质，在国家经济发展与人们日常生活中发挥着重要作用。采用油气管线输送石油和天然气是一种更便捷、环保、安全、低成本的运输方式，油气管线已经成为了油气运输的最主要的途径。油气管线大多埋置于地下，对其监测十分困难，与此同时，油气管线面临着人为偷盗、施工破坏、地质灾害、自然环境、油气管线老化等问题。早期的监测方式以人工巡护为主，随后出现了以负压波法、音波法、质量平衡法、应力波法以及瞬态模型法等为主的监测泄漏和打孔的方法。近年来，分布式光纤传感因其传感距离长、分布式测量、抗电磁干扰、传感器本身无源、本质安全、布设方便、环境适应性好等优点，在油气管线监测领域中崭露头角。以Mach-Zehnder、Sagnac干涉仪、φ-OTDR、DAS为代表的分布式振动传感技术已被用于油气管线的盗挖与泄漏监测中。然而，以振动设备为代表的油气管线监测手段主要用于大型机械的外力破坏，以及大量的原油泄漏造成的振动事件。然而振动系统无法感知由于山体滑坡、地表下沉等土体位移造成的油气管线变形，不能对故障区域进行早期预警。在2018年公开的专利CN 209415059中，介绍了一种基于BOTDA原理的长输油气管线泄漏监测系统，通过温度探测油气管线泄漏，依然无法对由于地质灾害等引起的管道变形隐患进行事前预警。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种油气管线故障预警与泄漏监测系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种油气管线故障预警与泄漏监测系统，其特征在于，包括综合监控平台、综合报警服务器、φ-OTDR振动监测主机、BOTDA应力和温度监测主机、时分复用通道扩展器、层绞式通信光缆、油气管线、应力传感光缆、温度补偿传感光缆、接续盒，其中，层绞式通信光缆中的一根纤芯作为振动传感光缆，层绞式通信光缆的另外两根纤芯作为温度传感光缆，BOTDA应力和温度监测主机、φ-OTDR振动监测主机与综合报警服务器通过局域网连接，综合报警服务器与综合监控平台通过局域网连接；

所述φ-OTDR振动监测主机连接振动传感光缆；

所述BOTDA应力和温度监测主机连接时分复用通道扩展器；

所述时分复用通道扩展器连接应力传感光缆、温度补偿传感光缆和温度传感光缆。

所述应力传感光缆指在油气管线的3点钟、9点钟以及12点钟方向各布设一根紧套光缆，并通过环氧树脂胶将应力传感光缆与油气管线紧密的贴合在一起，与油气管线进行高强度耦合，实现应变信息的采集；

所述温度补偿传感光缆采用松套光缆，铺设于12点钟方向与应力传感光缆共同粘贴在管道壁，解除应力的干扰；

所述BOTDA应力和温度监测主机共监测六条光纤链路，实现应力信息和温度信息的采集，由于BOTDA的双端工作模式，六条光纤链路组成三条光纤回路：回路一为3点钟与9点钟方向的两根应力传感光缆连接；回路二为12点钟方向的应力传感光缆与温度补偿传感光缆连接；回路三为层绞式通信光缆中作为温度传感光缆的两根纤芯连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益特点：