[发明专利]一种管道风险监测预警用传感光纤单元结构及施工方法

说明书

一种管道风险监测预警用传感光纤单元结构及施工方法，在管道施工时同步在所述管道外壁敷设微管，待所述管道完全竣工以后，或未来需要建设管道监测预警系统时，可在非开挖情况下将传感光纤单元敷设到所述微管内，所述传感光纤单元包括用以监测所述管道实时状态数据的传感光纤，所述实时状态数据包括温度、振动和应变；或者在传感光纤故障或寿命到期后无需开挖即可更换新的传感光纤单元。可以解决很多随管道直埋监测预警用传感光缆在施工中难度大、接头多、损耗大的实际问题，更主要的是解决了传统方法直埋传感光缆发生故障时需要开挖查找故障点的困难，更重要的是解决了将来光缆寿命周期到了不全线开挖就无法更换传感光缆的问题。

技术领域

本发明涉及一种便于传感光纤敷设和更换的管道风险监测用传感光纤单元结构及施工方法，适用于供热、供水、油气、化工等行业埋地管道的传感光纤单元建设和更换。

背景技术

管道是一种便捷、高效、性价比较高的运输装置，是保障国计民生的重要基础设施。近年来国际国内重大恶性管道事故损失惨重，因管道泄漏导致的马路塌陷与日俱增，建设数字化、智能化管道，实时掌握管道全线的状态数据，成为当务之急。在管道等储运设施上安装光纤分布式光纤传感器，是未来的方向。目前业内沿管道敷设传感光纤时，一般同步把光纤传感器沿管道埋设于地下，这种施工方法在光纤传感器安装过程中以及出现故障时，存在诸多问题：

第一，管道建设窗口期很短暂，一旦管道埋入地下，将不可能再次开挖、露出管道去全线敷设分布式光纤传感器。管道的设计使用寿命长达50年以上，有些管道设计寿命达到100年，如果没有便于敷设和更换传感光纤的方案，一旦管道埋设好了，由于管路长，加之受施工成本、沿途环境、道路、建筑物等影响，管道寿命周期内将不可能全线开挖重新敷设传感光纤单元，无法进行管道监测。

第二，传统施工方法导致光纤接头多，增加损耗，不但影响监测距离和效果，还增加成本。在实际施工过程中，为了满足不同区域的工期要求，施工单位都会分段同时施工或者同一段管道跳跃式不连续施工；另受征地、道路交通、天气、地形等因素的制约，无法按照管道起始顺序从头到尾安装管道，也就不能按照既定的顺序和盘长来敷设传感光纤，导致光纤会被迫剪切为很多段后被迫增加光纤接头，导致光纤接头损耗增加；管道外直接敷设传感光纤时，如果管道沟回填后试压时发现管道泄漏，需要再次用大型机械开挖维修或更换管节，将导致传感光缆被挖断，一处断点就要增加1根光缆和2处光纤接头。如果接头损耗增加过多，将导致全程光纤损耗增高，严重影响光纤传感系统的监测距离和质量，增加工程成本；光纤的接头数量多到一定程度，甚至会导致光纤传感系统因损耗太大而无法工作；

第三，埋地传感光纤寿命到期后无法更换。管道的使用寿命50年甚至100年，而光纤的使用寿命只有25年左右。而且管道越到后期，问题越多，越是迫切需要监测预警。如果不及早考虑好到期更换传感光纤的对策，就大面积推广直埋传感光纤，将造成后期管道风险监测预警系统失效的严重后果和不可估量的经济损失。

发明内容

针对上述诸多现实问题，本发明提供一种管道风险监测预警用传感光纤单元结构及施工方法，无需挖地的情况下可实现传感光纤的敷设和更换，也可以保证微管接头多的情况下，传感光纤单元保持最大的连续长度，减少接头损耗。

本发明的技术方案：

一种管道风险监测预警用传感光纤单元结构的施工方法，在管道施工时同步在所述管道外壁敷设微管，待所述管道完全竣工以后，或未来需要建设管道监测预警系统时，可在非开挖情况下将传感光纤单元敷设到所述微管内，所述传感光纤单元包括用以监测所述管道实时状态数据的传感光纤，所述实时状态数据包括温度、振动和应变；或者在传感光纤故障或寿命到期后无需开挖即可更换新的传感光纤单元。

所述微管可根据需要随时随地切断和接头；微管敷设长度达到时，在所述管道附近的人井/阀室内预留微管开口，方便在所述微管中引入所述传感光纤单元并进行光纤接头。