應用背景

油氣管道儲運的介質是原油、輕油、液化氣等易燃、易爆、易揮發和易于靜電聚集的流體，有時還含有毒性物質。隨著管線的增多，管齡的增長，管道腐蝕、自然災害和人為損壞等因素使得管道安全問題變得日益嚴重。長輸管道一旦沿途發生事故，不僅給管道系統本身造成破壞，而且管道泄漏會造成巨大的經濟損失、環境污染和引發次生災害，特別在人口稠密地區，此類事故往往會造成嚴重傷亡及重大經濟損失，帶來惡劣的社會影響。

管道搶修施工

管道在工作運行中持續面臨著各種危害，地層移動、地質災害、沖刷與侵蝕、結構變形以及第三方的侵入破壞。隨著時間的推移，每一種未知的侵害都可能造成管道損傷；即使在最佳狀態下監測并定位出危害的早期征兆卻并不容易，在惡劣的環境中更難以實現。

技術原理

在光纖上大量刻寫反射率低于0.1%的光纖布拉格光柵傳感器，融合光電信號處理及解調技術，通過對波長變化量的解調分析獲取到相應的應力與溫度值，能夠檢測并精準定位到危害的早期跡象并進行預警，降低因延誤造成的后果，能夠避免其升級為重大危害。

光纖應力傳感，是基于光纖本質安全、部署簡便、全天候覆蓋的優勢，高精度、連續性、長距離和高成本效益的效益特性，光纖信息容量大、實時多參量、可分布式感知溫度、應力/應變、變形、振動等信息，是傳感技術發展史上的重大突破。

解決方案

光纖傳感技術是一種以光為載體、光纖為傳輸介質和傳感器的新型感測技術。將光纖植入工程結構內部，猶如植入“感知神經”，可以無源、長距離、長壽命（30年）感知被測對象的內部信息，廣泛應用于工程健康監測。

在敷設管道上安裝光纖應變傳感器能夠監測并預警管道樞軸或屈曲的發展變化，同時以米級的定位精度通知閥室的管理人員。為了第一時間檢測出微小的泄漏，最大限度降低對環境的破壞，根據管道傳輸物質的不同液體，溫度感測光纜對應敷設在管道的不同位置，通過監測周圍土壤溫度的異常，來判斷管道是否發生泄漏，不管是泄漏引起的還是外界環境變化造成的都能即時發現。

分布式振動監測：光在光纜傳輸時，產生瑞利散射光。外界振動導致纖芯形變，影響長度和折射率，進而改變散射光相位。這些攜帶振動信息的信號光經系統處理，轉換為光強變化，再經光電轉換和信號處理，由計算機分析，確定振動地點。

分布式聲波監測（DAS）：最前沿的光纖聲場還原技術，實時采集聲波振動的頻率、相位和振幅。相比Φ-OTDR，DAS靈敏度更高，能獲取外界聲場的完整信息。該系統易布設、性價比高、測量范圍廣，廣泛應用于安全防護、土木工程、油氣開采、海洋開發等領域。

系統使用之后能夠準確地及時發現現場有沒有第三方的施工信息，那么就可以在原有基礎上提前預警，提前發現提前趕赴現場處置，整套系統應用過程中，根據系統與我們現有資源的融合程度，實時的進行巡線人員的再配置，通過這種方式有效的降低了整個的運維成本。

因此，不論監測管道面臨的低質災害，沖刷與侵蝕或第三方侵入破壞，來自微特的超弱光纖光柵管道完整性監測系統都是您的最佳選擇。

方案優勢

傳統的管道泄漏監測方法，只能在油氣管道泄漏發生后盡可能地減少泄漏造成的損失，不能預防管道的人為破壞。分布式光纖傳感器利用沿管線鋪設的光纖作為傳感元件，傳感光纖上的任一點都具有傳感能力，利用分布式光纖傳感器獲取管道沿途的振動信號，通過對檢測信號的特征提取和識別，可有效地判斷出管道沿線是否發生威脅到管道安全的異常事件，隨后一旦系統發現管道沿線發生異常事件，便發出警報同時對事發點進行定位，且光纖免維護，能夠滿足對數十公里管道全線破壞行為的預警、定位。

與傳統的石油管道在線監測手段相比，光纖分布式傳感技術在監測石油管道方面具有以下顯著特點和優勢：

1.?高精度與實時性

光纖分布式傳感技術能夠實現對管道溫度、振動、應變等多參數的實時監測，精度高且響應速度快，能夠及時發現管道異常。

2.?長距離與廣覆蓋

傳統監測手段通常受限于監測范圍和布點密度，而光纖分布式傳感技術可以覆蓋數十公里的管道，實現無縫、連續的監測。

3.?抗干擾能力強

光纖傳感技術不受電磁干擾影響，適用于復雜的工業環境，確保監測數據的穩定性和可靠性。

4.?早期預警與快速定位

分布式光纖系統能夠在管道泄漏、地質災害或人為破壞的早期階段檢測到異常，并通過光時域反射技術快速定位問題位置，為應急處理爭取時間?。

5.?多參數綜合監測

光纖分布式傳感技術可以同時監測管道的溫度、振動、應變等多種參數，全面反映管道的工作狀態和潛在風險。

6.?智能化與遠程管理

光纖傳感系統支持與計算機和云平臺連接，實現智能化的遠程監控和數據分析，提高管理效率。

7.?環保與低功耗

8.光纖傳感技術無需復雜的布線和大量電力支持，具有低功耗、無輻射的特點，符合綠色環保理念。

9.?延長管道壽命

通過持續監測和預測性維護，光纖傳感技術能夠幫助運營商及時發現并修復管道問題，顯著延長管道使用壽命。

綜上所述，光纖分布式傳感技術在石油管道監測中具有高精度、長距離、抗干擾、多參數、智能化等多重優勢，為管道安全運行提供了全面保障。

2023年3月28日，“超弱光柵 超強感知”技術發布會暨三峽大學-微特光纖智能傳感實驗室揭牌儀式在微特隆重舉行。宜昌市科技局副局長謝超、三峽大學黨委常委副校長李東升，微特董事長聶道靜、總經理高鈺敏出席會議。會議由三峽大學科技發展研究院院長淡云志主持。

石油管線在線監測系統適用于石油管線以及其它類似場景的在線監測。

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