由于我國油氣能源分布不平衡，并主要依賴于管道運(yùn)輸，如何保證油氣管道的安全，成為油氣企業(yè)面臨的重要任務(wù)。在傳統(tǒng)的油氣管道監(jiān)測(cè)中，使用的電傳感器具有安全隱患，同時(shí)也存在其他缺陷。因此，亟需采取新的監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)管道的壓力、溫度以及油氣的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保輸送管道的安全。光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn)，很好的解決了這一難題，光纖傳感器在油氣輸送管道中得到推廣應(yīng)用。

 

一、光纖傳感器概述

 

二十一世紀(jì)七十年代，光纖傳感技術(shù)得到發(fā)展應(yīng)用，其以光纖為媒介，以光波為載體，感知和傳輸外界信號(hào)（被測(cè)量）的新型傳感技術(shù)。這一技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在普及過程中發(fā)展迅速，得到人們和企業(yè)的廣泛認(rèn)可。

 

武漢楚星光纖應(yīng)用技術(shù)有限公司專注于深度挖掘光纖傳感的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。擁有光纖光柵型傳感器核心技術(shù)，助力智慧油田！成功突破了高精度、參數(shù)量化難題，能夠精準(zhǔn)量化、評(píng)估壓力和溫度等環(huán)境參數(shù)，可滿足于油井壓力監(jiān)測(cè)、油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)、油藏物性參數(shù)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、油井控制、大罐液位監(jiān)測(cè)等嚴(yán)苛環(huán)境下的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)要求。

 

光纖傳感器在油氣管道中的應(yīng)用，主要應(yīng)用在防止人為造成的管道破壞，保證油氣管道的安全運(yùn)行，具有預(yù)警功能。當(dāng)油氣管道出現(xiàn)泄露問題時(shí)，光纜測(cè)溫系統(tǒng)能夠判斷發(fā)生問題的線路地段，及時(shí)通知企業(yè)進(jìn)行故障排除和修補(bǔ)。

 

二、光纖傳感系統(tǒng)的應(yīng)用

在油氣輸送管道中的應(yīng)用，光纖傳感系統(tǒng)包括多個(gè)組成部分，具體來說，包括光纖偵聽管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光纖溫度傳感系統(tǒng)、信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)五部分。

 

 

1. 光纖偵聽管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

光纖偵聽管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)聲音還原具有預(yù)警功能，可監(jiān)測(cè)管道周圍的施工作業(yè)環(huán)境及管道泄漏聲音，適合長距離監(jiān)測(cè)，在油氣管道遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中使用，能夠做到現(xiàn)場(chǎng)無電檢測(cè)、傳輸和控制，使采樣數(shù)據(jù)的處理和分析在場(chǎng)外完成，從而確保系統(tǒng)的安全；由于系統(tǒng)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的，如發(fā)生油氣管道泄漏或入侵破壞行為，系統(tǒng)會(huì)立刻告警工作人員，并提供精準(zhǔn)故障位置，盡早采取相應(yīng)的措施，將損失危險(xiǎn)降到最小程度；同時(shí)減少了巡線壓力，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

 

 

2. 光纖溫度傳感系統(tǒng)

光纖溫度傳感系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)利用原有的通訊光纜其中一芯，對(duì)管道周圍的溫度物理量的直接測(cè)量。在對(duì)輸油氣管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，一旦管道發(fā)生泄漏事故，泄漏點(diǎn)附近的溫度會(huì)降低或升高，通過光纖溫度傳感系統(tǒng)能夠測(cè)定該地段溫度變化，從而準(zhǔn)確定位泄漏管道地點(diǎn)。

 

 

3. 信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)

對(duì)傳送回的光波信號(hào)需要光纖傳感分析儀器，其可以自動(dòng)解調(diào)調(diào)制過的光波信號(hào)，進(jìn)行高分辨率和高精度的能量相位以及偏振測(cè)量。系統(tǒng)中光波信號(hào)的解調(diào)，時(shí)域反射距離的測(cè)量，以及信號(hào)的初步分析，即硬件監(jiān)測(cè)功能，都由該設(shè)備實(shí)現(xiàn)。在油氣管道沿線可以根據(jù)需要設(shè)置信號(hào)解調(diào)和分析站，主要考慮系統(tǒng)精度要求，以及光纜傳輸質(zhì)量和耦合效果。若光纜傳輸損耗較大，則需要近距離設(shè)置。反之，則增大設(shè)置距離。

 

 

4. 數(shù)據(jù)通信與傳輸系統(tǒng)

在光纖傳感系統(tǒng)的組成中，數(shù)據(jù)通信與傳輸系統(tǒng)是重要的一個(gè)部分。它是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的信息傳輸通道，負(fù)責(zé)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，從而保障對(duì)油氣管道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)故障等變化，能夠及時(shí)將這些變化傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)終端，技術(shù)人員根據(jù)變化做出科學(xué)判斷。另外，數(shù)據(jù)通信與傳輸系統(tǒng)帶有標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，能夠很好的將監(jiān)測(cè)信息輸送到局域網(wǎng)，形成安全監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

 

 

5. 數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)

在對(duì)油氣管道監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮芙K端后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，該系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和軟件組成。需要使用解碼技術(shù)將接收到的編碼數(shù)據(jù)還原為物理參量，通過處理分析后，才能直觀的轉(zhuǎn)為油氣管道所處的狀態(tài)，并對(duì)危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警，及時(shí)通知企業(yè)進(jìn)行故障排除和修補(bǔ)。另外，技術(shù)工作人員能夠?qū)崟r(shí)看到監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)作出相應(yīng)的決策。光纖傳感系統(tǒng)是由多個(gè)系統(tǒng)組成的，只有密切配合，才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。