CN216924043U - 基于分布式光缆的管道泄漏监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，包括分布式解调仪、管道和温度传感光缆，分布式解调仪的两端分别连接于温度传感光缆形成环路，温度传感光缆监测管道周围温度，管道上若有泄漏则温度传感光缆即将检测到的温度变化传输至分布式解调仪，分布式解调仪生成对应的温度变化曲线，温度传感光缆整体沿管道轴向平行敷设于管道的上方或下方，温度传感光缆与管道的管壁的距离小于或等于D，D的取值为0.5m~1m，温度传感光缆的所有敷设位置形成一个扇环区域。本实用新型极大程度提高分布式光纤传感光缆在监测管道泄漏时的效率。

Description

基于分布式光缆的管道泄漏监测装置

技术领域

本实用新型属于管道监测技术，具体涉及一种基于分布式光缆的管道泄漏监测装置。

背景技术

管道作为天然气、石油等介质的长距离输送设施，被敷设于世界各地的陆地、海洋等各种环境之中。大部分油气管道是埋地管道，由于地质沉降存在应力危害导致变形，进而出现管道损坏泄漏等问题。一旦出现泄漏，会对周围生态环境造成破坏，甚至威胁人民生命财产安全。

与传统管道监测技术相比，分布式传感技术以单一的光纤取代了成千上万个单点传感器，节省了大量的安装、校准和维护成本。此外，可克服距离、地点或环境等因素，做到实时监控。因此，目前业内已经存在大量基于该技术的管道泄漏监测系统。

光缆在分布式光纤传感系统中被作为线性传感器，是该系统中最基本的组成部分。分布式光纤传感系统中的光缆一般采取直埋敷设的方法，然而，在监测管道泄漏时，对于相对管道的光缆敷设位置，行业内没有达成一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，通过给出光缆相对于管道的合理敷设位置提高使用分布式光纤传感技术监测管道泄漏的效率。

技术方案：本实用新型一种基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，包括分布式解调仪、管道和温度传感光缆，分布式解调仪的两端分别连接于温度传感光缆形成环路，温度传感光缆监测管道周围温度，管道上若有泄漏则温度传感光缆即将检测到的温度变化传输至分布式解调仪，分布式解调仪生成对应的温度变化曲线，并传输至监控室；其中，所述温度传感光缆整体沿管道轴向平行敷设于管道的上方或下方，温度传感光缆与管道的管壁的距离小于或等于D，D的取值为0.5m~1m，因此温度传感光缆的所有敷设位置形成一个扇环区域，该扇环区域与管道同心，扇环区域的圆心角为90度且两侧边沿管道横截面的中心线对称。

由于气体的密度低这一物理性质，因此当管道为输气管道时，温度传感光缆平行敷设于输气管道上方的扇环区域内任意位置处，天然气位于管道内中上部空间。

由于石油的密度高这一物理性质，石油或者其他液体位于管道内部空间中下部，因此当管道为输油管道时，温度传感光缆平行敷设于输油管道下方的扇环区域内任意位置处。

无论是输气管道还是输油管道，所述温度传感光缆敷设于距离管道0.5m位置处，其与管道的圆心延长线与水平面的夹角呈45°，这四处位置均为最佳敷设位置。

有益效果，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型能够精准的检测管道泄漏点，提高监测效率。

（2）本实用新型能够适应不同用途的管道，天然气或者石油，针对不同介质设置不同的温度传感光缆的安装位置，使用灵活。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为实施例中是输气管道泄漏监测光缆最佳敷设位置示意图；

图3为本实用新型一实施例中是输油管道泄漏监测光缆最佳敷设位置示意图；

图4为实施例的输气管道不同泄漏位置冷场范围示意图；

其中，图4（a）、图4（b）和图4（c）分别为12点、3点、6点方向泄漏时的示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型专利技术方案进行详细说明，但是本实用新型专利的保护范围不局限于所述实施例。

如图1所示，本实用新型一种基于分布式光缆的管道3泄漏监测装置，包括分布式解调仪1、管道3和温度传感光缆2，分布式解调仪1的两端分别连接于温度传感光缆2形成环路，温度传感光缆2监测管道3周围温度，管道3上若有泄漏则温度传感光缆2即将检测到的温度变化传输至分布式解调仪1，分布式解调仪1生成对应的温度变化曲线，并传输至监控室；其中，温度传感光缆2整体沿管道3轴向平行敷设于管道3的上方或下方，温度传感光缆2与管道3的管壁的距离小于或等于D，D的取值为0.5m~1m，温度传感光缆2的所有敷设位置形成一个扇环区域，该扇环区域与管道3同心，扇环区域的圆心角为90度且两侧边沿管道3横截面的中心线对称。

本实施例中的温度传感光缆2的最佳敷设位置为距离管道30.5m位置处且与管道3的圆心延长线与水平面的夹角呈45°的扇环区域内。

如图2所示，当对输气管道3进行泄漏监测时，将温度传感光缆2平行敷设于输气管道3上方的扇环区域内任意位置处。

进一步地，所述温度传感光缆2敷设于其敷设位置形成的区域呈现近似为一个90度扇形5，最理想位置是相对管道345度左右处，相距管道3应在0.5~1m范围。

如图3所示，当对输油管道3进行泄漏监测时，将温度传感光缆2平行敷设于输油管道3下方的扇环区域内任意位置处。

上述实施例中，温度传感光缆2的敷设位置主要考虑两个因素：第一是不同位置发生泄漏时监测的全面性，第二是从泄漏的发生到监测到泄漏事件的速率。

实施例：

本实施例以输气管道泄漏为例：如图4所示为本实施例模拟输气管道泄漏的冷场试验图，输气管道4埋设在土体中。由于泄漏具有左右对称性，因此假设泄漏点8均位于输气管道4的右侧，又因为同侧不同位置泄漏具有一定的连续趋势，因此本实施例分别选择输气管道4的12点、3点、6点方向处作为泄漏点进行泄漏模拟。

在节流效应的影响下，气体泄漏导致管道周边温度下降形成冷场9，且由于密度较小，气体倾向于向上方逸散，各种情况泄漏15min后冷场9的扩散形态分别如图所示，同时温度解调仪1能够第一时间检测到这一变化。

可见，如果温度传感光缆2敷设在输气管道4的侧下区10，则当泄漏发生在管道的12点处时，侧下区10位置的冷场范围狭窄，有无法监测到温度降低的可能。同理，如果温度传感光缆2敷设在输气管道4的左侧区11，则当泄漏发生在管道的3点处时，左侧区11位置的冷场范围狭窄，有无法监测到温度降低的可能。而如果温度传感光缆2敷设在输气管道4的正下区12，则当泄漏发生在管道的6点处时，正下区12位置的冷场范围狭窄，有无法监测到温度降低的可能。

因此，当温度传感光缆2敷设在输气管道4的侧下区10、左侧区11、正下区12时，均有无法监测到温度降低的可能，即不满足不同位置发生泄漏时监测的全面性。所以对于输气管道4，其泄漏监测温度传感光缆2应当敷设在管道的侧上及正上区。

同时，泄漏点8分别位于12点、3点、6点时的冷场最大影响区13、14、15分别在输气管道4的侧上方45度左右方向重合，即将温度传感光缆2敷设在此位置时能够更加高效的监测泄漏事件。

对于输油管道来说，石油泄漏会导致管道周边温度上升形成热场。由于密度较大，石油倾向于向下方逸散，因此石油泄漏和气体泄漏具有上下对称性，输油管道泄漏监测温度传感光缆2的最佳敷设位置论证类似输气管道。

通过上述实施例可以看出，本实用新型结构简单严谨、能够精准的监测到管道（管道内的介质为气体或液体）的泄漏情况，且监测精度高。

Claims (4)

1.一种基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，其特征在于：包括分布式解调仪、管道和温度传感光缆，分布式解调仪的两端分别连接于温度传感光缆形成环路，温度传感光缆监测管道周围温度，管道上若有泄漏则温度传感光缆即将检测到的温度变化传输至分布式解调仪，分布式解调仪生成对应的温度变化曲线，并传输至监控室；

其中，所述温度传感光缆整体沿管道轴向平行敷设于管道的上方或下方，温度传感光缆与管道的管壁的距离小于或等于D，D的取值为0.5m~1m，所述温度传感光缆的所有敷设位置形成一个扇环区域，该扇环区域与管道同心，扇环区域的圆心角为90度且两侧边沿管道横截面的中心线对称。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，其特征在于：当所述管道为输气管道时，温度传感光缆平行敷设于输气管道上方的扇环区域内任意位置处。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，其特征在于：当所述管道为输油管道时，温度传感光缆平行敷设于输油管道下方的扇环区域内任意位置处。

4.根据权利要求2或3任意一项所述的基于分布式光缆的管道泄漏监测装置，其特征在于：所述温度传感光缆敷设于距离管道0.5m位置处，其与管道的圆心延长线与水平面的夹角呈45°。

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