EA028593B1 - Способ и устройство для мониторинга канала, переносящего текучую среду - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу мониторинга канала, переносящего текучую среду, который содержит опрос оптоволокна, расположенного вдоль пути упомянутого канала, для обеспечения распределенного акустического измерения; измерение посредством распределенного акустического измерения акустического сигнала на каждом из множества дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна, чтобы осуществлять мониторинг оптоволокна на наличие первого характеристического сигнала, причем первый характеристический сигнал указывает на вспучивание грунта в окрестности оптоволокна; и определение, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда первый характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении.

Description

Изобретение относится к мониторингу канала и, в частности, к мониторингу трубопровода.

Трубопроводы широко используются для транспортировки объемов текучей среды, такой как нефть и газ, и большая сеть из таких трубопроводов существует для распространения этих запасов по всему миру. Учитывая большое значение этих запасов текучей среды, важность непрерывного функционирования этих трубопроводов и потенциальное воздействие трубопровода на окружающую среду, раннее и точное обнаружение неисправностей трубопровода является главной задачей операторов трубопровода.

Следовательно, желательно предоставить улучшенную систему и способ мониторинга трубопровода, которые способны осуществлять точный мониторинг трубопровода для точного обнаружения любых неисправностей трубопровода.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлен способ мониторинга канала, переносящего текучую среду, который содержит опрос оптоволокна, расположенного вдоль пути упомянутого канала, для обеспечения распределенного акустического измерения; мониторинг акустического сигнала на множестве дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие первого характеристического сигнала, причем первый характеристический сигнал указывает на вспучивание грунта в окрестности оптоволокна; и определение, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда первый характеристический сигнал обнаруживается при распределенном акустическом измерении.

Способ может дополнительно содержать определение места неисправности в канале посредством определения места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне.

Первый характеристический сигнал может содержать изменение низкочастотной компоненты акустического отклика от измерительного участка оптоволокна, например, отклик на частоте ниже нескольких сотен герц, скажем, например, ниже 500 Гц или ниже 100 Гц. В некоторых вариантах осуществления интересующий низкочастотный отклик может быть порядка нескольких десятков герц или ниже, скажем, ниже 50 Гц или ниже 10 Гц. В рамках данного описания термин низкочастотный отклик должен восприниматься как включающий в себя отклик на постоянном токе (ИС).

Способ может также содержать определение величины изменения низкочастотного отклика и оценку скорости потока утечки.

Способ может дополнительно содержать внесение нестационарного изменения давления в текучую среду в трубопроводе; и корреляцию акустического сигнала на упомянутом множестве дискретных продольных секций с нестационарным сигналом давления для определения упомянутого первого характеристического сигнала.

Способ может дополнительно содержать мониторинг акустического сигнала на множестве дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие второго характеристического сигнала, причем второй характеристический сигнал указывает на волну давления в канале, при этом волна давления движется вдоль канала в обоих направлениях от места неисправности; определение, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда второй характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении, и если первый характеристический сигнал коррелирует со вторым характеристическим сигналом. Корреляция может включать в себя определение места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне, определение места возникновения второго характеристического сигнала в оптоволокне и сравнение первого и второго мест. Можно определить, что возникла неисправность, когда определяется, что первое и второе места расположены в пределах заданного интервала. Заданный интервал может быть менее 50 м.

Способ может дополнительно содержать мониторинг акустического сигнала на каждом из множества дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие третьего характеристического сигнала, причем третий характеристический сигнал указывает на шум текучей среды, выходящий из канала; и определение, что возникла неисправность в канале, когда третий характеристический сигнал измеряется посредством дискретного акустического датчика, и если третий характеристический сигнал коррелирует с первым и/или вторым характеристическими сигналами.

Третий характеристический сигнал может быть сигналом, соответствующим акустическому шипящему звуку. Корреляция может включать в себя определение места возникновения третьего характеристического сигнала, на основании которого продольный измерительный участок обнаружил третий характеристический сигнал; определение места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне, и/или определение места возникновения второго характеристического сигнала в оптоволокне, и сравнение определенного третьего места с первым и/или вторым местами. Можно определить, что возникла неисправность, когда определяется, что третье место и первое и/или второе места расположены в пределах заданного интервала. Заданный интервал может быть менее 50 м.

Способ может также содержать корреляцию акустических сигналов, обнаруженных посредством распределенного акустического измерения, с измерительными сигналами, обнаруженными посредством по меньшей мере одного другого измерительного устройства.

Способ может также содержать мониторинг канала, переносящего текучую среду, причем мониторинг содержит: введение волны давления в канал; мониторинг отклика на упомянутую волну давления на каждом из множества дискретных продольных измерительных участков распределенного акустического датчика; получение из упомянутого множества измерений профиля состояния канала; получение

- 1 028593 одного или более дополнительных профилей состояния канала посредством введения дополнительных волн давления в канал; и сравнение профилей состояния канала для определения изменения характеристик канала.

Способ может дополнительно содержать: мониторинг акустического сигнала на каждом из множества дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна в ответ на акустический импульс на наличие четвертого характеристического сигнала, причем четвертый характеристический сигнал указывает на изменение скорости потока; и определение, что возникла неисправность в канале, когда четвертый характеристический сигнал измеряется посредством дискретного акустического датчика, и если третий характеристический сигнал коррелирует с первым и/или вторым характеристическими сигналами. Способ может содержать анализ скорости распространения импульса давления в канале для обнаружения внезапного изменения скорости распространения.

Способ может содержать определение места изменения характеристик канала в продольном направлении.

Способ может дополнительно содержать: сравнение места изменения характеристик канала в продольном направлении с местом неисправности, определенным посредством измерения вспучивания грунта в окрестности оптоволокна, и/или местом неисправности, определенным посредством измерения наличия волны давления в канале, и/или местом неисправности, определенным посредством измерения акустического шипящего звука посредством дискретного акустического датчика; и определение, что возникла неисправность, когда определяется, что два или более из упомянутых мест находятся в пределах заданного интервала.

Оптоволокно может быть расположено внутри упомянутого канала. Оптоволокно может быть расположено рядом с упомянутым каналом. Пространственное разрешение упомянутого распределенного оптоволоконного датчика может быть меньше или равно 25 м. Длина упомянутого распределенного оптоволоконного датчика может быть больше или равна 20 км.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предоставлено устройство для мониторинга канала, содержащее: устройство опроса оптоволокна, выполненное с возможностью считывания информации из оптоволокна, размещенного вдоль пути канала, и обеспечивать распределенное акустическое измерение; и процессор, выполненный с возможностью принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса для мониторинга оптоволокна на наличие первого характеристического сигнала, причем первый характеристический сигнал указывает на вспучивание грунта в окрестности оптоволокна, и определять, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда первый характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении.

Устройство может представлять собой устройство для мониторинга трубопровода.

Процессор может быть выполнен с возможностью коррелировать упомянутые измеренные данные с нестационарным изменением давления, внесенным в канал, чтобы определить упомянутый первый характеристический сигнал.

Процессор может быть выполнен с дополнительной возможностью принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса для мониторинга оптоволокна на наличие второго характеристического сигнала, причем второй характеристический сигнал указывает на волну давления в канале, при этом волна давления движется вдоль канала в обоих направлениях от места неисправности, и определять, что возникла неисправность в упомянутом трубопроводе, когда второй характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении, и если первый характеристический сигнал коррелирует со вторым характеристическим сигналом.

Устройство для мониторинга трубопровода может дополнительно содержать массив дискретных акустических датчиков, распределенных вдоль пути упомянутого канала, например, трубопровода; и процессор выполнен с возможностью: принимать данные от дискретных акустических датчиков для мониторинга на наличие третьего характеристического сигнала, причем третий характеристический сигнал соответствует акустическому шипящему звуку; и определять, что возникла неисправность в упомянутом трубопроводе, когда третий характеристический сигнал обнаруживается посредством дискретного акустического датчика, и если третий характеристический сигнал коррелирует с первым и/или вторым характеристическим сигналами.

Устройство для мониторинга канала может дополнительно содержать средство для внесения нестационарных изменений давления в текучую среду в канале, например, трубопроводе. Это средство для внесения нестационарных изменений давления в текучую среду в трубопроводе может быть выполнено с возможностью производить импульсы давления в текучей среде, содержащейся в трубопроводе; и процессор может быть выполнен с возможностью: принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса в ответ на упомянутые импульсы давления и получать профиль состояния трубопровода из упомянутых измеренных данных, и получать один или более дополнительных профилей состояния канала путем введения дополнительных волн давления в трубопровод, сравнивать профили состояния канала для определения изменения характеристик канала и определять, что возникла неисправность в упомянутом трубопроводе, когда определяется, что имеется изменение профилей состояния трубопровода.

Также предоставлена компьютерная программа, содержащая исполняемые компьютером инструк- 2 028593 ции, которые при исполнении компьютером побуждают компьютер осуществлять вышеупомянутый способ.

Изобретение может содержать любую комбинацию признаков и/или ограничений, упоминаемых в настоящем документе, за исключением комбинаций таких признаков, которые являются взаимоисключающими.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны в качестве примера, ссылаясь на приложенные чертежи, на которых фиг. 1 иллюстрирует основные компоненты распределенного оптоволоконного датчика; фиг. 2 показывает волоконный датчик, расположенный вдоль длины трубопровода; фиг. 3 показывает поперечное сечение трубопровода и измерительных волокон; фиг. 4 показывает выходные данные мониторинга трубопровода;

фиг. 5 показывает данные от ΌΑδ-датчика в ответ на смоделированную утечку в газопроводе; и фиг. 6а-с показывают данные дополнительных испытаний.

Варианты осуществления настоящего изобретения используют распределенное акустическое измерение (ΌΑδ) для обнаружения утечки в каналах. Распределенное акустическое измерение является известным типом измерения, при котором оптоволокно используется в качестве измерительного волокна, с которого неоднократно опрашивается информация с помощью электромагнитного излучения для обеспечения измерения акустической активности вдоль его длины. Как правило, один или более входных импульсов излучения вводятся в оптоволокно. Анализируя обратнорассеянное излучение внутри волокна, можно эффективно разделить волокно на множество дискретных измерительных участков, которые могут (но не должны) быть непрерывны. В пределах каждого дискретного измерительного участка механические возмущения волокна, например, вызванные падающими акустическими волнами, приводят к изменению свойств обратнорассеянного излучения от этого участка. Это изменение можно быть обнаружено, проанализировано и использовано в качестве показателя интенсивности возмущения волокна на этом измерительном участке. Таким образом, ΌΑδ-датчик эффективно функционирует как линейный измерительный массив акустических измерительных участков оптоволокна. Длина измерительных участков волокна определяется с помощью характеристик считывающего излучения и обработки, применяемой к сигналам обратного рассеяния, но обычно могут использоваться измерительные участки порядка от нескольких метров до нескольких десятков метров или около того. Используемый в данном описании термин распределенное акустическое измерение будет использоваться в значении измерения посредством опроса оптоволокна для обеспечения множества дискретных участков акустического измерения, распределенных вдоль длины волокна, и термин распределенный акустический датчик необходимо истолковывать соответствующим образом. Под термином акустический должен пониматься любой тип волны давления или механического возмущения, который может привести к изменению деформации оптоволокна, и для исключения сомнений термин акустический должен восприниматься как включающий в себя сверхзвуковые и дозвуковые волны, а также сейсмические волны.

На фиг. 1 показана схема распределенного оптоволоконного устройства для распределенного акустического измерения (ΌΑδ). Отрезок измерительного волокна 104, которым может быть стандартное оптоволокно, такое как используемое в телекоммуникационных приложениях, соединен на одном конце с устройством 106 опроса. Выходной сигнал с устройства 106 опроса передается на процессор 108 сигналов и, в необязательном порядке, на пользовательский интерфейс, которые на практике могут быть реализованы с помощью соответствующим образом установленного ПК. Измерительное волокно может иметь многокилометровую длину, и в данном примере оно имеет длину приблизительно 40 км.

Устройство 106 опроса вводит оптический сигнал опроса, который может, например, содержать последовательность импульсов, имеющих избирательную комбинацию частот, в измерительное волокно. В одном варианте осуществления ΌΑδ-датчика явление обратного рэлеевского рассеяния приводит к тому, что некоторая доля света, введенного в волокно, отражается назад в устройство опроса, при этом эта доля света обнаруживается для обеспечения выходного сигнала, который характеризует акустические возмущения в окрестности волокна. Форма оптического входного сигнала и способ обнаружения позволяют осуществлять пространственное разложение одного непрерывного волокна на дискретные измерительные отрезки. Другими словами, акустический сигнал, измеренный на одном измерительном отрезке, может быть по существу независимым от измерительного сигнала с соседнего отрезка. Пространственное разрешение в данном примере составляет приблизительно 10 м, приводя к тому, что выход устройства опроса принимает форму 4000 независимых каналов данных. Также известны ΌΑδ-датчики, основанные на других типах рассеяния.

Распределенный акустический датчик может, например, быть распределенным акустическим датчиком, таким как описанный в публикации заявки на патент Великобритании № 2442745, содержимое которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Распределенный акустический датчик, описанный в публикации ОВ 2442745, определяет акустически вызванные деформации оптоволокна посредством определения изменения фазы в оптоволокне. Использование изменения фазы в оптоволокне в качестве показателя возмущений позволяет обнаружить низкочастотные деформации оптоволокна, что является особенно преимущественным в вариантах осуществления настоящего изобретения.

- 3 028593

Таким образом, одно измерительное волокно может предоставлять измеренные данные, аналогично мультиплексированному массиву смежных датчиков, расположенных по одной линии, которая может быть прямой или изогнутой в зависимости от применения.

Фиг. 2 иллюстрирует схему в соответствии с настоящим изобретением, в которой измерительное волокно 202 (и связанное с ним устройство опроса и/или процессор 204) расположено вдоль пути канала, который в данном примере является трубопроводом 206. Акустические сигналы, падающие на измерительные участки оптоволокна, могут быть обнаружены. Например, импульсы давления, проходящие вдоль трубопровода 206, могут обнаруживаться измерительным волокном 202, и импульсы давления будут вызывать локализованное изменение деформации измерительного волокна, которое в свою очередь будет влиять на характеристики обратнорассеянного излучения в данной точке в измерительном волокне.

Волокно предпочтительно выполнено с возможностью следования вдоль канала трубопровода. В таком случае, различные дискретные измерительные участки волокна непосредственно соответствуют продольным секциям трубы. Однако могут быть использованы другие волоконные схемы, в случае которых может быть необходимо знать расположение волокна относительно трубопровода, чтобы обеспечить отслеживание внутри трубопровода. Волокно может быть установлено внутри или снаружи канала и может или не может находиться в непосредственном контакте со стенками трубы.

На фиг. 3 показано поперечное сечение трубы 302 с возможными расположениями измерительного волокна для обнаружения отклика на импульс в трубе.

Труба в настоящем примере имеет внутренний диаметр 1200 мм и 50 миллиметровые стенки из углеродистой стали и переносит природный газ с давлением приблизительно 80 бар. Труба может располагаться приблизительно на 1-2 м ниже поверхности, которая может быть уровнем грунта или морским дном в определенных ситуациях. Волокно 304 представляет собой волокно, расположенное внутри внутреннего диаметра трубы 302, соприкасаясь с нижней частью трубы. Волокно 306 представляет собой волокно, прикрепленное к наружной части трубы, а волокно 308 представляет собой волокно, расположенное в отдельном канале 310 для кабелей, находящемся приблизительно в 1,5 м от центральной линии газопровода. Канал 310, как правило, прокладывается во время установки трубопровода для вмещения линий связи и/или 8САОА. Волокно 312 представляет собой волокно, непосредственно находящееся в грунте вдоль стороны трубопровода приблизительно в 1 м от центральной линии трубы.

Должно быть понятно, что для каждого отличного размещения волокна измеренный отклик на акустические сигналы, возникающие изнутри трубы, будет отличаться и зависеть от разных факторов. Сигнал, измеряемый волокном 308, будет зависеть, например, от передаточных характеристик грунта между трубой 302 и каналом 310, в то время как измерительные волокна 304 и 306 будут подвергаться меньшему воздействию.

Волокно предпочтительно проходит вдоль длины трубопровода, который необходимо отслеживать. Распределенное акустическое измерение было продемонстрировано при длинах волокна вплоть до и свыше 40 км. Таким образом, один распределенный акустический датчик может обеспечивать мониторинг на протяжении 40 км трубопровода. Последовательность распределенных акустических датчиков могла бы быть установлена для обеспечения мониторинга на больших длинах трубопровода. Для длин трубопровода порядка 80 км или в этом пределе одно волокно могло бы использоваться вдоль длины волокна с распределенным акустическим датчиком, установленным на каждом конце волокна. Для более коротких длин трубопровода, однако, путь волокна может делать обратные петли вдоль трубопровода для обеспечения дополнительных датчиков для мониторинга.

На фиг. 2 трубопровод 206 показан с неисправностью 208 в месте вдоль длины трубопровода 206. Неисправность 208 может быть трещиной в стенках трубы или любой другой неисправностью, которая может привести к утечке объемов текучей среды, такой как нефть/газ, из трубопровода.

Неисправность 208 будет приводить к утечке нефти/газа из трубопровода 206 в грунт, окружающий трубопровод, в котором находится трубопровод. Эта утекающая нефть/газ будет вызывать локализованное поднятие или перемещение грунта, известное как вспучивание, так как нефть/газ скапливается или течет в окружающую среду. Этот эффект будет в особенности очевидным в каналах, в которых текучая среда переносится при высоком давлении, например, газопроводах, в которых газ переносится вдоль трубопровода при высоком давлении для увеличения скоростей потока. Г аз под высоким давлением при утечке из трубопровода будет быстро расширяться в грунте, приводя к вспучиванию грунта. Нефтепроводы могут также находиться под давлением, и большие объемы нефти, текущей в грунт, могут приводить к значительному вспучиванию грунта.

Локализованное вспучивание грунта в окрестности неисправности трубопровода будет приводить к локализованной деформации, прикладываемой к оптоволокну 202. Эта деформация оптоволокна будет вызывать изменение мест рассеяния внутри волокна и в датчике, например, описанном в публикации ОВ 2442745, будет вызывать изменение длины пути, приводя к обнаруживаемому изменению фазы из соответствующей секции волокна.

Следовательно, считывая информацию с оптоволокна 202, можно обнаружить вспучивание грунта с использованием распределенного акустического измерения, обнаруживая характеристический сигнал,

- 4 028593 обусловленный вспучиванием грунта. Этот сигнал, как правило, является относительно интенсивным низкочастотным сигналом на соответствующем измерительном участке или участках оптоволокна. В зависимости от длины измерительных участков волокна, эффекты от вспучивания грунта могут быть локализованы только в нескольких секциях волокна.

Как упомянуто, эффект от вспучивания грунта будет, как правило, обнаруживаться в виде изменения низкочастотной компоненты сигналов, обнаруживаемых ΌΆδ-датчиком. Вспучивание грунта может привести к непрерывному изменению деформации, которое будет отражаться в низкочастотных сигналах ΌΆδ-датчика. Низкочастотный отклик будет представлять собой отклик на частотах, меньших, чем, скажем, несколько сотен Гц, и отклик, представляющий наибольший интерес, может быть на частотах порядка нескольких десятков Гц или меньше, скажем, менее 50 Гц или менее 10 Гц. Во избежание сомнений, используемый в данном описании термин низкочастотный отклик должен восприниматься как включающий в себя отклик на постоянном токе, который может указывать на постоянную деформацию волокна.

Следовательно, процессор сигналов может анализировать обнаруженные акустические сигналы и осуществлять поиск любого значительного изменения низкочастотного отклика, которое указывает на значительное относительно непрерывное изменение деформации оптоволокна, которое может указывать на вспучивание грунта.

Для демонстрации способности обнаруживать утечки в трубопроводе, используя ΌΆδ для обнаружения сигналов, указывающих на вспучивание грунта, было смоделировано событие с неисправностью газопровода. Резервуар, похожий на секцию канала, был расположен в грунте в соединении посредством текучей среды с источником сжатого газа. Разрушающаяся мембрана, т.е. мембрана, выполненная с возможностью разрушаться при достижении определенного уровня давления, находилась над прорезью в канале. В резервуаре медленно повышалось давление посредством газа, подаваемого под давлением, до тех пор, пока не достигалось пороговое давление разрушения (в данном примере 70 бар или 7х10⁶ Па) и не ломалась разрушающаяся мембрана. Это моделировало внезапную утечку в газопроводе с высоким давлением. Кабель с оптоволокном располагался в окрестности экспериментального резервуара, и информация считывалась с него посредством ΌΆδ-устройства опроса.

На фиг. 5 показан низкочастотный отклик обнаруженных акустических сигналов при повышении давления в резервуаре и достижении порогового значения разрушения. Фиг. 5 иллюстрирует общую интенсивность низкочастотного сигнала от времени. Можно видеть, что до достижения порогового значения давления разрушения (около 50 с) низкочастотный сигнал является относительно постоянным и демонстрирует лишь относительно малые изменения, возникающие постепенно с течением времени. Однако, как только мембрана разрушается, возникает значительное колебание обнаруживаемого сигнала с быстрым изменением обнаруживаемой интенсивности, которое продолжается в течение значительного отрезка времени.

Данные, показанные на фиг. 5, были получены с использованием ΌΆδ-датчика с относительно ограниченным динамическим диапазоном и без значительной линейности между случайной деформацией и результирующей обнаруживаемой интенсивностью. Специалист в данной области техники поймет, что интенсивность обратного рассеяния от любого заданного измерительного участка оптоволокна зависит от случайного обратного рассеяния от этого заданного измерительного участка и также от изменений длины пути, обусловленных случайной деформацией. В ΌΆδ-датчике без стабилизации фазы, т.е. изменение фазы измерительного сигнала не точно отслеживается, большое изменение деформаций может превышать динамический диапазон датчика.

Фиг. 6а-с иллюстрируют данные, полученные при выходе газа под давлением в грунт, которые были обнаружены ΌΆδ-датчиком, определяющим фазу измерительного акустического сигнала. На фиг. 6а показаны отраженные сигналы, обнаруженные, когда скорость потока в резервуаре равна 100 стандартным литрам в минуту (8ЬРМ). Снова можно видеть, что до разрушения низкочастотный отклик является относительно постоянным, лишь с относительно малыми изменениями. Когда случается разрушение, возникает внезапное возрастание деформации, которое затем сохраняется. Это соответствует вспучиванию грунта, приводящему к увеличенной постоянной деформации. Через около 200 с поток останавливается, и увеличенная интенсивность при низкой частоте быстро спадает вниз до первоначального уровня. На фиг. 6Ь показан результат, полученный из аналогичного испытания, но со скоростью потока 50 8ЬРМ. Можно видеть, что обнаруживается такая же общая картина, однако относительное увеличение интенсивности низкочастотного сигнала составляет примерно половину по сравнению с данными, показанными на фиг. 6а. На фиг. 6с показаны данные, полученные из дополнительного испытания, в котором использовалась скорость потока 25 8ЬРМ. Снова можно наблюдать такую же картину, хотя вспучивание грунта не такое быстрое вследствие уменьшенной скорости потока. Максимальное увеличение интенсивности составляет около половины того, что наблюдается в данных, показанных на фиг. 6с.

Эти данные показывают, что вспучивание грунта, возникающее при выходе текучей среды под давлением в грунт, может быть обнаружено из низкочастотного отклика ΌΆδ-датчика. Кроме того, можно видеть, что в ΌΆδ-датчике со стабилизацией фазы обнаруживаемое изменение интенсивности количественно связано со скоростью потока и, следовательно, степенью вспучивания грунта.

- 5 028593

Таким образом, когда внезапное увеличение низкочастотного отклика обнаруживается и используется для указания утечки, серьезность утечки, т.е. скорость потока утечки, может оцениваться путем рассмотрения изменения обнаруживаемой ΌΆδ-датчиком интенсивности.

Возможное ограничение данного способа состоит в том, что если неисправность трубопровода приводит к медленной утечке текучей среды в окружающий грунт, может быть трудно отличить вспучивание грунта, обусловленное утечкой, от природных изменений в грунте, таких, которые могут быть обусловлены солнечным нагревом или поглощением воды в грунт, например, вследствие дождя, особенно если грунт достигает насыщенности. Тепловые изменения оптоволокна могут также приводить к сигналам, аналогичным тем, которые возникают вследствие вспучивания грунта. Кроме того, даже если новая утечка обуславливает внезапное значительное вспучивание, которое может быть обнаруживаемым выше обычного окружающего шума, такое событие может быть одноразовым событием. Пока утечка продолжается, непрерывный поток текучей среды в грунт может поддерживать уровень вспучивания грунта. В качестве альтернативы, текучая среда будет стремиться найти некоторый запасной выход, и грунт может медленно оседать до некоторого положения устойчивого состояния. Таким образом, сигнал, обусловленный вспучиванием грунта, при событии утечки может представлять собой одноразовое изменение акустического отклика из волокна.

Поэтому может потребоваться использовать дополнительные показатели для более точной идентификации того, возникла ли неисправность в трубопроводе.

Один другой способ может состоять в мониторинге трубопровода для отслеживания импульса давления в трубопроводе, который может быть обусловлен внезапной трещиной/неисправностью или утечкой в трубопроводе 206. Этот результирующий импульс давления, обусловленный внезапной неисправностью, может обнаруживаться измерительным волокном 202 и может использоваться для идентификации и/или определения положения источника и, следовательно, места неисправности 208.

Импульс давления, сгенерированный неисправностью 208, будет проходить в обоих направлениях вдоль трубы от места неисправности. Трубопровод 206 функционирует как волновод, и этот импульс давления может проходить десятки километров без значительного затухания.

Поскольку импульс давления проходит через любую определенную длину трубы, он создает акустическое возмущение, которое может обнаруживаться распределенным волоконным датчиком 202/204.

На фиг. 4 показана гистограмма и соответствующая каскадная диаграмма, иллюстрирующая выходной сигнал распределенного волоконного датчика в ответ на импульс давления, распространяющийся в расположенном рядом трубопроводе. Данные с фиг. 4 были получены измерительным волокном в канале. Ось х гистограммы и каскадной диаграммы представляет собой положение вдоль длины измерительного волокна (которое в данном случае имеет общую длину приблизительно 40 км). Так как волокно имеет путь, который следует трубопроводу, ось х также соответствует положению вдоль трубопровода.

Гистограмма показывает в какой-то момент времени амплитуду измеряемого акустического сигнала, приходящего из измерительного волокна. Для того чтобы можно было наблюдать все 4000 каналов, каждый столбик на диаграмме отображает максимальную амплитуду из группы 10 метровых секций. Если потребуется, отдельные 10 метровые секции могут быть показаны. Нижний график является представлением каскадной диаграммы с частотой обновления 0,05 секунд, показывающей интенсивность звука в зависимости от расстояния и времени. Время отложено вдоль оси у каскадной диаграммы, причем последние на данный момент данные представлены сверху. Ось х снова представляет собой расстояние вдоль волокна и, следовательно, трубопровода, а также интенсивность звука. В пояснительных целях, в данном случае можно считать, что каскадная диаграмма с фиг. 4 показывает акустическое возмущение как функцию расстояния вдоль волокна в зависимости от времени.

На каскадной диаграмме можно видеть два основных элемента. Первый из них представляет собой зону постоянного акустического возмущения слева на графике в области 402, соответствующей длине приблизительно 4000 м измерительного волокна. Она связана с промышленной установкой, расположенной в пределах этой секции волокна и производящей устойчивый вибрационный шум. Во-вторых, можно видеть четко выраженный шевронный (т.е. в форме V) рисунок, который отчетливее в области 404, на расстоянии от постоянного шума промышленной установки. Этот шевронный рисунок является характеристическим сигналом наличия волны давления, распространяющейся в трубопроводе.

Вершина шеврона расположена в точке 406 вдоль волокна, соответствующей возникновению импульса давления, которая при импульсе давления вследствие неисправности трубопровода соответствовала бы месту неисправности 208. Форма V диаграммы соответствует импульсам давления, движущимся вдоль трубы в обоих направлениях от источника импульсов, и наклон формы «V» соответствует скорости звука в текучей среде, находящейся под давлением и содержащейся внутри трубы, которая в данном случае составляет приблизительно 400 мс^-1 (предполагая, что акустические каналы оптоволокна распределены равномерно вдоль пути трубопровода).

Поэтому можно видеть, что импульсы давления, обусловленные внезапной неисправностью трубопровода, четко обнаруживаются в трубопроводе с использованием распределенного акустического датчика.

Распространение импульсов в трубопроводе может также потенциально предоставлять некоторую

- 6 028593 информацию о природе утечки, т.е. относительная интенсивность могла бы потенциально указывать серьезность утечки. Кроме того, любое быстрое изменение скорости потока или температуры текучей среды после возникновения неисправности трубопровода может влиять на скорости распространения импульса давления и, таким образом, изменять общую форму наблюдаемого элемента V в каскадной диаграмме.

Элемент распространения с формой V на каскадной диаграмме (или эквивалентно два движущихся акустических возмущения, проходящих вдоль трубопровода в противоположных направлениях от общего места возникновения) может использоваться в качестве элемента обнаружения с использованием относительно простого алгоритма, как будет очевидно специалисту в данной области техники.

В варианте осуществления настоящего изобретения, чтобы обнаружить неисправность в трубопроводе, система мониторинга может осуществлять мониторинг как вспучивания грунта, так и наличия внезапного импульса давления в трубопроводе. Например, обнаружение спонтанных импульсов давления, распространяющихся в трубопроводе вслед за сигналами, указывающими на вспучивание грунта, могло бы использоваться совместно для идентификации утечки с большей достоверностью, чем при использовании любой методики в отдельности. Такая система может определять соответствующие места возникновения вспучивания грунта и волны давления и сравнивать эти два места. Если эти два места совпадают или находятся в пределах заданного интервала, можно предположить, что событие, вызывающее поднятие грунта, и импульс давления связаны между собой, и, следовательно, неисправность в трубопроводе может быть обнаружена с большей уверенностью. Заданный интервал может быть равен 100 м или меньше и предпочтительнее 50 м или меньше. Способ может также включать в себя сравнение относительного времени обнаружения импульсов давления и вспучивания грунта. Определение точки возникновения импульсов давления может также содержать определение времени возникновения импульсов давления. Момент времени, в который импульсы давления были сначала сгенерированы, может затем сравниваться с моментом времени, в который сигнал, указывающий на вспучивание грунта, был обнаружен.

Хотя вышесказанное описывает возможность способности обнаружения внезапных неисправностей в трубопроводе, если неисправность представляет собой постепенную неисправность, при которой относительно небольшое количество нефти/газа выходит из трубы и просачивается в грунт, окружающий место неисправности трубопровода, и не обеспечивает достаточно большую для обнаружения волну давления вдоль трубопровода, постепенная неисправность не может быть обнаружена.

Следовательно, может потребоваться использовать дополнительные или альтернативные показатели для обнаружения характеристической формы V, чтобы точнее идентифицировать, возникла ли неисправность в трубопроводе.

Один такой способ может заключаться в обнаружении шума нефти/газа, выходящего из трубопровода. Выход нефти или газа под давлением из трубопровода может создавать шум, например, звук типа акустического шипящего шума. Таким образом, обнаружение вспучивания грунта в том же самом месте, в котором обнаруживается сильное и продолжительное увеличение акустического шума, может указывать на утечку. Шум, например, шипящий звук, связанный с утечкой, может отслеживаться с использованием дополнительного массива дискретных акустических датчиков (например, микрофонов), расположенных вдоль пути трубопровода, хотя в предпочтительных вариантах осуществления дискретные измерительные каналы дискретного акустического датчика используются для мониторинга шума, связанного с утечкой. Способ может содержать мониторинг шумовой сигнатуры, имеющей определенную частоту, например, связанную с выходом газа, находящегося под высоким давлением, из трубопровода.

Положение источника шипящего звука можно определить различными способами, которые очевидны специалисту в данной области техники.

В варианте осуществления настоящего изобретения, чтобы обнаружить неисправность в трубопроводе, система мониторинга может осуществлять мониторинг вспучивания грунта, наличия внезапного импульса давления в трубопроводе и/или наличия шума, указывающего на выход текучей среды из трубопровода, такого как акустический шипящий звук. Такая система может определять соответствующие места возникновения вспучивания грунта, волны давления и шипящего звука и может сравнивать два или более из этих мест. Если два или более из этих мест совпадают или находятся в пределах заданного интервала, то можно предположить, что событие, вызывающее поднятие грунта, и импульс давления связаны между собой, и, следовательно, неисправность в трубопроводе можно обнаружить с большей достоверностью. Заданный интервал может быть равен 100 м или меньше и предпочтительнее 50 м или меньше. Время обнаружения сигналов, характеризующих различные показатели, можно также коррелировать.

Отраженные сигналы из распределенного акустического датчика можно обрабатывать непрерывно с использованием всех из обсужденных выше показателей. Однако в некоторых вариантах осуществления отраженные сигналы можно обрабатывать изначально с использованием только некоторых из этих показателей. Если, например, изначально обнаруживается сигнал, указывающий на вспучивание грунта, отраженные сигналы из той же самой секции волокна можно затем последовательно обрабатывать для поиска увеличенного акустического возмущения, указывающего на выход текучей среды из трубопрово- 7 028593 да, и/или отраженные сигналы в период времени, в который было сначала обнаружено вспучивание грунта, можно обрабатывать для поиска распространяющихся импульсов давления, идущих в противоположных направлениях. Это может предусматривать буферизацию всех данных в течение, по меньшей мере, короткого периода времени таким образом, что при событии обнаружения одного показателя в определенном местоположении волокна соответствующие буферизованные сигналы для этой секции волокна можно затем проанализировать с использованием других показателей.

Следовательно, варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать один или более показателей, указывающих на неисправность трубопровода, как часть обычной обработки, и, если сигналы, указывающие на возможную неисправность, обнаруживаются, тогда может выполняться последующая обработка с использованием одного или более показателей, чтобы облегчить категоризацию соответствия результата обнаружения неисправности трубопровода.

Использование лишь некоторых показателей изначально может снизить объем обычной обработки, но ясно, что должны использоваться наиболее надежные показатели. Например, если самая значительная неисправность производит импульс давления, который является обнаруживаемым (путем обнаружения двух импульсов, движущихся в трубопроводе в противоположных направлениях от точки неисправности), то это может использоваться в качестве изначального указания на возможную неисправность. Для снижения возможности ложного сигнала тревоги обнаружение импульса давления может приводить к обработке для обнаружения вспучивания грунта в той же окрестности и, в качестве альтернативы, наличия сигнала шума, такого как шипящий шум.

В некоторых примерах данные от ΌΆδ-датчика можно также коррелировать с данными от других датчиков для обнаружения утечки. Такие другие датчики могут содержать один или более из датчиков температуры (например, оптоволоконных распределенных датчиков температуры), контроллеров скорости потока (внутри канала) и/или акселерометров и т.п. Если имеется внезапное изменение температуры (охлаждение при выходе газа под давлением и нагревание при выходе нагретой нефти) или внезапное снижение скорости или внезапное ускорение, и местоположение и время коррелируют с любым из ΌΆδпоказателей, то это могло бы указывать на утечку.

Другой способ, который может использоваться для более точного обнаружения наличия неисправности в трубопроводе, заключается во внесении нестационарного изменения давления в текучую среду в трубопроводе, например, в циклическом внесении волны давления в трубопровод, и измерении акустического отклика на волну давления с использованием распределенного акустического измерения. В частности, способ может включать в себя мониторинг соответствующего изменения сигнала, указывающего на вспучивание грунта.

Как упомянуто выше, в присутствии утечки в подземном трубопроводе, выход нефти или газа под давлением в окружающий грунт может вызывать вспучивание грунта, но такое вспучивание грунта может быть одноразовым событием. Этот вариант осуществления изобретения вносит нестационарное давление в текучую среду в трубопроводе.

Специалист в данной области техники поймет, что количество текучей среды, выходящей из трубопровода в грунт вследствие утечки, будет зависеть от природы утечки, а также от давления текучей среды в соответствующей секции трубопровода. Если давление внутри трубопровода изменяется нестационарным образом, то эти изменения давления будет распространяться вдоль трубопровода. Таким образом, давление текучей среды в секции трубопровода, имеющей утечку, будет также изменяться по существу идентичным способом. Следовательно, количество текучей среды, вытекающей в окружающий грунт, будет также изменяться, что приведет к соответствующему влиянию на степень вспучивания грунта. Таким образом, создание временного изменения давления текучей среды внутри трубопровода может вызвать соответствующее временное изменение низкочастотного сигнала деформации вследствие вспучивания грунта. Поэтому, благодаря корреляции сигналов, указывающих на вспучивание грунта, с временным изменением давления внутри трубопровода, сигналы, вызванные вспучиванием грунта вследствие утечки, могут быть опознаны среди сигналов, вызванных вследствие фоновых эффектов, таких как вспучивание грунта, связанное с природным условиями, или тепловое изменение оптоволокна.

Таким образом, вариант осуществления может содержать мониторинг сигнала, указывающего на вспучивание грунта, с нестационарной компонентой. Способ может содержать корреляцию сигналов из каналов оптоволокна с сигналом, указывающим на нестационарное изменение давления в трубопроводе.

Изменение данным способом давления текучей среды в трубопроводе может достигаться без труда путем изменения управляемых параметров на насосных станциях и т.д. Однако ясно, что изменение давления должно оставаться в пределах безопасных рабочих пределов для трубопровода. Изменение давления, поэтому, может предусматривать периодическое снижение давления внутри трубопровода.

Нестационарное изменение давления может применяться в течение нормального функционирования трубопровода, чтобы сделать возможным непрерывный мониторинг утечек, и, таким образом, как упомянуто выше, отраженные сигналы из оптоволокна можно анализировать, учитывая изменения давления, т.е. путем корреляции низкочастотного отклика с изменениями давления. Однако применение изменения давления в трубопроводе может потенциально снизить скорости потока, и/или изменение давления внутри трубопровода может увеличить напряжение в различных компонентах трубопровода по

- 8 028593 сравнению с функционированием при относительно постоянном давлении. Таким образом, чтобы снизить величину изменения давления внутри трубопровода, изменение давления может применяться только периодически. Изменение давления может вноситься в заданные интервалы для выявления утечек. Например, время от времени циклическое изменение давления может применяться в отношении текучей среды в трубопроводе в течение определенной продолжительности испытаний. В течение этого времени сигналы из акустических каналов распределенного акустического датчика могут коррелироваться с изменением давления для обнаружения утечки. В качестве дополнения или альтернативы, другой способ может применяться для постоянного мониторинга неисправности в трубопроводе, например, любой из других вариантов осуществления, описанных выше, и при событии обнаружения возможной утечки изменение давления могло бы вноситься в текучую среду в трубопроводе и коррелироваться с сигналами от распределенного акустического датчика для содействия в подтверждении того, возникла ли утечка или нет.

В вариантах осуществления, в которых изменение давления может вноситься в текучую среду в трубопроводе, чтобы определить утечки, акустический отклик на импульс давления может дополнительно использоваться для определения профиля состояния трубопровода. Способ может, таким образом, включать в себя введение импульса давления в трубопровод и опрос оптоволокна, расположенного вдоль пути трубопровода. Измеряя отклик на импульс давления вдоль трубопровода, можно получить профиль состояния трубопровода, который характеризует текущее состояние трубопровода.

Вводя дополнительные импульсы давления и получая дополнительные профили состояния трубопровода, можно определить любые изменения состояния трубопровода.

Если возникает неисправность в трубопроводе, будут изменяться измеряемые характеристики трубопровода. Периодически посылая импульсы давления вдоль трубопровода и осуществляя мониторинг откликов на эти импульсы давления, можно определить любую неисправность в трубопроводе путем сравнения текущего измеренного профиля состояния трубопровода с ожидаемым профилем состояния трубопровода. Место изменения характеристик канала в продольном направлении можно определять с использованием способов, которые очевидны специалисту в данной области техники.

В варианте осуществления настоящего изобретения, чтобы обнаружить неисправность в трубопроводе, система мониторинга может осуществлять мониторинг вспучивания грунта, наличия внезапного импульса давления в трубопроводе и/или наличия акустического шипящего звука и/или профиля состояния канала. Такая система может определять соответствующие места возникновения вспучивания грунта, волны давления, акустического шипящего звука и место изменения профиля состояния канала и может сравнивать два или более из этих мест. Если два или более из этих мест совпадают или находятся в пределах заданного интервала, то можно предположить, что событие, вызывающее поднятие грунта, и импульс давления связаны между собой, и, следовательно, неисправность в трубопроводе может быть обнаружена с большей достоверностью. Заданный интервал может быть равен 100 м или меньше или предпочтительнее 50 м или меньше.

Осуществление мониторинга отклика на акустические импульсы давления, введенные в трубопровод, может также использоваться для определения утечки путем обнаружения изменения скорости потока внутри трубопровода. При утечке текучая среда будет выходить из трубопровода. Таким образом, после места утечки скорость потока текучей среды может снижаться по сравнению со скоростью потока до места утечки. Скорость потока текучей среды будет слабо влиять на скорость распространения любого импульса давления, распространяющегося в текучей среде в трубопроводе. Осуществляя мониторинг отклика на акустический импульс в трубопроводе, можно осуществлять мониторинг скорости потока текучей среды в трубопроводе, и, следовательно, любые зоны с внезапным изменением скорости потока могут использоваться для указания утечки.

В относительно простом варианте осуществления можно осуществлять мониторинг скорости распространения импульса давления вдоль трубопровода, и можно использовать любые относительно внезапные изменения скорости распространения в качестве указателя утечки. Конечно, будет понятно, что изменение скорости звука в текучей среде в трубопроводе, например, вследствие изменений температуры, будет приводить к изменению обнаруживаемой скорости распространения импульса давления, но можно ожидать, что такие изменения будут относительно постепенными. Чтобы учесть изменение скорости звука, можно осуществлять мониторинг скорости распространения импульсов, проходящих в обоих направлениях в трубопроводе, на том же отрезке трубопровода. В этом случае, скорость звука будет той же для импульса, движущегося в том же направлении, что и поток, и импульса, движущегося против потока. Однако будет существовать разница в скорости распространения в двух направлениях, которая связана со скоростью потока.

В другом варианте осуществления волны давления на заданной частоте могут возбуждаться в обоих направлениях в трубопроводе для создания стоячей волны. Положения узлов и/или пучностей стоячих волн будут зависеть от частоты и также от скорости потока. Обнаружение расстояния между узлами/пучностями в различных секциях трубопровода может, поэтому, указывать скорость потока в таких секциях.

Должно быть понятно, что каждый из вышеописанных способов обнаружения неисправности в

- 9 028593 трубопроводе может использоваться по отдельности или в любой подходящей комбинации для выполнения измерительных требований в определенном трубопроводе. Любой из вышеописанных способов можно также объединять с другими неакустическими способами обнаружения утечек в трубопроводе, например, такими как измерение изменений температуры и/или использование датчиков расходомера и т.п.

Должно быть понятно, что настоящее изобретение было описано выше исключительно в качестве примера, и модификация элементов может быть выполнена в пределах объема охраны изобретения.

Каждый признак, раскрытый в описании и (если понадобится) в формуле изобретения и на чертежах, может обеспечиваться независимо или в любой подходящей комбинации.

Claims (26)

1. Способ мониторинга канала, переносящего текучую среду, содержащий опрос оптоволокна, расположенного вдоль пути упомянутого канала, для обеспечения распределенного акустического измерения;

мониторинг акустического сигнала на множестве дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие первого характеристического сигнала, причем первый характеристический сигнал указывает на вспучивание грунта в окрестности оптоволокна и представляет собой интенсивный низкочастотный сигнал с частотной компонентой ниже 50 Гц; и определение, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда первый характеристический сигнал обнаруживается при распределенном акустическом измерении.

2. Способ по п.1, в котором первый характеристический сигнал содержит изменение низкочастотной компоненты акустического отклика из измерительного участка оптоволокна.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий определение величины изменения низкочастотного отклика и оценку скорости потока утечки.

4. Способ по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий определение места неисправности в канале посредством определения места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий внесение нестационарного изменения давления в текучую среду в канале и корреляцию акустического сигнала на упомянутом множестве дискретных продольных секций с нестационарным сигналом давления для определения упомянутого первого характеристического сигнала.

6. Способ по любому предыдущему пункту, содержащий мониторинг акустического сигнала на множестве дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие второго характеристического сигнала, причем второй характеристический сигнал указывает на волну давления в канале, при этом волна давления движется вдоль канала в обоих направлениях от места неисправности и представляет собой возмущение, проходящее вдоль канала во времени; определение, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда второй характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении, и если первый характеристический сигнал коррелирует со вторым характеристическим сигналом.

7. Способ по п.6, в котором корреляция включает в себя определение места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне; определение места возникновения второго характеристического сигнала в оптоволокне и сравнение первого и второго мест.

8. Способ по п.7, в котором определяется, что возникла неисправность, когда определяется, что первое и второе места находятся в пределах заданного интервала.

9. Способ по п.8, в котором заданный интервал равен менее 50 м.

10. Способ по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий мониторинг акустического сигнала на каждом из множества дискретных продольных измерительных участков вдоль длины оптоволокна на наличие третьего характеристического сигнала, причем третий характеристический сигнал указывает на шум текучей среды, выходящей из канала, и соответствует акустическому шипящему звуку; и определение, что возникла неисправность в канале, когда третий характеристический сигнал измеряется с помощью дискретного акустического датчика, и если третий характеристический сигнал коррелирует с первым и/или вторым характеристическими сигналами.

11. Способ по п.10, в котором корреляция включает в себя определение места возникновения третьего характеристического сигнала, на основании которого продольный измерительный участок обнаружил третий характеристический сигнал; определение места возникновения первого характеристического сигнала в оптоволокне и/или определение места возникновения второго характеристического сигнала в оптоволокне и сравнение определенного третьего места с каждым из первого и/или второго мест.

12. Способ по п.11, в котором определяется, что возникла неисправность, когда определяется, что третье место и первое и/или второе места находятся в пределах заданного интервала.

13. Способ по п. 12, в котором заданный интервал равен менее 50 м.

14. Способ по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий мониторинг канала, пе- 10 028593 реносящего текучую среду, причем упомянутый мониторинг содержит введение импульса давления в канал; мониторинг отклика на упомянутый импульс давления в каждом из множества дискретных продольных измерительных участков распределенного акустического датчика; получение из упомянутого множества измерений профиля состояния канала; получение одного или более дополнительных профилей состояния канала посредством введения дополнительного импульса давления в канал; сравнение профилей состояния канала для определения изменения характеристик канала.

15. Способ по п.14, содержащий определение места изменения характеристик канала в продольном направлении и корреляцию места изменения характеристик канала с местом возникновения первого характеристического сигнала.

16. Способ по любому предыдущему пункту, причем способ содержит анализ скорости распространения импульса давления в канале для обнаружения внезапного изменения скорости распространения.

17. Способ по любому предыдущему пункту, в котором оптоволокно расположено внутри упомянутого канала.

18. Способ по любому предыдущему пункту, в котором оптоволокно расположено рядом с упомянутым каналом.

19. Способ по любому предыдущему пункту, в котором пространственное разрешение упомянутого распределенного оптоволоконного датчика менее чем или равно 25 м.

20. Способ по любому предыдущему пункту, в котором длина упомянутого распределенного оптоволоконного датчика более чем или равна 20 км.

21. Устройство мониторинга канала, переносящего текучую среду для осуществления способа по п.1, содержащее устройство опроса оптоволокна, расположенного при использовании вдоль пути упомянутого канала для опроса оптоволокна и обеспечения распределенного акустического измерения; и процессор, выполненный с возможностью принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса для мониторинга оптоволокна на наличие первого характеристического сигнала, причем первый характеристический сигнал указывает на вспучивание грунта в окрестности оптоволокна; и определять, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда первый характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении.

22. Устройство мониторинга канала по п.21, в котором процессор выполнен с дополнительной возможностью коррелировать упомянутые измеренные данные с нестационарным изменением давления, внесенным в канал, чтобы определить упомянутый первый характеристический сигнал.

23. Устройство мониторинга канала по п.21 или 22, в котором процессор выполнен с дополнительной возможностью принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса для мониторинга оптоволокна на наличие второго характеристического сигнала, причем второй характеристический сигнал указывает на волну давления в канале, при этом волна давления движется вдоль канала в обоих направлениях от места неисправности; и определять, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда второй характеристический сигнал измеряется при распределенном акустическом измерении, и если первый характеристический сигнал коррелирует со вторым характеристическим сигналом.

24. Устройство мониторинга канала по любому из пп.21-23, в котором процессор выполнен с возможностью принимать измеренные данные от устройства опроса для мониторинга на наличие третьего характеристического сигнала, причем третий характеристический сигнал является акустическим шипящим звуком; и определять, что возникла неисправность в упомянутом канале, когда третий характеристический сигнал измеряется с помощью дискретного акустического датчика, и если третий характеристический сигнал коррелирует с первым и/или вторым характеристическими сигналами.

25. Устройство мониторинга канала по любому из пп.21-24, дополнительно содержащее средство для внесения нестационарных изменений давления в текучую среду в канале.

26. Устройство мониторинга канала по п.25, в котором средство для внесения нестационарных изменений давления в текучую среду в канале выполнено с возможностью вводить импульсы давления в текучую среду в канале; и процессор выполнен с возможностью принимать измеренные данные от упомянутого устройства опроса в ответ на упомянутые импульсы давления и получать профиль состояния канала из упомянутых измеренных данных и получать один или более дополнительных профилей состояния путем введения дополнительных волн давления в канал, и сравнивать профили состояния канала для определения изменения характеристик канала, и определять, что возникла неисправность в упомянутом канал, когда определено, что имеется изменение профилей состояния канала.