[发明专利]一种分布式光纤测温系统的输油管道缺陷实验系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于分布式光纤测温系统的输油管道缺陷检验系统及方法，包括第一连接管道、第二连接管道，所述的待测管道设置在第一连接管道和第二连接管道之间，热水泵连接第二连接管道，恒温水箱连接热水泵和第一连接管道，光纤布线在与第一连接管道、第二连接管道和待测管道的外壁，分布式温度传感器与光纤数据连接，数据采集记录仪连接分布式温度传感器，计算机连接数据采集记录仪。本发明能够根据输油管道的温度差异检查输油管道的缺陷，提高了输油管道缺陷检验的效率和准确度。

技术领域

本发明属于输油管道领域，尤其涉及一种输油管道缺陷检验系统及方法。

背景技术

管道运输是国际货物运输方式之一，是利用地下管道将原油、天然气、成品油、矿浆、煤浆等介质送到目的地。相对于其他运输方式具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点，已经成为油气运输的重要途径。由于长途油气管道多分布在荒郊野外等无人留守的地方，易受到外界人为破坏(如：打孔盗油等)和突发性自然灾害(如地震、滑坡等)的破坏，发生管道断裂和油气泄漏事故；又因为管道埋设不深，在通过有人居住区时时常受到各种建筑施工的威胁，因为野蛮施工损害、挖断管道的事件时有发生。油气管道具有高温、高压、易燃和易爆的特点，一旦发生泄漏，不仅使管道停输，而且严重污染环境。给当地人民生命财产带来严重威胁，如果引发泄漏油气的燃烧、爆炸，后果不堪设想。

现有的油气管道安全监测方法主要有油气压力探测法、油气流量探测法，负压力波探测方法等，上述方法和系统已在国内外多条输油管道上进行了试用，成功发现了多起油气泄漏事故，取得了明显的经济效益。然而现有油气管道监测方法主要集中在对油气管道泄漏的监测上，仅能在泄漏事故发生后，被动的检测泄漏点，而不能及时发现早期的事故隐患，从而排除险情、杜绝泄漏事故发生，属于事后监测，仅能减少损失，不能避免损失。所以极有必要在泄漏之前，对可能导致油气泄漏的破坏行为进行预警，彻底杜绝经济损失和安全事故的发生。

常用的超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验，使超声波探伤具有其局限性。而且探伤过程中必须中断管道中流体的流动，影响正常工业运输，在经济上造成一定损失。

而基于拉曼反射的分布式光纤测温系统是近年发展起来的新型光纤测温技术。具有测距，可复用，分辨率高，非破坏性报警，输出光信号，抗电磁干扰，防潮抗腐蚀，误差小等优点，因而可以用于强电磁场，高电压，大电流，易燃易爆和复杂几何环境等恶劣状况下的温度测量。由于油田中输油管道受到腐蚀生成缺陷后的检测较为复杂且经济成本较高。

分布式光纤传感测量是利用光纤的一维空间连续特性进行测量的技术。光纤既作传感元件，又作传输元件，可以在整个光纤长度上对沿光纤分布的环境参数进行连续测量，同时获得被测量的空间分布状态和随时间变化的信息。将光纤沿管线铺设作为传感元件，则整个光纤长度上的任一点都是敏感点，属于“海量”测量，理论上传感距离任意长，空间分辨率任意小，检测没有盲区，并包容了光纤的不受电磁干扰，灵敏度高，可靠性高，耐腐蚀，体积小等诸多优点，能够满足对数十公里管道全线破坏行为的实现预警的监测，因此成为目前国内外研究的热点。

本发明基于该种光纤测温技术，利用缺陷处与正常管道温度差异得到一种输油管道缺陷在线检验的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于分布式光纤测温系统的输油管道缺陷检验系统及方法，基于分布式光纤测温系统的输油管道缺陷监测系统，可以在不破坏管道的前提下对输油管道内壁存在的各种类型缺陷进行准确判断，并且能精确定位缺陷的空间位置。监测系统可以测量获得温度、压力、流体速度等参数，将这些参数带入实验数据拟合公式，可以精确计算管道内壁缺陷处的壁厚。该监测系统的开发对输油管道的安全运行具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：