[实用新型]一种基于BOTDA原理的长输管道第三方破坏监测系统

说明书

本实用新型涉及一种基于BOTDA原理的长输管道第三方破坏监测系统。本实用新型包括输送管道、BOTDA分析监测设备、振动探测光缆。通过振动探测光缆沿输送管道方向平行敷设，对管路第三方破坏处的振动异常进行捕捉，实现分布式测量，克服了传统的电测式传感器沿管线布设传感器数量庞大，且有限布置无法全面反映长距离管道第三方破坏状况的问题。

技术领域

本实用新型涉及油气运输安全监测领域，具体涉及一种基于BOTDA 原理的长输管道第三方破坏监测系统。

背景技术

油气储运安全事关国家能源供应安全。随着我国经济的迅猛发展，石油和天然气的使用量逐年增加。管道是油气输送的主要方式，具有运量大、不受地表气候限制等优点。然而，长距离油气输送管道由于空间跨度过长，采用有限的地面可视化监控难以覆盖管道全程，无法预警所有的地面施工、盗采等行为对管路的破坏行为。因此，对长输管道第三方破坏的全程监测十分重要。目前，传统的电测式传感器需要沿管线布设数量极其庞大的传感器，从布点连线到数据采集不仅复杂而且成本高，并且受到布点数量的限制，无法全面反映长距离管道的第三方破坏状况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型给出技术方案如下：

一种基于BOTDA原理的长输管道第三方破坏监测系统，包括输送管道、BOTDA分析监测设备、振动探测光缆，其特征在于：所述BOTDA分析监测设备设置有BOTDA测量通道与信号探测电路，所述BOTDA测量通道中设置有脉冲激光光源、连续激光光源；所述振动探测光缆沿输送管道方向平行敷设，振动探测光缆位于输送管道上方；所述振动探测光缆中至少设置2芯单模通信光纤，所述2芯单模通信光纤一端分别连接BOTDA 测量通道内的脉冲激光光源及连续激光光源，另一端在振动探测光缆末端相互熔接，构成一个BOTDA测量环路。

BOTDA即布里渊光时域分析的简称，属于一种分布式光纤传感技术：从光纤的两端分别注入脉冲光信号和连续光信号，当脉冲光与连续光的频率差与光纤中某个区间的布里渊频移相等时，该区域就会发生受激布里渊放大效应，两束光之间发生能量转移。根据光纤布里渊频移与光纤振动之间的关系，对两激光的频率进行连续的调节，信号探测电路监测从光纤一端耦合出来的连续光功率可以确定光纤各小段区域上能量转移达到最大时所对应的频率差，从而得到振动的位置信息，实现分布式测量。具体到本实用新型，如果地面出现大型施工或者盗采等潜在的第三方破坏行为时，地面的振动将向地底深处传播。当外界振动作用于管道沿线敷设的振动探测光缆时，单模通信光纤能及时捕获这些振动异常，并在BOTDA分析监测设备内计算分析其振动类型，根据比对已知的振动类型与振动事件对应关系，确定是否是第三破坏行为，然后定位发生第三方破坏行为的位置信息。

作为优选，所述振动探测光缆与输送管道上表面距离不小于0.5米。为保护输送管道免受地面作业的破坏，振动探测光缆起到的应是一个预警是作用，必然要在振动和伤害传递到输送管道之前就捕捉到来自地面的振动信息，因此振动探测光缆与输送管道上表面应该保持一定距离，设定一个预警缓冲区。

作为优选，所述振动探测光缆位于地面以下0.5-0.7米处。振动探测光缆监测和捕捉的是来自地面的异常振动，为下方的管道提供预警。为了在第三方破坏加大前就能够给出预警，振动探测光缆应提高对微小振动的捕捉，不应远离地面，因此此处对光缆与地面距离做了限定。

作为优选，所述BOTDA分析监测设备设置2个BOTDA测量通道，所述振动探测光缆内共设置4芯单模通信光纤，与所述BOTDA分析监测设备形成两个BOTDA测量环路。此处的设置不仅可以实现两通道实时监测，也能在双通道之间形成备份机制。

作为优选，所述振动探测光缆分段铺设时进行熔接，熔接处设置光缆接续盒进行接续保护。此处的设置是为了更好的保护由于长距离敷设而需要熔接的光缆部分。