[实用新型]一种天然气长输管道安全预警系统

说明书

本实用新型涉及一种天然气长输管道安全预警系统，由光缆、温度传感主机、温度应变传感主机、振动传感主机、网络交换机、监视终端和监控中心所构成，光缆沿天然气长输管道敷设安装，由温度传感主机、温度应变传感主机、振动传感主机构成的站场数据采集系统对光缆中的温度、温度应变、振动和位置等信息进行监测，并将监测信号通过网络交换机和监视终端传输到监控中心，实现对管线周围环境、人为入侵、管线泄漏和地质灾害等信息的动态实时监测，进行安全预警，还可在事故发生后进行快速和准确的事故定位，并留存事故现场数据资料，为管线应急抢险指挥提供现场支持。

技术领域

本实用新型涉及一种安全预警系统，尤其是一种以伴行光缆作为传感器和传输介质的天然气长输管道安全预警系统。

背景技术

天然气长输管道线路长、管径大、设计压力高，管道沿线地形复杂，有些管道途径工厂、学校、居民区等人员密集高后果区域，如果管道出现异常情况会产生严重的社会影响，因此在天然气管道沿线采取安全预警防范措施非常必要。目前国内天然气管道安全预警防护主要还是依靠人力巡查方式，以及基于人力巡检开发的一些辅助手段，如针对管线泄漏的便携式红外气体探测器、车载式红外气体探测器、激光气体探测器，泄漏噪声探测器等仪器。针对管道周围地质灾害的监测一般通过全站仪、GPS、裂缝计、位移计、倾斜仪等对地表地形进行监测，这些方式均为非实时监测，极易错过管道防护和治理的最佳时机，导致管道被破坏或变形破裂，甚至发生重大安全事故。

目前市场上有不少管道泄漏监测、地质灾害监测技术，但普遍存在以下问题：

1、只能定点监测管道的第三方入侵、破坏或应力受力情况，不能实现全管线的线型监测。

2、基于压力、流量、负压波、声音、温度等物理信号的传统监测手段适用于液体管线，针对天然气长输管道泄漏监测产品少，技术可靠性低和反应不灵敏。

3、未实现管道第三方破坏和地质灾害监测预警的实时监测和在线上传功能。

随着现代光学技术的发展，人们对光纤的认识和利用也更加广泛，它已不仅限于作为通信信号的载体。当激光脉冲在光纤中传播的过程中与光纤分子相互作用，发生多种形式的散射，如拉曼(Raman)散射、布里渊(Brillouin)散射和瑞利(Rayleigh)散射等。其中拉曼散射距离中心频率较远，最容易监测分离，但强度最小，监测距离较短，一般只能到30km左右，可用于温度测量；布里渊散射距离中心频率更近，强度更大，监测距离可达40～80km，可采用自发布里渊散射或受激布里渊散射技术进行温度和温度应变测量；瑞利散射距离中心频率最近，最难分离，但强度最大，监测距离可达100km，可采用相位敏感方向瑞利光时域反射技术进行振动测量。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种可以事先预警管道破损和泄漏、可以全线监测管道第三方破坏和地质灾害的天然气长输管道安全预警系统。

本实用新型的技术方案是：一种天然气长输管道安全预警系统，包括天然气长输管道1和光缆2，还包括站场数据采集系统和监控中心，光缆2并平行铺设于天然气长输管道1的周围，站场数据采集系统为多个，并均匀分布在天然气长输管道1的沿线上，光缆2经站场数据采集系统与监控中心相连。

站场数据采集系统由温度传感主机3、温度应变传感主机4、振动传感主机5、网络交换机6和监视终端7所构成。其中，温度传感主机3、温度应变传感主机4和振动传感主机5的输入端分别通过一段尾纤与光缆2相连，并分别采集光缆的温度信号、温度应变信号、振动信号和对应的位置信号；温度传感主机3、温度应变传感主机4和振动传感主机5的输出端分别与网络交换机6电连接，并分别解析和处理温度信号、温度应变信号、振动信号和对应的位置信号；网络交换机6的输出端与监视终端7相连接，并对本站场数据采集系统的数据进行图形化显示、分析和报警。