[发明专利]一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感的管道清管器定位方法

说明书

本发明公开了分布式光纤振动传感技术领域的一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感的管道清管器定位方法，具体包括以下步骤，S1：选择长输管道伴随通信光纤的一芯作为传感光纤；S2：将选择好的传感光纤按技术方案要求接入清管器跟踪定位系统；S3：信号解析上位机系统控制数据采集卡实时采集3*3耦合器处的干涉信号数据；S4：信号解析上位机系统将采集到的干涉信号数据实时进行傅里叶变换；S5：对得到的频域频谱数据进行分析，寻找频谱中的多个零频点；S6：每得到的一个零频点，可解析出一个振动位置距离传感光纤末端的距离值，对n个距离值求平均值得到H，作为当前的振动位置与传感光纤末端的距离；本发明的长输管道清管器跟踪定位方法具有实时性强、能连续采集数据、稳定可靠、运行维护成本低的特点。

技术领域

本发明涉及分布式光纤振动传感技术领域，具体为一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感管道清管器定位方法。

背景技术

在长输天然气管道投产以及服役运行过程中，对管道进行清管作业是一项非常重要的业务内容。新建管道投产前，管道内遗留物和打压试验的遗留水较多，清管作业能有效清除管道内部的水及施工遗留物。在管道服役运行过程中，通过清管作业可以实现清扫长输天然气管道内杂物、积液、积污，提高管道输送効率，减少摩阻损失，减少管道内壁腐蚀，实现在线内检测，延长管道使用寿命。但是，在长输天然气管道清管作业过程中，清管器发生卡堵现象一直困扰着工程技术人员，尤其是长输管道，距离长，管线周边地区环境条件差，发生卡堵后清管器不能准确定位，导致管道输送停止的问题时有发生，严重情况下危及管道安全，因此对清管器进行准确的跟踪定位是保障清管作业顺利进行的强有力措施，其对于保证长输管道的正常稳定运行、提高输送效率和保障安全生产十分重要。

现有传统常用的清管器跟踪定位方法按其工作原理大致可以分为放射性同位素法、机械法、声学法、压力法和电磁法五类，具体又可以细分为若干种定位方法。以上几种清管器跟踪定位方法，由于管道自身、土壤及外界其他干扰因素的存在，使得清管器的跟踪定位存在各种困难。因此传统常用跟踪方法各有优点但又有各自的局限性，例如跟踪方法复杂、抗干扰能力差、无法全程连续跟踪、需要大量的人力物力保障等。

基于以上分析结果，有必要发明一种具有实时性、能连续采集数据、稳定可靠、使用简便、运行维护成本低的清管器跟踪定位方法。在清管作业时，由于清管器在管道内运行时与管道内壁摩擦以及与管道接口处的焊缝碰撞产生振动信号，此振动信号作用于长输天然气管道沿线同沟敷设通信光纤上，根据应变效应、光弹效应和泊松效应可知，振动信号会使振动位置处光纤内光的相位等参数发生变化，根据此原理并利用长输管道同沟伴随敷设的通信光缆搭建直线型Sagnac分布式光纤振动传感系统，实现对管道内作业运行的清管器进行实时在线准确的跟踪定位，有效解决长输管道清管作业过程中发生卡堵后无法准确定位清管器的问题；为此，我们提出一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感的管道清管器定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感管道清管器定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于直线型Sagnac分布式光纤振动传感管道清管器定位方法，具体包括以下步骤，

S1：选择长输管道伴随通信光纤的一芯作为传感光纤；

S2：将选择好的传感光纤按技术方案要求接入清管器跟踪定位系统；

S3：信号解析上位机系统控制数据采集卡实时采集3*3耦合器处的干涉信号数据；

S4：信号解析上位机系统将采集到的干涉信号数据实时进行傅里叶变换，得到信号的频域频谱数据；

S5：对得到的频域频谱数据进行分析，寻找频谱中的多个零频点；