[发明专利]一种采空塌陷区油气管道监测方法

摘要

本发明是一种基于光纤光栅传感技术的采空塌陷区油气管道监测方法，其监测包括：管体轴向应变采用光纤光栅应变传感器监测、管土相对位移采用光纤光栅位移传感器监测、土体水平变形采用光纤光栅传感网监测；传感器采集的信号经解调和预处理，被传输到异地监测中心；监测中心对数据进行进一步的分析处理，计算出采空塌陷土体水平变形变化、管体轴向应变变化和管土相对位移变化；对管体和土体应变变化的状态稳定情况进行判定，判断数据是否超出阈值；当三个参数值都小于各自阈值时则表明管道处于安全状态；当管体轴向应变达到管体极限应变值的70％、或管土相对位移值达到阈值并保持恒定、或土体水平变形曲线出现突变时进行管道安全的联合预警。

主权项

一种采空塌陷区油气管道监测方法，其特征在于其监测内容包括三部分：管体应变监测、管土相对位移监测、采空塌陷区土体水平变形监测；监测方法所用装置：在采空塌陷区(1)的埋地油气管道a(2)的监测截面上安装光纤光栅应变传感器a(3)和管土相对位移传感器a(4)，每个截面上的传感器熔接串联，然后通过光纤接线盒a(6)与引至监测站的光缆a(7)连接，在监测站里，光缆a(7)与光开关(8)连接，光开关(8)与光纤光栅解调仪(9)连接，光纤光栅解调仪(9)与下位机(10)连接，下位机(10)预处理后的数据通过GPRS通讯模块a(12)接收到上位机(13)；同时，光纤光栅传感网a(5)实时监测管道a(2)正上方土体水平变形，也以相同方式将数据传输至上位机(13)；用上述装置对采空塌陷区油气管道进行监测；监测流程依次是：对相互有作用的塌陷土体和管道的监测，可分为管体轴向应变监测、管土相对位移监测和采空塌陷区土体水平变形监测三部分；其中，管体轴向应变采用光纤光栅应变传感器监测、管土相对位移采用光纤光栅位移传感器监测、土体水平变形采用光纤光栅传感网监测；传感器采集的波长信号在现场监测站通过解调和预处理之后，被远程传输到异地监测中心；监测中心接收到数据后，通过特定算法对数据进行进一步的分析处理，计算出采空塌陷土体水平变形变化、管体轴向应变变化和管土相对位移变化；通过采空塌陷土体水平变形变化动态显示、管体轴向应变变化动态显示、管土相对位移变化动态显示，从而对管体和土体应变变化的状态稳定情况进行判定，判断数据是否超出阈值；管体轴向应变的报警阈值为管体的极限应变值的70％，管土相对位移的报警条件为监测值超过阈值并保持恒定，土体水平变形的报警条件为监测曲线出现突变；当三个参数值都小于各自阈值时则表明管道处于安全状态；当管体轴向应变达到管体的极限应变值的70％、或者管土相对位移值达到阈值并保持恒定时、或者土体水平变形曲线出现突变时进行管道安全的联合预警。