[发明专利]一种分布式光纤泄漏监测系统

摘要

本发明公开一种分布式光纤泄漏监测系统，包括敷设在管道周围的多模感温光缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警。

主权项

一种分布式光纤泄漏监测系统，其特征在于，包括：敷设在管道周围的多模感温光缆、分布式光纤测温主机以及运行在所述分布式光纤测温主机的测温软件，其中：多模感温光缆与分布式光纤测温主机相连，测温软件通过采集和分析入射光脉冲从多模感温光缆的一端注入后在多模感温光缆内传播时产生的Raman背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，并根据得到的每一点的温度和位置信息得到关于整根多模感温光缆的不同位置的温度曲线；以及根据异常温度变化启动报警；当海底管道发生泄漏后，有大量高温热油渗漏到海泥中，改变管道周围海泥温度场，采用有限容积法处理饱和含水淤泥多孔介质流固耦合传热模型，根据这一特征得到控制方程如下：质量守恒方程：∂ρf∂t+▿(ρfU)=0]]>式中：U为流体速度m/s；ρf为流体密度kg/m3；t为时间s，动量守恒方程：∂(ρfu)∂t+▿(ρfuu)=-▿p+▿(uu)+(μαu+C212ρf|u|u)+(1-β)2(β2+ϵ)Amu]]>∂ρfv∂t+▿(ρfvv)=-▿p+▿(uv)+(μαu+C212ρf|v|v)+(1-β)2(β2+ϵ)Amv+ρfgα(T-Tref)]]>式中：u,v分别为U在x,y方向上的速度分量，m/s；p为孔隙压力，pa；μ为流体动力粘度，pa·s；α为流体膨胀系数，1/k；为多孔介质渗透率，m2；为惯性损失系数，m‑1；Am为固液糊状区域常数；β为液相分数，能量守恒方程：∂∂t[ϵ(γρfhf+(1-γ)ρshs)+(1-ϵ)ρphp]+▿(v→(ρfhf))=▿[keff▿T]]]>其中：γ为液体所占空隙分数；hf为液相介质的焓,j/kg；hs为相变后固相介质的焓,j/kg；keff＝εkf+(1‑ε)ks+(1‑ε)kp,为有效导热率，w/m·k；kf为液相导热率，W/m·k；ks为固相导热率，W/m·k；kp为多孔介质骨架导热率，W/m·k；ρs＝ρf[1‑α(T‑Tref)]为固相介质密度，kg/m3，边界条件：y＝y0处，Tk为底层海水与海泥交界处温度，k；x＝‑l,l处，r＝RN处，α1为原油管道与管道内壁的当量换热系数，120w/(m3·k)；y＝0处，T＝TM为海底恒温层的温度，这里取275k。