光纖預(yù)警系統(tǒng)在油氣管道監(jiān)測中的應(yīng)用

王毅

摘 要 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化發(fā)展水平逐漸加快，使得管道運輸成為現(xiàn)代滿足能源需求的重要方式，對社會的發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)的提升具有重要意義。由于油氣管線實際運輸過程中存在安全隱患，對油氣管理監(jiān)測中實施光纖預(yù)警系統(tǒng)的使用具有重要意義。文章針對光纖預(yù)警系統(tǒng)在油氣管道檢測當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行實際分析，明確光纖預(yù)警的具體設(shè)計過程，實現(xiàn)我國管道運輸可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 光纖預(yù)警系統(tǒng)；油氣管道；監(jiān)測管理

中圖分類號：TE88 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0116-02

現(xiàn)代社會發(fā)展能源需求逐漸提升，管道運輸成為一種重要的運輸形式。其作為一種運輸形式，具備于運輸量巨大、成本較低并且穩(wěn)定性能較高等相應(yīng)特點，在現(xiàn)代社會發(fā)展中被廣泛關(guān)注與使用。光纖預(yù)警系統(tǒng)作為已經(jīng)保證油氣管道運輸?shù)陌踩缘闹匾A(yù)警方式，在現(xiàn)代油氣管道運輸當(dāng)中能夠保證運輸安全性，促進(jìn)油氣管道運輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展。

1 油氣管道運輸發(fā)展現(xiàn)狀以及存在問題

1.1 油氣管道運輸現(xiàn)狀

管道運輸行業(yè)在我國的發(fā)展中，作為一種新型油氣運輸方式被廣泛關(guān)注，并且在實際發(fā)展中迅速成長。在1957我國建成第一條長距離輸油管道，這項工程的完成，我國管道運輸行業(yè)的空白被填補(bǔ)。我國管道運輸正在飛速發(fā)展，并且在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中起到重要作用，為我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。自1958年至今，我國的輸油管線的實際總長度為6萬千米，并且成為主要的運輸形式，管道運輸遍布全國。根據(jù)具體規(guī)劃，我國輸油管線在2015年將達(dá)到10萬千米。我國未來實現(xiàn)管道運輸為黃金時期，保證管道運輸安全性能夠有效保證管道運輸安全性，為管道運輸發(fā)展提供契機(jī)。

1.2 油氣管道運輸存在的問題

隨著油氣管線遍布規(guī)模逐漸擴(kuò)大，使得我國油氣管道遍布各個國家。由于油氣管線實際運輸距離較長，并且在地下進(jìn)行實際運輸開展，隨著管道使用時間增長，由于自然災(zāi)害以及人為因素進(jìn)行破壞的案例屢見不鮮。一旦油氣管道運輸過程中出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致泄漏事故發(fā)生，造成當(dāng)?shù)鼐用袢松碡敭a(chǎn)安全受到影響。因此，實現(xiàn)管道檢測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)置，對保證運輸安全性具有重要意義。針對管道運輸安全問題，下面具體列舉近期油氣管線安全問題進(jìn)行分析。

2009年12月30日凌晨，中國石油公司蘭鄭長成品油輸油管線出現(xiàn)泄漏事故，導(dǎo)致柴油流入渭河支流，導(dǎo)致水資源污染，受到國務(wù)院的廣泛關(guān)注。

2007年7月31日凌晨，盜油犯罪分子在輸油管道打孔盜油，導(dǎo)致輸油管線遭到破壞，使得大量原油發(fā)生泄漏事故，造成嚴(yán)重的農(nóng)田污染，并且導(dǎo)致輸油管線停輸十小時，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失[1]。

上述兩個案例是近期發(fā)生的管道輸油事故，其中包括自然原因以及人為原因，造成管道運輸泄露事故發(fā)生，不斷對自然環(huán)境以及生命安全產(chǎn)生影響，同樣使得石油企業(yè)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，實現(xiàn)管道檢測過程中預(yù)警系統(tǒng)設(shè)定，對于管道運輸安全具有重要意義。

2 管道光纖預(yù)警系統(tǒng)整體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)采用埋地鋪設(shè)的光纜，在實際信號傳輸過程中首端與末端安裝兩個光纖盒，用來接收干擾信號，光源通過發(fā)射固定波長激光，進(jìn)入光纖盒當(dāng)中，光電檢測系統(tǒng)進(jìn)行信號的檢測。管線遭到破壞或者發(fā)生泄露過程中，振動干涉信號，將信號進(jìn)行傳輸，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以及預(yù)處理，實現(xiàn)系統(tǒng)檢測效率性[2]。

2.2 系統(tǒng)原理

管道光纖預(yù)警系統(tǒng)主要是針對管線外界遭到破壞設(shè)計而成，對可能危害通信管道光纖安全的動土實踐進(jìn)行預(yù)警，并且準(zhǔn)確判定事故發(fā)生位置，利用通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積廣的特點，實現(xiàn)對整個管道運輸管線進(jìn)行監(jiān)測。在進(jìn)行光纖預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計過程中，將光纜與輸油管線共同敷設(shè)，將光纜作為分散式傳感器，對于長距離輸油進(jìn)行實施檢測，同時通過GPS實現(xiàn)事故地點的定位，保證輸油管線發(fā)生問題及時處理。

2.3 系統(tǒng)組成

整個光纖預(yù)警系統(tǒng)在進(jìn)行實際設(shè)計過程中分為三個部分，分別為：光纖傳感系統(tǒng)、預(yù)警數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)以及預(yù)警監(jiān)控終端系統(tǒng)。

1）光纖傳感系統(tǒng)。光纖傳感系統(tǒng)是在輸油管線附近平行鋪設(shè)光纜，實現(xiàn)分布式傳感器布置，通過周邊振動進(jìn)行信息提取。光纜當(dāng)中的光纖傳感臂對沿線周邊獲取振動信號，另一條光纖實現(xiàn)信號傳輸，保證整個光纖傳感系統(tǒng)管線檢測全面性，起到維護(hù)管線安全的重要作用[3]。

2）預(yù)警數(shù)據(jù)采集處理。預(yù)警數(shù)據(jù)采集處理過程，整個光纖預(yù)警系統(tǒng)當(dāng)中的基本單元，實現(xiàn)對振動信號的采集和處理，將實際報警信號傳遞給報警終端系統(tǒng)。預(yù)警數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要是將光纜當(dāng)中的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將電信號進(jìn)行實際處理，通過信號振動以及定位計算，實現(xiàn)預(yù)警信號傳遞，并顯示具體位置。預(yù)警信號當(dāng)中包括激光器以及驅(qū)動模塊、計算機(jī)處理模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊、光電轉(zhuǎn)換以及調(diào)理模塊，確保預(yù)警信號處理的高效率性。

3）預(yù)警終端。預(yù)警終端是實際使用者所使用的設(shè)備，安裝中央控制室，實現(xiàn)信號的接受與報警信息的采集，進(jìn)行實時報警，保證輸油出現(xiàn)問題的準(zhǔn)確定位，信號接受之后將信息及時傳達(dá)，避免威脅管線安全的事故發(fā)生[4]。

2.4 系統(tǒng)信號分類

光纖預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行信號分類，對于現(xiàn)實預(yù)警程度具有重要意義。但是由于現(xiàn)代預(yù)警系統(tǒng)在實際使用當(dāng)中存在較大報錯率，使得系統(tǒng)的可靠性低下。因此，實現(xiàn)管線預(yù)警系統(tǒng)信號的分類，對于降低檢測報錯率以及提升系統(tǒng)運行安全性具有重要意義。光纖預(yù)警系統(tǒng)重要將系統(tǒng)危險信號分為以下三個等級。

1）威脅信號第三等級，指的是不具備威脅的信號。管線由于分布較廣，使得預(yù)警系統(tǒng)的范圍較廣，周邊環(huán)境相對復(fù)雜，具備眾多不具威脅的振動信號，如汽車經(jīng)過等因素。如果沒有進(jìn)行實際信號等級識別功能，導(dǎo)致報警，使得預(yù)警系統(tǒng)存在誤差?？梢詫⒄麄€系統(tǒng)進(jìn)行實際設(shè)定，將不具備威脅信號進(jìn)行排除，提升監(jiān)測效率，保證油氣管線安全性提升。endprint

2）威脅信號第二等級，指的是可能具備威脅的信號，如挖掘施工等。在管道鋪設(shè)過程中，會經(jīng)過各種地理位置，導(dǎo)致在進(jìn)行實際施工以及耕種過程中，預(yù)警裝置報警。這就需要在系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行實際對比信號分析，明確振動信號等級，對并不具備針對性的開掘進(jìn)行識別報警，并進(jìn)行準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)具體

排查[5]。

3）威脅信號第一等級，指的是具備威脅信號，如打孔盜油等。對于犯罪分子打孔盜油的行為，應(yīng)該杜絕漏報行為的出現(xiàn)。違法分子對于輸油管線進(jìn)行打孔，通過具體設(shè)備振動方式進(jìn)行實際分析，通過數(shù)據(jù)信號對比庫進(jìn)行振動比對，保證準(zhǔn)確定位盜油位置，保證油氣管線安全性整體提升。

3 光線預(yù)警系統(tǒng)在油氣管道檢測的應(yīng)用實例

2013年1月7日，華北油田阿賽輸油管道光纖預(yù)警系統(tǒng)測試成功。光纖預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)斢凸艿乐苓?米范圍內(nèi)的振動動土進(jìn)行實施監(jiān)測，保證輸油安全性。阿賽油田位置位于內(nèi)蒙古中部二連油田，是華北油田中唯一高寒地區(qū)長距離輸油管線。華北油田在實際發(fā)展中，與2009年對于輸油管線進(jìn)行集中改造，并且實現(xiàn)光纖預(yù)警系統(tǒng)設(shè)定，管線于2012年末鋪設(shè)完成，經(jīng)過三個月光纖預(yù)警的實際調(diào)試，于2013年1月7日實現(xiàn)穩(wěn)定運行。在試運行期間，光纖預(yù)警系統(tǒng)多次被挖斷，實現(xiàn)了及時預(yù)警，實現(xiàn)運行與監(jiān)測準(zhǔn)確性[6]。

大港油田埕港管理工程同樣應(yīng)用了光纖預(yù)警系統(tǒng)，該項工程包括49公里輸油管線以及52公里輸氣管線。光纖語境系統(tǒng)項目主要是在人工島到到大港原油儲運庫階段的油氣管道，總長度達(dá)到41公里。該項工程光纖已經(jīng)系統(tǒng)2011年10月完成調(diào)試，試運行之后實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行，并且報警系統(tǒng)相對準(zhǔn)確。

上述兩個應(yīng)用案例都是光纖預(yù)警系統(tǒng)在我國油田當(dāng)中的有效使用，并且實際運行效果良好，實現(xiàn)對于管道運輸?shù)陌踩O(jiān)測，對我國輸油管線安全發(fā)展具有重要意義[7]。

4 結(jié)論

綜上所述，管道運輸?shù)陌l(fā)展是保證我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。但在現(xiàn)代社會發(fā)展中，管線運輸安全問題成為影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。光纖預(yù)警系統(tǒng)對于保證管道運輸安全具有不可替代的作用，在我國管道運輸當(dāng)中實現(xiàn)光纖預(yù)警系統(tǒng)的使用，對于我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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