管道安全所面臨的的風險
美國運輸部管道和危險材料安全管理局(PHMSA)報告顯示,大多數(shù)管道事故與其運行狀況直接相關(guān)。
影響管道完整性/輸運性能下降的主要因素有:
1. 管道老化、銹蝕、裂縫;
2. 第三方入侵、破壞事件:
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人工挖掘施工破壞;
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市政或機械施工開挖破壞;
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水錘效應(yīng);
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偷竊與盜挖破壞。
3. 自然原因破壞:
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地震破壞;
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滑坡等地質(zhì)災(zāi)害破壞。
4. 人員不當操作破壞。
5. 其他原因破壞。
管道事故的嚴重后果:
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重大的經(jīng)濟損失;
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人員生命安全受到威脅;
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維護、維修的時間成本;
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對運營方運維能力的質(zhì)疑;
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品牌及聲譽的損害。
對監(jiān)測系統(tǒng)的要求:
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監(jiān)測性能;
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泄漏前兆的預(yù)警與預(yù)報;
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位置精度;
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日常維護的便捷性;
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靈活的系統(tǒng)擴展能力;
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本征安全屬性。
分布式光纖聲波傳感技術(shù)(DAS)
Distributed Optical Fiber Acoustic Sensing Technology
分布式光纖聲波傳感(DAS)技術(shù)作為分布式光纖傳感(DOFS)技術(shù)的領(lǐng)域,克服了傳統(tǒng)光纖監(jiān)測儀針對溫度、振動等單一指標進行泄漏事件定位的不足,在水和油氣管道的泄漏監(jiān)測方面具有諸多優(yōu)勢。分布式光纖聲波傳感技術(shù)能夠在油氣管道泄漏中識別和定位泄漏事件的泄漏口噪聲、溫度梯度、負壓脈沖和環(huán)境應(yīng)變四項監(jiān)測指標,給出了適用于不同監(jiān)測環(huán)境的泄漏信號定位依據(jù)。
DAS 系統(tǒng)應(yīng)用相干光OTDR(C-OTDR)技術(shù)
數(shù)據(jù)采集的原理類似于DTS,但使用瑞利后向散射光光來監(jiān)測整個電纜長度上的聲學、振動、應(yīng)變和溫度信息;
這項技術(shù)允許我們將光纖用作虛擬麥克風陣列。
定性監(jiān)測階段主要利用后向瑞利散射的脈沖內(nèi)干涉圖樣對光纖沿線的振動信息進行定性表征,在傳感探測距離、事件定位精度、環(huán)境適應(yīng)性等方面具有的不可替代的優(yōu)勢.
定量檢測階段則通過解調(diào)瑞利散射光波的相位信息,利用差分相位與聲波的線性關(guān)系,定量化重建外界振動信息。
性能提升階段主要是針對系統(tǒng)的關(guān)鍵性能參數(shù)進行優(yōu)化,尤其是提升系統(tǒng)在長距離下的帶寬和空間分辨率性能尤其是信號處理與事件識別,拓展了DAS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域.
OptaSense4-模式管道泄漏監(jiān)測
OptaSense4-模式能夠識別和定位泄漏事件的負壓脈沖、事件噪聲、溫度梯度和環(huán)境應(yīng)變四項監(jiān)測指標。與傳統(tǒng)方法相比,具有快的預(yù)警能力,對于小的泄漏尺寸,這些因素以4-模式 組合在一起,其中不同的探測器扮演不同的角色。由于泄漏檢測是一個外部系統(tǒng),每個模式的性能往往不是基于泄漏流量(根據(jù)內(nèi)部系統(tǒng)),而是基于溢出流體的絕對體積進行評價的。
01 NPP(負壓脈沖)
這一特征會在在主要擾動事件中立即產(chǎn)生,并在被測物內(nèi)以快的速度在兩個方向傳播:信號與被測物相耦合,并由連續(xù)的外部光纖進行接收。這通常是我們敏感的檢測模式,也是一種相當特殊的信號。
在我們特有的融合引擎中,探測器的輸出能根據(jù)產(chǎn)品、幾何形狀和環(huán)境條件進行優(yōu)化和調(diào)整。
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警報可以由一個或是四個探測器觸發(fā);
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檢測可以用來優(yōu)化液體、氣體或是混合物質(zhì);
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結(jié)合單個解決方案的各個方面;
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光纖傳感的經(jīng)濟效益、分辨率、成本和簡便性;
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其設(shè)計符合API標準,RP’s和程序兼容;
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高靈敏度的檢漏系統(tǒng);
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管道或者非管道的容錯性;
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測量(以泄漏尺寸為基礎(chǔ)的)的未來潛力。
02 OFN(事件噪聲)
這一特征會在在擾動事件中立即產(chǎn)生。小的擾動事件只會產(chǎn)生小的聲學成分,因此需要光纖電纜盡量靠近被測物。
經(jīng)光纖傳播的孔口噪聲(OFN):
若一個小泄漏在壓力管路內(nèi)發(fā)展,即便是沒有重大破裂事件,通過小孔的湍流生成一個聲學特征。此特征將會在管道及周邊檢測到。
泄漏孔噪聲聲紋特征
03 DTGS(分布式溫度梯度傳感)
警報需要擾動事件(或溫度效應(yīng))到達光纖,而且通常在延遲一段時間后才會出現(xiàn)。這段時間取決于電纜的偏移量、被測物條件和方向。
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當有微泄漏,對于熱傳導(dǎo)或者流入土壤的反應(yīng)使光纖更靠近管道;
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能實時識別溫度的變化;
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溫度改變的敏感度在+/- 0.1K (受背景噪聲的影響)
04 環(huán)境應(yīng)變ES(被測物變形)
對于大型擾動或變形事件,會觸發(fā)警報。對于小擾動或變形,在事件效應(yīng)到達光纖之前不會發(fā)出警報。這段時間的長短取決于光纖電纜的偏移量和方向。
光纖受應(yīng)變的影響。泄漏物質(zhì)流入周圍的地層。這會導(dǎo)致地面“隆起”。這實際上“彎曲”了光纖。這可以像應(yīng)變計一樣作為應(yīng)變來測量。
服務(wù)于50個國家的30000km以上的線性管道資產(chǎn)
從土耳其-阿塞拜疆到歐洲的跨安納托利亞天然氣管道項目
總長度:1850km
4-模式泄漏事件監(jiān)測、第三方入侵事件、路權(quán)監(jiān)控、設(shè)施周邊安全。
馬來西亞國家石油公司管道項目
Pengerang熱電廠(PCP)和再氣化 2號終端(RGT2)輸氣管道,總長度:東部550km,西部850km
4-模式泄漏事件監(jiān)測、第三方入侵事件、清管器/刮管器追蹤
中國川東北酸性天然氣管道監(jiān)測項目
川東北(CDB)中國四川盆地陸上天然氣區(qū)羅家寨和滾子坪天然氣田。管道內(nèi)氣體:高濃度的H2S和CO2酸性氣體
4-模式泄漏事件監(jiān)測、第三方入侵事件、清管器/刮管器追蹤。
MY-PETRONAS天然氣管道項目
RTG2 天然氣支線管道
管道泄漏檢測和TPI(第三方入侵監(jiān)測)
VN-NCSP天然氣管道項目
NCS1 35km天然氣管道
管道泄漏檢測和TPI(第三方入侵監(jiān)測)
TH-PTT天然氣管道項目
CHONBURI段35km天然氣管道,試點項目
TPI和清管器在線追蹤監(jiān)測
中國山東中國石化集團公司SINOPEC管道監(jiān)測項目
35km天然氣管道,試點項目
TPI(第三方入侵監(jiān)測),管道泄漏檢測,清管器在線追蹤監(jiān)測
ID-Papua 自由港管道監(jiān)測項目
70km漿料管道
TPI(第三方入侵監(jiān)測),管道泄漏檢測
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