油气管道光纤监控技术发展现状

　　SMARTape 传感光缆被用于意大利 Rimini 地区埋地天然气管道，该管道已服役 35 年，长 500 m，SMARTape 应变传感光缆敷设在管道的 0°、120°、-120°方位。另有一根温度传感光缆敷设在管道顶部的 0°位置，用以补偿应变监测值。传感线路分为 5 段，长度从 71 m至 132 m 不等，所有传感光缆通过延长光缆和接头盒连接至中央监测点，并利用一个 DiTEST 设备解调。由于塌方过程缓慢，每个月进行一次人工测试。经过两年测试，得到了管道形变和塌方进程的信息，并利用温度传感光缆成功进行了一次气体泄漏模拟试验。

　　秘鲁某液化天然气公司拟修建一条 408 km 高压输气管道系统，输气管道路径在有陡坡、高峰和低谷的地质不稳定的地区从东至西经过秘鲁的安第斯山，海拔 4 000～6 000 m。输气管道气候范围包括温暖、潮湿、寒冷和强季节性降水。在安第斯山脉，超过 50%的管道故障由地质灾害引起，因此实时监测对于维护管道的完整性至关重要。在拉美，曾有地表被大雨冲走导致管道暴露没有支撑并引起重复性管道故障。过去采用的视觉监测难以应用于遥远的山区，传统的倾斜仪和测斜仪只能提供传感器所在局部信息，不适于长距离监测。因此，需要一个管道完整性监测系统，可以探测泄漏和地表移动，防止大的故障和事故发生并在崎岖地形中保持自然环境。Omnisens 为其设计的监测系统包括两根布设在管道上方沟中的光缆。起始 60 km 装备有 DiTEST-AIM 专用光纤监测系统，能够探测和定位地表移动和泄漏。完整的监测系统包括一个应变和温度解调仪，一个光开关，一根用于地质探测的应变测量光缆（图 3c），一根用于泄漏探测的温度测量光缆（图3d），其中温度监测光缆是通信光缆的一部分，通信光缆贯穿整个管道长度，而应变监测光缆只限于暴露的山区。

　　2 非光纤监测方法

　　美国天然气研发与演示组织 NYSEARCH 对当前主要管道监控技术进行总结（表 2），列出了主要产品名称和类型。

表 2 NYSEARCH 列举的管道监控技术概览

　　3 结束语

　　对长输油气管道实施监控，是确保其安全高效运行的一项必不可少的措施，可以带来可观的社会效益和经济效益。目前，结合工程实践的不同需求，发展了多种油气管道监控方法，大致可以分为视频监控、基于电的声学传感、水听器技术、浮球、光纤传感等类型，其中光纤传感方法以其隐蔽性、经济性和安全性而具有独特的优势，发展前景广阔。