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  • 感溫光纖,無線測溫
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    其他行業測溫解決方案

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    • 所屬分類:光纖測溫解決方案
    • 瀏覽次數:
    • 發布日期:2021-10-19 00:00:00
    • 案例描述
    • 性能特點
    • 技術參數

    光纖分布式測溫技術在熱力管道漏點監測中的應用解決方案

    熱力管道是輸送蒸汽或過熱水等熱能介質的管道。經過多年來的城市改造,大中型城市的熱力管道多采用地下敷設,包括管溝敷設和直埋敷設兩種。熱力管道在使用過程中會受到高溫、磨損、物理、化學的作用,加之周邊地下工程施工和地面交通動荷載的擾動,熱力管道會逐漸產生裂紋、變形、接頭損壞等缺陷,進而演變成為斷裂、漏水等事故。在供熱期間若發生管道大量漏水甚至斷裂事故,由于供熱介質溫度較高、壓力大、流速快,往往使得搶險難度大,而且熱水對地下其他公共設施的危害也很大,損失難以估量。近幾年來熱力管線泄漏事故呈上升的趨勢:

    ◆ 2012年4月22日下午3時許,山東青島杭州支路華電青島發電有限公司門前發生驚險一幕,伴隨著轟隆一聲巨響,地下一熱力管道發生爆裂,熱氣卷起大量的石頭磚塊飛到天上,其中一人不幸被飛石砸中,搶救無效后死亡。

    ◆ 2012年4月1日,北京北禮士路物華大廈東側人行道上的一塊路面突然塌陷,行經此處的楊二敬女士墜入滿是熱水的坑中,被嚴重燙傷,經醫院全力搶救無效死亡,享年27歲。經調查認定,這是一起生產安全責任事故,原因為熱力管道損壞,裂縫漏水,掏空人行道下泥土致塌陷,物業公司對熱力管線日常維護不到位,導致事故發生。

    ◆ 2011年12月16日,合肥市北二環與新蚌埠路交口西側鐵路橋附近,一輛挖掘機在破拆路面時鑿破地下熱力管道,頓時一股200℃以上的蒸汽噴出十幾米高。事故導致8家社會企業熱力供應中斷,給市民生活造成重大影響。

    ◆ 2011年3月16日上午9點半左右,北京海淀區四道口路口的熱力管道爆裂,大量熱水噴涌而出,
     

     

    image.png國內外應用于管線工程監測的技術和方法正在從傳統的點式儀器監測向分布式、自動化、高精度和遠程監測的方向發展。分布式光纖傳感技術是一種新型的實時在線監測技術,將探測光纜沿熱力管道并行敷設,可實現管道沿線的振動、泄漏、過熱點等異常狀況實時監測,具有測量距離遠、連續分布式測量、安裝簡單、安全可靠、擴展性強等優點,對埋地管道不會產生任何破壞或影響其
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    基于業界先進的分布式光纖傳感技術,將感溫光纜和振動光纜沿熱力管道線型敷設,實時監測管道周圍的溫度分布和振動情況,當熱力管道局部出現溫度異常時或者熱力管道附近出現可能危及管道安全的破壞事件時,分布式光纖傳感監測系統能及時捕獲這些異常,并在溫度曲線或者振動信號上顯示出來,并定位出異常點的位置信息,便于管道維護人員及時檢修與處理,避免重大事故發生。監測目標包括:

    ◆ 實時在線的溫度分布式監測;

    ◆ 實時在線的管道附近的振動監測;

    ◆ 清楚指示過熱點或者管道異常的位置信息;

    ◆ 提供管道異常的早期探測;

    ◆ 人工挖掘熱力管道安全防護;

    ◆ 機械挖掘熱力管道安全防護;

    ◆ 垂直及水平機械鉆孔熱力管道安全防護。

     

    當供熱管道的管子壁厚變薄、接頭斷裂或保溫層損壞后,會使得局部管段的溫度異常,測溫光纖傳感
     

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    光纖F-P壓力傳感系統與分布式光纖溫度傳感系統組成井下溫壓同測系統

    20 世紀80 年代,光纖領域的研究人員開發出一種沿光纖測量溫度的方法,該技術在20 世紀90 年代初期與一些油氣井完井技術相結合。不需要運動機件或井下電子設備,分布式溫度傳感技術(DTS)僅依靠一束激光和一束連續的光纖便可收集溫度空間分布數據。與電纜測井作業中記錄溫度數據的形式不同,分布式光纖溫度傳感系統可十分靈敏地測量井筒溫度,作業者可在一定的時間間隔內獲得井內每1 米(3.3 英尺)的溫度數據。DTS系統的這一均勻取樣特性使其可以測定溫度發生變化的時間與位置,從而可使作業者更好地了解井內的變化情況。

    分布式光纖傳感技術至今已在油田已有20余年應用歷史,包括BP、Shell、Chevron、Schlumberger、Weatherford、Halliburton、Baker Hughes等公司均有應用。

    1995年,分布式光纖傳感技術首次在加利福利亞油井中實現商業應用,井下溫度超過260℃;

    1999年,在BP公司經營的偉琪法姆油田M-17井中安裝了DTS正式投產;

    2002年8月,挪斯克海德ASA公司在位于北海挪威區的奧斯堡安裝了DTS,提供沿整個井眼的溫度數據。

    2002年至今,經過近十年的不斷改進,國內外的DTS技術飛速發展,不斷推陳出新應用到世界

    各個油井中。國內的遼河油田、新疆油田等公司開始將DTS應用于稠油熱采井井下監測。

    測溫光纜末端串接光纖F-P傳感器,結合先進的分布式光纖測溫技術和光纖F-P測壓技術,僅利用一根光纜即可實現溫壓同測,可降低光纜采購成本、減少安裝作業時間,尤其適合油井井下監測應
     

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    分布式光纖測溫系統,具有比較大的優勢,但由于分布式光纖測溫系統(DTS),維護與施工更加簡單,成本也相對較

    低,光纖本身就是傳感器,集傳輸與傳感于一起,傳感器本身更加可靠。因此,綜合各方面的優缺點,分布式光纖測溫

    統(DTS)更適合井下溫度實時監測。
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    光纖F-P腔壓力傳感器的測量原理:當地面激光光源向光纖耦合一束激光,傳導到井下的F-P腔光纖壓力傳感器,當外界的壓力發生變化時,F-P腔的尺寸發生變化,從而導致光纖傳感器反射的光譜發生變化,通過地面解調儀接收反射光譜,并經過波長解調和標定,得到井下傳感器所在位置點的壓力。

     

    光纖F-P壓力傳感系統與分布式光纖溫度傳感系統組成井下溫壓同測系統,其系統的拓撲結構,以觀察井為例,如下圖所示。

    測溫光纜和光纖F-P壓力傳感器同時放置于井下,并通過光纖傳輸到中控室,中控室有放置有布式光纖溫度傳感系統與F-P壓力解調儀,共同實現井下溫度與壓力同時監測。分布式光纖溫度傳感系統與F-P壓力解調儀實時測量的溫度與壓力信息,通過無線傳輸終端或者油田內部光纖通信的局域網將數據傳輸到遠程服務器,發布出去,供油田內部相關研究人員對數據進行解析研
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    光纖F-P腔壓力傳感器的測量原理:當地面激光光源向光纖耦合一束激光,傳導到井下的F-P腔光纖壓力傳感器,當外界的壓力發生變化時,F-P腔的尺寸發生變化,從而導致光纖傳感器反射的光譜發生變化,通過地面解調儀接收反射光譜,并經過波長解調和標定,得到井下傳感器所在位置點的壓力。

     

    光纖F-P壓力傳感系統與分布式光纖溫度傳感系統組成井下溫壓同測系統,其系統的拓撲結構,以觀察井為例,如下圖所示。

    測溫光纜和光纖F-P壓力傳感器同時放置于井下,并通過光纖傳輸到中控室,中控室有放置有布式光纖溫度傳感系統與F-P壓力解調儀,共同實現井下溫度與壓力同時監測。分布式光纖溫度傳感系統與F-P壓力解調儀實時測量的溫度與壓力信息,通過無線傳輸終端或者油田內部光纖通信的局域網將數據傳輸到遠程服務器,發布出去,供油田內部相關研究人員對數據進行解析研


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