SL 725-2016 水利水电工程安全监测设计规范 文件
SL 725-2016 水利水电工程安全监测设计规范.pdf
2021-11-12 09:45:06
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本设计通过监测烟雾及温湿度的值与提前设置好的阈值进行比较，如果过高将通过蜂鸣器进行报警。报警阈值存储在内部flash里面，可通过按键进行设置（掉电不丢失）。oled屏幕显示当前时间及温湿度、烟雾的当前值。
2021-11-04 13:31:06
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3.2 基于DAS的石油管道安全监测系统
当Φ-OTDR采用相位解调时, Φ-OTDR具备
探测外界振动和声波变化的能力, 包括声波的幅
度、频率、相位信息. 在石油工业界, DAS已经展
现出前所未有的应用前景. 在国外, 率先开展DAS
应用的是英国的Optasense 和Silixa公司, 应用的
类型主要分为两类: 地震波检测和石油管道安全监
测, 覆盖了石油工业的勘探、生产、运输三个过程,
具有重要的经济意义和社会意义 [54,55]. 国内虽然
开展Φ-OTDR 的研究虽然较早, 但是DAS 的研究
与应用较晚, 相比国外仍有较大差距.
早在2008年, Optosense就致力于DAS在石油
管道安全监测的应用, 提出了 “zero pipeline inci-
dents”(零管道事故)的口号, 主要致力于管道安全
的两个方面: 一是第三方干扰 (TPI), 也就是对于
潜在的或者正在实施的对管道的第三方破坏行为,
包括对于管道的机械挖掘、人为挖掘、重型车辆等
进行提前预报或报警; 二是提供新型的多个模式的
管道泄漏探测, 比如管道的腐蚀导致的管道泄漏.
由于国内的大部分石油管道安全事故主要是
由偷盗油对管道的破坏造成的, 因此对于泄漏检测
的需求要远远大于对于TPI检测的需求. 石油管
道的盗油活动, 不仅造成石油产品的损耗, 带来直
接的经济损失, 更重要的是, 由于盗油者对管道的
破坏很可能造成环境的污染, 带来严重的生态灾
难 [55]. 盗油活动所有的过程, 均会在管道形成地
震波, 而目前国内的管道增压站之间的通信, 均采
用光纤通信, 而光纤通信链路与石油管道是并行铺
设, 且相隔较近, 因此TPI 入侵动作产生的地震波
会较好地传递到通信光纤上. 因此, DAS从增压站
点的通信光缆接入, 就能够完成长距离入侵监测的
目的.
现场利用DAS进行管道TPI监测的具体实施
方案如图 25 所示. 光缆埋地深度从 1—2 m 不等.
DAS置于增压站A处, 连接与石油管道并行的传感
光缆, 管道总长为 50 km. 现场的石油管道的情况
较为复杂, 靠近公路和铁路的地方较多, 车辆的振
动对监测系统产生较多的干扰, 因此需要对各种振
动信号进行识别, 以区分不同振动信号的类型, 最
终达到屏蔽绝大多数的干扰, 只对TPI入侵动作有
报警响应.
A
DAS
B
50 km
图 25 基于DAS的石油管道安全监测系统的实施方案图
Fig. 25. Schematic diagram of the oil pipeline safety
monitoring system based on DAS.
为了验证该系统的效果, 在光纤的尾端约
47 km处, 利用本实验室研发的DAS, 采集管线
附近的各种动作, 包括挖掘、走路、跑步、车辆产生
的振动信号. 测试位置离路边较近, 各类车辆, 特
别是重型车辆在经过该处管道时, 产生非常大的振
动信号, 容易造成误报警.
24
20
15
10
5
0
47000 47050 47100 47150 47200 47250
Distance/m
T
im
e
/
s
47000 47350
图 26 距光缆垂直距离 1 m处刨地时, 振动幅度 -时
间 -距离的瀑布图
Fig. 26. Waterfall figure of vibration amplitude-time-
distance when digging the ground at 1 m vertical dis-
tance away from theoptical cable.
在测试点附近进行挖掘时, 得到的振动幅度时
间距离的瀑布图如图 26所示, 在 47250—47270 m
之间, 振动信号的幅值较大, 在瀑布图上体现为
随挖掘动作节奏出现亮点. 对上述空间位置处的
信号进行叠加, 得到在不同入侵动作时的振动时
域信号、自功率谱、短时傅里叶变换 (STFT)如
图 27所示.
074207-15
2021-10-06 19:38:39
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