基于COTDR原理的分布式振动光纤管道预警系统在油气管道的应用研究

我国油气管道总里程超过120000 km,油气骨干管网保障格局基本形成,预计到2025年全国油气管网规模将达到240000 km。伴随着管道铺设距离的持续增长以及使用年限的持续增加,因为施工缺陷、材料腐蚀、自然灾害和第三方破坏等因素导致的管道安全事故时有发生。管道安全关系到人类生命和财产安全,对管道的实时预警监测是确保管道安全运行的重要前提。主要介绍了基于COTDR原理的分布式光纤预警系统在油气管道的应用发展情况,在此基础上,结合我方已建设的管道光纤预警系统及目前的运营手段,查找不足,探索国内外新技术的应用场景,提高我司的管道保护水平。

管道光纤预警系统测试及效果评价

长庆油田采气X厂管理着苏里格骨架管网的输气管道,管线巡护主要采用人工巡护的方法.在日常管道安全管理中,需要预防各类环境突发事件、人为破坏等因素,需要耗费大量人力,也无法对管线安全进行事先预警.为了解决该问题在苏A-3干线B段管道进行了光纤预警系统的测试试验,利用与管道同沟敷设的光缆作为传感器,监测管道沿线的土壤振动,通过对土壤振动的分析,判断出威胁管道安全的破坏事件,并对破坏事件进行定位和报警,从而达到预警的目的.

光纤预警系统在输气管道中的应用测试及效果评价

第三采气厂管理着苏里格骨架管网的输气管道,管线巡护主要采用人工巡护的方法.在日常管道安全管理中,需要预防各类环境突发事件、人为破坏等因素,需要耗费大量人力,也无法对管线安全进行事先预警.为了解决该问题在苏4-3干线B段管道进行了光纤预警系统的测试试验,利用与管道同沟敷设的光缆作为传感器,监测管道沿线的土壤振动,通过对土壤振动的分析,判断出威胁管道安全的破坏事件,并对破坏事件进行定位和报警,从而达到预警的目的.

管道光纤安全预警系统基于PCA降噪的时延估计改善方法

由于管道光纤预警系统应用环境非常复杂,采集到的数据中,信号、干扰、纯噪声混叠在一起,传统的降噪方法不能适用所有安装环境,往往破坏了敏感的时延信息,造成时延估计不准确。为了改善光纤预警系统定位的准确度,本文介绍了基于主分量分析(PCA)去噪的信号处理算法,利用5种时延估计算法对比了进行PCA处理前后时延结果差异。实验证明,通过仔细的主分量的选取,能去除或减轻干扰信号和噪声的影响,改善了时延估计不准确的问题。

某海上油气田雷达及AIS预警系统介绍

介绍了某海上油气田雷达及AIS预警系统,利用已有生产设施上的雷达、AIS,通过改造、升级、购买雷达、AIS服务资源等途径,实现域内海管、海缆、海域全覆盖,路上终端至生产设施的海管、海缆最大覆盖。并建立一套信息化、智能化、多功能化的海缆保护区雷达及AIS监视预警平台,实现对可覆盖海管、海缆区域实施监控,危险提前预警,生产设施管理、破坏分析等能力,最终降低海底管缆和生产设施的破坏事故。

一种光纤管道安全预警系统的EAD算法

由于石油天然气的特殊性,管道周围存在多处非破坏性干扰事件,给预警系统报警的准确性带来了巨大挑战。为提高有背景干扰情况下对破土事件(Excavation Acitivity,EA)的检测水平,开发了破土事件检测(Excavation Acitivity Detection,EAD)算法。利用光纤管道安全预警系统(Pipeline Security Forewarning System,PSFS)在西气东输武汉—鄂州段的现场数据,建立了EA和干扰事件(Non Excavation Acitivity,NEA)数据库。根据信号特性提炼了振动信号的Pisarenko谐波分解特征、相邻采样点的Itakura距离特征、Mel频率倒谱系数特征,设计了隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)双层分类结构,由HMM计算最优状态序列,然后输入SVM分类器区分信号中是否有EA。结果表明:该EAD算法结构能够有效提升有背景干扰情况下EA信号的检出率,经现场测试EA信号检出率为85.5%。研究结果可为光纤管道安全预警系统在开放性现场的应用提供理论依据。