在供應的完整性從未如此重要的時(shí)候，沿著(zhù)越來(lái)越偏遠的石油和天然氣管道的泄漏顯然具有嚴重的環(huán)境和安全影響。然而，傳統的管道監控解決方案無(wú)法為您提供實(shí)時(shí)，連續，非侵入式的DTS監控，您需要避免昂貴的運營(yíng)風(fēng)險和延遲。的數字管道泄漏檢測系統能夠在幾秒鐘內將最微小的泄漏精確定位在1米內，無(wú)操作延遲或風(fēng)險。

我們的數字管道泄漏檢測系統是一種極其通用的DTS解決方案，可用于檢測各種工業(yè)應用中的液體和氣體泄漏，例如：

DTS監測系統可用于長(cháng)距離石油和天然氣管道，沿管道每60公里處有一個(gè)額外的站點(diǎn)，提供整個(gè)管道的全面覆蓋。我們提供完整的DTS監控解決方案包，包括初始應用設計輸入，系統安裝和集成，調試以及數據可視化和解釋。

布式光纖傳感器在檢測管道泄漏方面證明了它們的預測能力

在涉及天然氣，石油或液化天然氣等危險產(chǎn)品的地方，管道完整性至關(guān)重要 – 尤其是那些管道位于海上，偏遠地區或環(huán)境敏感區域的地方。在任何這些情況下，泄漏的管道承擔的負擔遠遠大于產(chǎn)品本身的損失。

除了火災和爆炸對生命和財產(chǎn)造成的明顯風(fēng)險以及環(huán)境破壞的可能性之外，管道故障導致在維修，恢復和修復方面產(chǎn)生重大的直接成本 – 以及可能對其產(chǎn)生嚴重破壞性影響。組織的公眾聲譽(yù)，最終是其股票價(jià)值。正是考慮到所有這些問(wèn)題，總部位于英國的Sensornet公司在應變和壓力測量方面率先使用光纖技術(shù)，在歐洲煉油廠(chǎng)和石化公司的產(chǎn)品管道上使用其兩個(gè)創(chuàng )新系統進(jìn)行了試驗。復雜。

結果證明了兩個(gè)系統的能力 – 傳感器網(wǎng)絡(luò )分布式溫度和應變傳感器（DTS）和分布式溫度傳感器（DTS） – 以高分辨率監測應變和溫度變化，不僅可以檢測模擬泄漏，還可以預測可能發(fā)生此類(lèi)管道故障的位置。試驗證明了實(shí)時(shí)光纖傳感系統能夠根據不同工作條件下管道內發(fā)生的溫度和應變的變化來(lái)檢測和測量不同類(lèi)型的流動(dòng)。使用從該項目收集的大量數據，現在正在開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)管道監測系統，以檢測水合物的形成，這可能導致堵塞，并處理可能導致泄漏的問(wèn)題 – 這是一個(gè)更大的問(wèn)題。

分布的差異

分布式光纖系統不是測量沿管道的多個(gè)預定位置的溫度和應變（稱(chēng)為離散傳感），而是提供連續的數據，其空間分辨率可以在數公里的長(cháng)度上精確到30厘米。這是在煉油廠(chǎng)管道上進(jìn)行測試的技術(shù)，在十一月的寒冷天氣中，兩個(gè)獨立的系統證明了它們能夠在各種操作條件下檢測應變和溫度的微小變化。兩個(gè)系統共享相同的外形，包括一個(gè)可移動(dòng)的19英寸機架式機箱，內置PC，上翻監視器，鍵盤(pán)，不間斷電源和網(wǎng)絡(luò )連接。

雖然DTS提供分辨率低至0.01°C的長(cháng)距離分布式溫度傳感，但DTS能夠同時(shí)測量分布式應變和溫度，并且 – 至關(guān)重要 – 完全獨立。進(jìn)行測試的管道是在兩個(gè)儲罐之間運送汽油，通過(guò)部分打開(kāi)通向第三個(gè)罐的閥門(mén)來(lái)模擬泄漏。為了證明其檢測潛在泄漏的能力，DTS系統的靈敏度設置為5米的空間分辨率，其中沿2千米長(cháng)的光纖能夠實(shí)現約2με的應變分辨率。

這樣可以清楚地識別模擬泄漏，并提供數據集，用于進(jìn)一步增強對泄漏過(guò)程中管道內壓力，應變和溫度變化的理解，從而提高未來(lái)系統預測的準確性 – 從而防止 – 潛在的泄漏。DTS系統還證明了它能夠通過(guò)測試提供管道中流體流動(dòng)的優(yōu)異定性圖像，證明了在模擬泄漏之前和之后提供過(guò)程控制數據的能力。

測量

總共三條光纖連接到管道，兩個(gè)單模式由 DTS系統監控，第三個(gè)是多模光纖用于DTS。在為期兩天的測試中，證明了它們能夠準確，快速地獲得非常精細的分辨率測量結果。DTS顯示溫度精度優(yōu)于0.1oC，快速一分鐘測量，甚至能夠捕獲流體沿管道移動(dòng)時(shí)的熱特征。DTS系統還在整個(gè)測試過(guò)程中提供了精確的測量，并且定期實(shí)現了優(yōu)于2με的應變分辨率。

為未來(lái)

這項對分布式傳感技術(shù)的實(shí)際測試證明了分布式傳感能夠為過(guò)程工廠(chǎng)和管道操作員提供有關(guān)其整個(gè)系統的可靠信息 – 實(shí)時(shí)檢測堵塞和泄漏 – 允許采取低成本的補救措施，而不是泄漏發(fā)生后的高成本修復工作。潛在的操作應用包括催化劑反應容器中的過(guò)程監控，高溫過(guò)程和混合容器。在其他地方，技術(shù)正積極應用于石油和天然氣行業(yè)的許多其他領(lǐng)域 – 無(wú)論是在海上還是在海上 – 以及土木工程，電力公用事業(yè)，隧道和航空航天領(lǐng)域。

氣體管道泄漏檢測

該項目的目的是使用DTS使??用壓縮空氣檢測天然氣管道中的泄漏。注意壓縮空氣溫度變化非常?。ㄅc環(huán)境條件相差2°C）。

DTS電纜安裝圖，用于氣體泄漏檢測試驗定制結構，用于在天然氣管道周?chē)惭bDTS電纜

測試程序概要

• ?DTS系統用于監測由于泄漏發(fā)生的氣體膨脹導致的系統溫度熱響應
• 壓縮空氣用作管道中含有的氣體。由于管道的壓縮泄漏，它在膨脹時(shí)冷卻 – 但只是少量（2°C）
• 在管道附近安裝了光纜的一段管道埋在地下。管道包含閥門(mén)，可以模擬泄漏事件 – 通過(guò)打開(kāi)閥門(mén)，可以產(chǎn)生氣體泄漏。
• 光纖電纜盡可能靠近管道安裝，以準確檢測結果，使用框架將電纜連接到一起，便于安裝。
• 通過(guò)在埋地管道中打開(kāi)閥門(mén)（通過(guò)使用閥門(mén)的手柄延伸部分）來(lái)產(chǎn)生泄漏。

通過(guò)將壓縮空氣注入燃氣管道以監測溫度變化進(jìn)行模擬泄漏時(shí)氣體管道的溫度變化以及垂直視圖中的時(shí)間通過(guò)（120 l / min）隨著(zhù)時(shí)間的推移，天然氣管道泄漏的溫度變化。

DTS僅使用由于氣體膨脹引起的非常小的溫度變化來(lái)有效地檢測泄漏，導致周?chē)h(huán)境（面積40cm x 100cm）的溫度下降（約2°C），持續約一小時(shí)。

DTS為額外的提供乙烯管道的數字泄漏檢測監測

安裝并調試了一個(gè)分布式溫度傳感（DTS）系統，用于監測乙烯管道。使用單個(gè)DTS系統監控此安裝，該系統能夠實(shí)時(shí)檢測泄漏并將位置精確定位在幾米之內。

客戶(hù)要求

乙烯供應管道在100bar的壓力下運行，并通過(guò)住宅區附近。乙烯管道的完整性不僅對運營(yíng)商的生產(chǎn)力至關(guān)重要，而且對當地社區和生態(tài)環(huán)境也至關(guān)重要，而且這種管道的任何泄漏都會(huì )帶來(lái)潛在的環(huán)境和安全隱患。這種管道必須通過(guò)全面的泄漏檢測系統進(jìn)行監控，該系統也必須得到批準。工業(yè)解決方案獨立安全和質(zhì)量評估的全球領(lǐng)導者之一，并以最高標準運營(yíng)。

應用

子地面管道安裝完整路徑的單模光纖電纜，在路線(xiàn)中間有一個(gè)控制站。多芯電纜用于數據，電信和分布式溫度傳感器系統。因此，控制站是HMI和DTS設備部署的自然選擇，站點(diǎn)的布置將電纜路線(xiàn)分為26和31km。對于這個(gè)項目，使用了長(cháng)距離單模DTS系統（還提供基于多模光纖的系統，可以覆蓋> 60km）。

監測空缺

使用現有技術(shù)的客戶(hù)最大的問(wèn)題是無(wú)法確定泄漏的位置。在使用數字泄漏檢測系統之前，操作員使用基于質(zhì)量流量的泄漏檢測算法。該質(zhì)量流量系統監視流量輸入和輸出的物理參數，并基于計算算法估計系統中是否存在泄漏。另一個(gè)問(wèn)題是該算法需要在3-6個(gè)月的時(shí)間內進(jìn)行調整，并且非常復雜。因此，除了質(zhì)量流量系統之外，操作員還必須委托直升機定期飛行管道的長(cháng)度以提供視覺(jué)檢查，這是一項昂貴的任務(wù)。

傳感器解決方案

解決方案基于在管道中存在泄漏的情況下檢測環(huán)境中的溫度變化。如果發(fā)生泄漏，乙烯將冷卻至-110°C并恢復其天然氣態(tài)。DTS能夠檢測到這樣的溫度變化，并將位置精確到米內。使用智能報警軟件，該路線(xiàn)被劃分為特定區域，并使用智能算法來(lái)考慮瞬態(tài)溫度變化并最大限度地減少誤報。由于監測站是一個(gè)遠程站點(diǎn)，因此確?，F有系統的全部能力是一個(gè)優(yōu)先事項。這不僅意味著(zhù)使用為數據采集網(wǎng)絡(luò )指定的單模光纖基礎設施，還將DTS報告和警報功能與第三方HMI集成。

重大利益

數字泄漏檢測系統可在整個(gè)管道長(cháng)度上提供保護，是一種非侵入式檢測系統。如果發(fā)生泄漏，可以實(shí)時(shí)檢測到這一點(diǎn)，并將位置精確定位在幾米之內。因此，響應團隊可以立即做出反應，并且可以毫不拖延地處于泄漏位置，從而最大限度地減少潛在的環(huán)境和安全隱患。代表回應了這種觀(guān)點(diǎn)，他們獨立批準并認可DTS系統。

可測量的性能

DTS提供當今最先進(jìn)的性能。測量時(shí)間可以是10秒，并且可以檢測到小于0.1℃的溫度變化。對于60公里的管道，每2米可以測量一次點(diǎn)，沿管道的整個(gè)長(cháng)度提供超過(guò)100,000個(gè)點(diǎn)，從而為操作員提供整個(gè)管道長(cháng)度的完整性。

LNG管道泄漏檢測監控為社區和環(huán)境提供了平和點(diǎn)

為人口稠密城市郊區邊緣的LNG管道提供泄漏檢測監控。這些設施由一家主要的石油和天然氣公司運營(yíng)，其LNG工廠(chǎng)和船舶卸貨設施嵌套在風(fēng)景如畫(huà)的海灣。目的是實(shí)施一個(gè)光纖分布式溫度傳感（DTS）系統，該系統可以提醒工廠(chǎng)操作員注意流體泄漏到周?chē)h(huán)境，為公司提供預警系統，只要有最小的泄漏跡象，并提供當地的居民和公司安心，環(huán)境不會(huì )被污染。

客戶(hù)要求

在LNG工廠(chǎng)和卸貨艙的正常運行期間，應監測兩條真空絕緣管（VIP）LNG運輸管道和Burn Off Gas（BOG）管道的泄漏情況，這些泄漏可能是管道工程中的任何破壞造成的。該監控系統對于防止流體從管道泄漏到環(huán)境中至關(guān)重要，方法是通過(guò)向工廠(chǎng)SCADA / DCS系統傳遞的一系列報警來(lái)警告工廠(chǎng)控制室人員。

監測差距

除非在兩端之間存在顯著(zhù)的壓降，否則容器和管道的設備端部處的流量計不能捕獲沿管道長(cháng)度的輕微泄漏或破裂。閥門(mén)位置和管道連接也呈現出易受攻擊的區域，以及可能導致破壞的地面移動(dòng)活動(dòng)。這些活動(dòng)的最輕微跡象需要在它們升級為重大泄漏之前被捕獲和遏制。DTS能夠測量0.01oC的溫度變化，在流體泄漏時(shí)作為預警工具。

解決方案

開(kāi)展了LNG管道監測研究，利用LNG的低溫特性作為監測LNG管道在發(fā)生泄漏時(shí)的直接環(huán)境溫度變化的基礎。美國聯(lián)邦能源監管委員會(huì )（FERC）已經(jīng)批準了Sensornet用于真空絕緣管道（VIP）系統的監控方法。

在這種情況下，LNG管道是VIP管道，而解決方案提供了一個(gè)泄漏檢測系統，可以通過(guò)監測真空空間溫度的變化來(lái)檢測夾套和內管中的泄漏。在這種安裝中，微管道管道被埋在每個(gè)LNG管道和BOG管道附近。然后使用壓縮空氣將纖維吹入位置。傳感光纖以這樣的方式配置，以便在內管破裂的情況下檢測從主VIP管進(jìn)入排氣管的任何流體。將傳感電纜環(huán)繞，使得返回路徑與2“排氣管相鄰，以在閥門(mén)故障的情況下檢測流體泄漏。

吹制光纖系統的安裝允許在纖維吹過(guò)管道，連接和終止之前完成持續的管道安裝工作。光纖環(huán)路通過(guò)8通道多路復用器單元連接到DTS，在光纖斷裂時(shí)為系統提供進(jìn)一步的冗余。

實(shí)質(zhì)性好處

?LNG數字泄漏檢測系統在整個(gè)管道長(cháng)度上提供非侵入式保護。在發(fā)生泄漏的情況下，可以實(shí)時(shí)檢測這些泄漏，并將位置精確定位在幾米內。這使響應團隊能夠立即做出反應，以最大限度地減少潛在的安全隱患和對環(huán)境的危害。

該項目的亮點(diǎn)是系統能夠在預先確定的閾值下測量，記錄和激活警報。警報設置為在-10oC激活，表示LNG泄漏。液化天然氣通常會(huì )在-196攝氏度時(shí)流過(guò)管道，任何裂口都會(huì )迅速冷卻光纜的周?chē)h(huán)境。通過(guò)使用集成軟件，管道上的感興趣區域通過(guò)客戶(hù)的系統直接進(jìn)行標記和中繼，從而允許在工廠(chǎng)控制室中實(shí)時(shí)查看管道上的事件。

沿著(zhù)管道的溫度分布的可視化還通過(guò)能夠控制冷卻操作來(lái)提供防止管道中的鋼疲勞的額外益處。極其友好的報警軟件意味著(zhù)報警可以通過(guò)手機或控制室顯示屏之外的遠程桌面傳遞給管理組，讓您高枕無(wú)憂(yōu)。LNG數字泄漏檢測解決方案 – 為L(cháng)NG管道和終端提供全面的泄漏檢測。

可衡量的表現

DTS提供當今最先進(jìn)的性能。DTS實(shí)時(shí)測量并提供0.01oC的分辨率。DTS能夠從單個(gè)設備監測長(cháng)達240公里的管道，測量點(diǎn)每2米，從而在管道的整個(gè)長(cháng)度上提供超過(guò)100,000個(gè)點(diǎn)，使操作員可以完全控制整個(gè)管道的完整性。