【技術(shù)簡介】油氣管線是油氣存儲及運輸?shù)年P(guān)鍵部件，在石油天然氣領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，但大多數(shù)油氣管線未設(shè)有安全監(jiān)控系統(tǒng)，因此對管道安全進行實時監(jiān)測，事前預報隱患監(jiān)控技術(shù)對于保護國家財產(chǎn)、保障石油、天然氣等領(lǐng)域工業(yè)正常運行起到十分重要的作用。

　　航天十一院利用軍轉(zhuǎn)民技術(shù),提出長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式光纖振動傳感技術(shù)，結(jié)合光波分復用、定位技術(shù)。該系統(tǒng)利用油氣管線沿線布設(shè)的通信光纜中的一芯傳感，對管線附近擾動進行持續(xù)和實時監(jiān)控。系統(tǒng)采集光纜線路中的振動信號，進行分析處理和識別，分辨入侵或干擾動作，同時分析擾動發(fā)生位置，并在地圖上進行顯示，實現(xiàn)油氣管線系統(tǒng)的實時預警、告警，從而達到對破壞管線、偷盜油行為監(jiān)測的目的。該系統(tǒng)可用于管線沿線安全監(jiān)測，實現(xiàn)對破壞管線的行為進行定位、報警功能。當破壞油氣管道行為發(fā)生時，對管道附近鋪設(shè)的光纜內(nèi)光纖產(chǎn)生擾動，擾動信號通過同一根光纖傳輸至后端中控室，經(jīng)分析識別后進行定位報警。

　　分布式光纖振動傳感技術(shù)是一種用于實時測量空間振動分布的傳感系統(tǒng)，具有抗電磁干擾、信號傳輸距離長、帶寬大等特點，能夠連續(xù)測量光纖沿線所在處的振動情況，特別適用于需要大范圍多點測量的應用場合，比如石油化工行業(yè)、電力系統(tǒng)等。長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)正是基于這種分布式振動傳感技術(shù)，可以滿足石油行業(yè)管道監(jiān)測中提出的大范圍、抗干擾、無電火花等應用需求，可以實時監(jiān)控油氣管線周邊振動情況，在破壞發(fā)生之前判斷，是解決長距離油氣管線安防的適用技術(shù)之一。包括長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)調(diào)研及基礎(chǔ)研究，已突破了多個關(guān)鍵技術(shù)，包括傳感光路的研究、光信號調(diào)制的研究、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究、信號處理算法的研究等。與此同時，為測量油氣管線環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，模擬實際工況環(huán)境搭建了試驗平臺，為進一步實現(xiàn)長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)研制打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　【技術(shù)特點】該系統(tǒng)是一種分布式傳感技術(shù)，具有連續(xù)監(jiān)測、本質(zhì)安全、戶外無源、無輻射、抗干擾、環(huán)境適應性強、靈敏度高、能耗低等優(yōu)勢。采用波分復用等技術(shù)降低了工程應用的誤報率。

　　技術(shù)創(chuàng)新點：

　　（1）設(shè)計一種不受溫度影響的光路結(jié)構(gòu)，應用于長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的環(huán)境適應性，降低了系統(tǒng)光路及信號處理的復雜性。
　　（2）采用低損耗、高探測靈敏度的系統(tǒng)，實現(xiàn)長距離大范圍監(jiān)控，實現(xiàn)油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍長達60km，并且定位精度提高。
　　（3）采集小波降噪、信號特征提取算法、模式識別等算法降低工程應用的誤報率。
　　該技術(shù)在同類光纖油氣管線監(jiān)控系統(tǒng)中優(yōu)勢明顯，對比基于M-Z（馬赫增德爾）技術(shù)為基礎(chǔ)的油氣監(jiān)控技術(shù)，具有穩(wěn)定性好，占用光纜資源少，成本低，可靠性高等特點。對比基于其它技術(shù)的油氣監(jiān)控技術(shù)，也具備一定優(yōu)勢。

　　【技術(shù)指標】該系統(tǒng)繼承“光纖周界入侵報警系統(tǒng)”光纖傳感技術(shù)基礎(chǔ)，增加定位功能，利用多種算法降低長距離監(jiān)測中出現(xiàn)的誤報率，提高了系統(tǒng)的實用性。可實現(xiàn)：

　　（1）長距離安全監(jiān)測
　　單套系統(tǒng)實現(xiàn)最大60公里管線監(jiān)控；
　　系統(tǒng)探測距離：以光纜為中心≤1米；

　　（2）長距離定位
　　在判斷有破壞行為發(fā)生時，系統(tǒng)根據(jù)光信號調(diào)制分析，可以實時對破壞行為發(fā)生點進行定位。在監(jiān)控距離內(nèi)，實現(xiàn)定位精度最高±200米；
　　系統(tǒng)可實現(xiàn)：人工挖掘、機械挖掘的識別；

　　（3）環(huán)境適應性
　　系統(tǒng)具有較強的環(huán)境適應性，其戶外環(huán)境溫度適應性：-50℃～80℃；

　　（4）系統(tǒng)響應時間：30秒。

　　【技術(shù)水平】國內(nèi)領(lǐng)先

　　【可應用領(lǐng)域和范圍】長距離油氣管線光纖干線監(jiān)控系統(tǒng)適用于油氣石油、天然氣管線安全監(jiān)測領(lǐng)域及其他長距離監(jiān)測應用領(lǐng)域，比如通信干線、市政管道、邊境線等領(lǐng)域。

　　【專利狀態(tài)】已取得專利8項

　　【技術(shù)狀態(tài)】批量生產(chǎn)，成熟應用階段

　　【合作方式】合作開發(fā)  技術(shù)服務

　　【投入需求】500 萬元

　　【轉(zhuǎn)化周期】3個月

　　【預期效益】

　　（1）經(jīng)濟效益：長距離管線安全監(jiān)測系統(tǒng)市場容量巨大，但國內(nèi)參與競爭單位較少。一旦形成成熟產(chǎn)品將會迅速占領(lǐng)市場，取得巨大經(jīng)濟效益。
　　（2）社會效益：可實現(xiàn)管道安全實時監(jiān)測，在管道破壞之前就及時發(fā)出預警，防患于未然，滿足國內(nèi)大范圍石油、天然氣管道的安全預警需求，對保護國家財產(chǎn)、保障石油、天然氣等領(lǐng)域工業(yè)正常運行起到十分重要的作用。

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