Вайте Технология | Решения для онлайн-мониторинга нефтепроводов

В сфере транспортировки нефти и газа по нефте- и газопроводам транспортируются опасные жидкости, такие как сырая нефть, легкие нефтепродукты и сжиженный газ, некоторые из которых также содержат токсичные вещества. В настоящее время количество трубопроводов увеличилось, их возраст увеличился, и такие проблемы, как коррозия, стихийные бедствия и техногенные повреждения, возникают все чаще. В случае утечки экономические потери будут огромными, а окружающая среда будет загрязнена и возникнут вторичные катастрофы, особенно в густонаселенных районах. В то же время эксплуатация трубопроводов подвергается различным угрозам, таким как смещение пластов и геологические катастрофы, а ранний мониторинг и определение местоположения опасностей затруднены.

В целях содействия безопасному развитию нефтегазовой отрасли компания Weite запустила систему онлайн-мониторинга нефтепроводов, которая может точно определять опасности, выдавать предупреждения в режиме реального времени, помогать в быстром ремонте, обеспечивать безопасность трубопроводов и сокращать потери от аварий.

Технические принципы

На оптоволокне выгравировано большое количество волоконных датчиков на основе решеток Брэгга с коэффициентом отражения менее 0,1%. Интегрированы технологии оптоэлектронной обработки и демодуляции сигналов, а соответствующие значения напряжения и температуры получаются путем демодуляционного анализа изменения длины волны. Это позволяет обнаруживать и точно локализовать ранние признаки опасностей и выдавать ранние предупреждения, уменьшая последствия задержек и не допуская их перерастания в серьезные опасности.

Волоконно-оптическое измерение напряжений основано на преимуществах волоконно-оптических кабелей: их внутренней безопасности, простоте развертывания, всепогодности, высокой точности, непрерывности, большой дальности и высокой экономической эффективности. Волоконно-оптическая информационная емкость велика, многопараметрическое и распределенное восприятие в режиме реального времени температуры, напряжения/напряжения, деформации, вибрации и другой информации является крупным прорывом в истории развития сенсорных технологий.

Решение

Технология оптоволоконного зондирования — это новый тип технологии зондирования, в котором в качестве носителя используется свет, а в качестве среды передачи и датчика — оптоволокно. Имплантация оптического волокна внутрь инженерной конструкции подобна имплантации «чувствительного нерва». Он способен пассивно, на большом расстоянии и в течение длительного времени (30 лет) определять внутреннюю информацию измеряемого объекта и широко используется в инженерном мониторинге состояния.

Установка оптоволоконных датчиков деформации на трубопроводах позволяет отслеживать и предупреждать о возникновении изгибов или провисаний трубопроводов, а также уведомлять менеджеров клапанного отделения с точностью позиционирования до метра. Для скорейшего обнаружения небольших утечек и минимизации ущерба окружающей среде в разных местах трубопровода прокладываются оптические кабели для измерения температуры в зависимости от типа транспортируемых по трубопроводу жидкостей. Контролируя аномальную температуру окружающего грунта, можно определить, протекает ли трубопровод, вызвано ли это утечкой или изменениями во внешней среде, и обнаружить это можно немедленно.

Распределенный мониторинг вибрации: при передаче света по оптоволоконному кабелю генерируется рэлеевский рассеянный свет. Внешние вибрации вызывают деформацию сердцевины волокна, влияя на длину и показатель преломления, и тем самым изменяя фазу рассеянного света. Эти сигнальные огни, несущие информацию о вибрации, обрабатываются системой и преобразуются в изменения интенсивности света, а затем анализируются компьютерами после фотоэлектрического преобразования и обработки сигнала для определения места вибрации.

Распределенное акустическое наблюдение (DAS): самая передовая технология восстановления акустического поля с помощью оптоволокна, получение данных о частоте, фазе и амплитуде акустической вибрации в реальном времени. По сравнению с Φ-OTDR, DAS имеет более высокую чувствительность и позволяет получать полную информацию о внешнем акустическом поле. Система проста в развертывании, экономически эффективна и имеет широкий диапазон измерений. Он широко используется в сфере обеспечения безопасности, гражданского строительства, добычи нефти и газа, освоения морских ресурсов и других областях.

После использования системы она может точно и своевременно определить, имеется ли на объекте какая-либо сторонняя строительная информация, поэтому ее можно заранее предупредить об этом на начальном этапе и заранее поспешить на объект для утилизации. В ходе применения всей системы, в зависимости от степени интеграции системы с нашими имеющимися ресурсами, состав патрульного состава линии перестраивается в режиме реального времени, что эффективно снижает общие затраты на эксплуатацию и обслуживание.

Поэтому, независимо от непредвиденных последствий, размыва и эрозии или вторжения третьих лиц и повреждений, с которыми может столкнуться трубопровод мониторинга, система контроля целостности трубопровода на основе сверхслабой волоконной решетки Брэгга от Weite является вашим лучшим выбором.

Преимущества системы

Традиционные методы мониторинга утечек в трубопроводах могут лишь минимизировать потери, вызванные утечками в результате утечек на нефте- и газопроводах, но не способны предотвратить повреждение трубопровода человеком. Распределенные волоконно-оптические датчики в качестве чувствительных элементов используют оптические волокна, проложенные вдоль трубопровода. Любая точка чувствительного волокна обладает способностью считывания. Для получения сигналов вибрации вдоль трубопровода используются распределенные волоконно-оптические датчики. Извлекая и идентифицируя характеристики сигналов обнаружения, можно эффективно определить, произошли ли на трубопроводе аномальные события, угрожающие безопасности трубопровода. вдоль трубопровода он подаст сигнал тревоги и определит место инцидента. Оптоволокно не требует обслуживания и может удовлетворить потребности раннего оповещения и определения местоположения деструктивного поведения на всем протяжении трубопровода протяженностью в десятки километров.

По сравнению с традиционными методами онлайн-мониторинга нефтепроводов технология распределенного оптоволоконного зондирования имеет следующие существенные характеристики и преимущества при мониторинге нефтепроводов:

1. Высокая точность и производительность в реальном времени

Технология распределенного оптоволоконного зондирования позволяет осуществлять мониторинг в реальном времени множества параметров, таких как температура трубопровода, вибрация, деформация и т. д., с высокой точностью и высокой скоростью реагирования, а также своевременно обнаруживать аномалии в работе трубопровода.

2. Большие расстояния и широкий охват

Традиционные методы мониторинга обычно ограничены диапазоном мониторинга и плотностью точек, в то время как технология распределенного оптоволоконного зондирования может охватывать десятки километров трубопроводов и обеспечивать бесперебойный и непрерывный мониторинг.

3. ‌Высокая помехоустойчивость

Технология оптоволоконного зондирования не подвержена влиянию электромагнитных помех и подходит для сложных промышленных сред, обеспечивая стабильность и надежность данных мониторинга.

4. Раннее оповещение и быстрое позиционирование

Распределенные волоконно-оптические системы способны обнаруживать аномалии на ранних стадиях утечек из трубопроводов, геологических катастроф или антропогенных повреждений, а также быстро определять местонахождение проблемы с помощью технологии оптического отражения во временной области, чтобы выиграть время для экстренного реагирования.

5. ‌Многопараметрический комплексный мониторинг

Технология распределенного оптоволоконного зондирования позволяет одновременно контролировать множество параметров, таких как температура трубопровода, вибрация, деформация и т. д., и в полной мере отражать рабочее состояние и потенциальные риски трубопровода.

6. ‌Интеллект и удаленное управление

Волоконно-оптическая сенсорная система поддерживает соединение с компьютерами и облачными платформами для обеспечения интеллектуального удаленного мониторинга и анализа данных, а также повышения эффективности управления.

7. ‌Защита окружающей среды и низкое энергопотребление

8. Технология оптоволоконного зондирования не требует сложной проводки и большого количества источников питания, отличается низким энергопотреблением и отсутствием излучения, а также соответствует концепции зеленой защиты окружающей среды.

9. Продлить срок службы трубопровода

Благодаря постоянному мониторингу и профилактическому обслуживанию технология волоконно-оптических датчиков может помочь операторам своевременно обнаруживать и устранять неполадки трубопровода, значительно продлевая срок его службы.

Подводя итог, можно сказать, что технология распределенного оптоволоконного зондирования имеет множество преимуществ при мониторинге нефтепроводов, таких как высокая точность, большая дальность, помехоустойчивость, многопараметричность и интеллектуальность, что обеспечивает комплексную защиту для безопасной эксплуатации трубопроводов.

28 марта 2023 года в Вайте с большим размахом прошла технологическая конференция «Сверхслабая решетка, сверхсильное зондирование» и церемония открытия Лаборатории интеллектуального оптоволоконного зондирования Университета Трех ущелий в Вайте. На встрече присутствовали заместитель директора Ичанского бюро науки и технологий Се Чао, член Постоянного комитета партийного комитета Университета Трех ущелий и вице-президент Ли Дуншэн, председатель Weite Не Даоцзин и генеральный директор Гао Юйминь. Заседание прошло под председательством Дэна Юньчжи, декана Института развития науки и технологий Университета Трех ущелий.