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天然气管道在线预警与定位技术研究与应用

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成果主要完成人

陆 刚、邢 阳、朱 轶、姚 宁、邢绍君、张 淼、于 飞、陈 健、王 硕、王秋天

项目概况

针对天然气长输管道第三方事件破坏的问题,本项目进行了分布式光纤传感在线预警与定位技术的研究与应用,确保管道在运营过程中避免和减少因第三方事件引发的管道安全事故,有效预防人员伤亡、环境污染事件发生,避免管道停输给企业带来损失。 项目采用分布式光纤管道预警技术,利用光纤作为传感器拾取管道沿途的振动信号,通过对检测信号的处理和分析,可以检测管道周围发生危害管道安全的事件,该技术具有很高的管道检测灵敏度和定位精度,是目前国际上研究的热点,具有很强的实用性,尤其在长输管道。 管道光缆预警系统由客户端操作台、主控仪、引导光缆、传感光缆这四大部分组成。根据辽河油田工业实验管道穿越现场复杂环境和光缆损耗情况,研发了变采样率的全数字PGC解调方案并应用在主控仪为核心部件的高速信号采集模块,采用级联型结构的切比雪夫Ⅱ型滤波器滤波,CPLD核心控制,与其配套FPGA与DSP滤波解码硬件,并分别设计独立软件系统,实现了信号进行高速精确采集,确保不同阈值内的频率振动信号无遗漏。通过设计LD的驱动电源和温控电路和提高AD转换和DA转换的精度等措施确保了光纤预警系统的定位精度。 总结了针对盘锦地区的出警核查级别,同时报警级别的逻辑定义也做了一些修正,以便更加适合盘锦地区的地质结构。依托盘锦本地GIS地理信息系统,基于ArcGIS Server服务的GIS控件,将预警信息与管道沿线基础地理信息整合,方便用户第一时间对预警地点的安全防护或抢险救援。 在实施实验阶段,预警主机系统安装在华锦专线盘锦母站机房内,并采用专线网络与与燃气集团公司服务器保持网络畅通。通过自动进行报警阈值相应设定,人为修正,设备正式运行期三个阶段,对“系统报警数据表”进行了统计分析。设备逐渐运行稳定,报警信息准确。最后经过严格的机械挖掘与人工挖掘测试实验,本项目各项技术指标基本达到预定指标。综上所述,本项目能够实现第三方事件“及时发现、准确定位、高效制止”,为燃气集团管道保护提供强有力技术支撑。