健全性と運用上のリスク
製品の漏洩、予期せぬ加熱または冷却、断熱材の問題、熱異常、異常な運転状態。
パイプラインの健全性と敷設権の監視
重要なパイプラインルート全体にわたる継続的な可視化
パイプラインは長距離、遠隔地、環境的に敏感な地域、アクセスが制限される場所を横断します。事業者は、敷設権に沿ったパイプラインの状態と活動の両方を監視する必要があります。
光ファイバーパイプライン監視は、分散型温度センシング（DTS）と分散型音響センシング（DAS）を組み合わせたものです。 DTSはセンシング経路に沿って分散した温度情報を提供し、DASはパイプライン近傍の振動と音響活動を監視します。
これらの技術を組み合わせることで、個々の測定点だけに頼ることなく、パイプラインの健全性監視、第三者による干渉の検出、およびパイプライン回廊のセキュリティを確保できます。
通行権とセキュリティ上のリスク
無許可の掘削、ドリル、車両の通行、侵入、違法な分岐、破壊行為、物理的な妨害。
補完的なセンシング技術
DTSとDASによるパイプライン監視の仕組み
DTSとDASは分散型センシング媒体として光ファイバーを使用しますが、それぞれ異なる物理現象に反応します。
DTS
分散型温度センシング
熱および健全性モニタリングDTSは分散型温度センサーとして光ファイバーを使用します。インターロゲーターはラマン後方散乱を分析し、センシングケーブルに沿った特定の位置における温度を算出します。
DTSは、以下の識別をサポートします。- 局所的な温度変化
- 予期せぬ熱損失または熱利得
- 高温部と低温部
- 断熱材に関連する異常
- 既存の熱状態からの変化
- 十分な熱コントラストが生じる漏洩に関連するパターン
DAS
分散型音響センシング
セキュリティおよび活動モニタリングDASは、光ファイバーを分散型振動・音響センサーとして使用します。インターロゲーターは、コヒーレントなレイリー後方散乱を解析し、センシング経路に沿った動的なひずみ変化を検出します。
DASは、以下の検出をサポートします。- 機械掘削
- 溝掘りおよび掘削
- 車両の活動
- 敷設権付近の歩行者通行
- 建設工事による侵入
- 地盤の乱れおよび物理的な干渉
漏洩検知能力は用途によって異なります。
製品の放出は、すべてのパイプラインで同じ熱応答を引き起こすわけではありません。検知能力は、製品特性、圧力および流量条件、土壌特性、埋設深度、周囲温度、ケーブル配置、および熱結合に依存します。DTSは、想定される事象がパイプラインまたはセンシングケーブル周辺で測定可能な温度変化を引き起こす場合に最大の効果を発揮します。
第三者による干渉
パイプライン沿線活動のモニタリング
DASは、パイプライン沿線で発生する振動および音響活動に対する分散型モニタリングレイヤーを提供します。
ケーブルの設置状況、現場の状況、および解析構成に応じて、イベント情報は、オペレーターが影響を受ける場所を特定し、調査が必要かどうかを判断するのに役立ちます。
- 掘削作業
- ルート付近でのドリル作業
- 車両の移動
- 建設工事による侵入
- 不正アクセス
- 改ざんおよび地盤の乱れ
イベント分類
検出された振動シグネチャは、オペレーターによる評価とアラーム管理を支援するために、設定されたイベントカテゴリに割り当てることができます。
アプリケーション固有のパフォーマンス
分類パフォーマンスは、ケーブルの設置状況、音響結合、環境条件、イベントシグネチャ、およびシステム構成によって異なります。
パイプラインアプリケーション
パイプラインインフラにおけるDTSおよびDAS
監視の役割は、輸送媒体、運転条件、設置環境、および想定されるイベントメカニズムによって異なります。
| パイプラインアプリケーション | DTS監視役割 | DAS監視役割 |
|---|---|---|
| ガスパイプライン | 適切な運転条件下における冷却またはその他の熱異常 | 掘削、掘削、車両活動および通路への干渉 |
| 液体炭化水素パイプライン | 漏洩による温度変化（熱コントラストの発生） | 第三者による干渉および通行権活動 |
| 上下水道ネットワーク | 関連する熱異常または運転異常 | 掘削、建設、および外部活動 |
| 化学薬品およびアンモニアパイプライン | 製品放出または異常運転に伴う温度変化（測定可能な温度差が生じる場合） | 通路のセキュリティおよび物理的妨害 |
| 地域暖房および冷房 | 熱損失、断熱性能、ホットスポット、漏洩関連の異常 | ルート付近の掘削および建設活動 |
ガス送管、液体炭化水素パイプライン、水道本管、および地域暖房ネットワークは、それぞれ異なる熱的および音響的応答を示します。警報ロジックとセンシングケーブルの配置は、特定の設備に合わせて調整する必要があります。
設置およびシステム設計
監視目的に基づくケーブル配置
センシングケーブルは、パイプラインに沿って設置したり、支持インフラに統合したり、または敷設権に沿って配線したりすることができます。
適用例としては、埋設パイプライン、地上区間、長距離送管、集送ネットワーク、ポンプ場、および遮断弁設置場所などが挙げられます。
パイプラインとケーブルの距離
センシングケーブルに伝達される応答に影響を与える。
熱的および音響的結合
意図するdtsおよびdas機能を反映していること。
土壌および埋設条件
温度伝達と振動応答の両方に影響を与えること。
ケーブル構造
適切な機械的および環境的保護が必要であること。
警報ゾーンの設定。
実際の調査および対応領域に対応していること。
冗長性と通信
プロジェクトの重要度とアーキテクチャによって異なります。
石油・ガス分野以外
より広範なパイプラインおよびユーティリティネットワークの監視
分散型光ファイバーセンシングは、上下水道ネットワーク、化学パイプライン、地域冷暖房システム、灌漑ルート、および複数のユーティリティが集積する回廊にも対応できます。
各ネットワークには、動作温度、輸送媒体、想定される故障メカニズム、設置条件、および応答要件に基づいた監視戦略が必要です。
システム統合
分散型センシングとパイプライン運用との連携
FOTASソリューションは、SCADA、GIS、パイプライン管理システム、漏洩検知プラットフォーム、セキュリティ監視システム、およびアラーム管理ソフトウェアと連携できます。
センシングシステムは、温度、事象、および位置情報を提供します。運用上の意思決定と自動アクションは、承認されたプロジェクトアーキテクチャおよび運用手順の一部として実施されます。
検出
→
位置特定
→
分類
→
通知
→
調査
→
対応
FOTASパイプライン監視
温度・音響センシングの補完
FOTASは、パイプラインの健全性監視と敷設権のセキュリティ確保のために、DTS（分散温度センシング）とDAS（分散音響センシング）の機能を統合しています。DTSは、関連する熱異常や運転状況に関する分散型温度情報を提供します。DASは、第三者による干渉や外部活動に関する振動および音響イベントの監視を提供します。
分散型温度監視
設置されたセンシングルートに沿って、個別の測定点ではなく、連続的な温度情報を提供します。
敷設権活動監視
パイプライン回廊全体にわたる分散型振動・音響監視。
イベントおよびアラームの位置特定
ルートに沿った影響を受けた位置を特定し、的を絞った調査を支援します。
パッシブ光ファイバーセンシングルート
監視対象のパイプラインに沿って、センシングケーブルは電力供給を必要としません。
パイプラインプラットフォームとの統合
測定情報とイベント情報をSCADA、GIS、およびパイプライン管理プラットフォームに接続します。
アプリケーション固有のシステム設計
パイプラインの種類、リスク環境、および検証済みのプロジェクト要件に基づいて構成します。
最終的な構成は、パイプラインの種類、リスク環境、センシングケーブルの設置状況、必要なインターフェース、および検証済みの製品性能に基づいて決定する必要があります。
パイプライン監視エンジニアリング
パイプライン監視アプリケーションに関するご相談
FOTASエンジニアリングチームと連携し、パイプラインのリスク、センシングケーブルの配置、監視ゾーン、およびシステム統合について評価してください。