МОНИТОРИНГ ТРУБОПРОВОДОВ

PIPELINE INTEGRITY AND RIGHT-OF-WAY MONITORING

Непрерывная съемка критически важных маршрутов трубопроводов

Трубопроводы проходят на большие расстояния, по труднодоступной местности, в экологически чувствительных районах и местах с ограниченным доступом. Операторы должны отслеживать как состояние трубопровода, так и активность вдоль полосы отвода.

Волоконно-оптический мониторинг трубопроводов сочетает в себе распределенное измерение температуры (DTS) и распределенное акустическое зондирование (DAS). Технология DTS обеспечивает распределенную информацию о температуре вдоль измерительного маршрута, а технология DAS отслеживает вибрацию и акустическую активность вблизи трубопровода.

Вместе эти технологии могут поддерживать мониторинг целостности, обнаружение вмешательства третьих лиц и обеспечение безопасности коридора трубопровода, не полагаясь только на изолированные точки измерения.

Мониторинг трубопроводов: краткий обзор

Technologies DTS and DAS on one sensing route

DTS Function Thermal anomaly and integrity monitoring

DAS Function Third-party interference detection

Sensing Element Passive fiber optic cable

Integration SCADA, GIS and pipeline platforms

DAS and DTS pipeline monitoring diagram — DTS and DAS controllers with a passive fiber optic sensing route along the pipeline corridor.

01

Риски целостности и эксплуатации

Выброс продукции, неожиданный нагрев или охлаждение, проблемы с изоляцией, тепловые аномалии и ненормальные условия эксплуатации.

02

Риски, связанные с правом проезда и безопасностью

Несанкционированные земляные работы, бурение, движение транспортных средств, незаконное присвоение, незаконная врезка, вандализм и физическое вмешательство.

COMPLEMENTARY SENSING TECHNOLOGIES

Как DTS и DAS контролируют трубопроводы

DTS и DAS используют оптическое волокно в качестве распределенной среды измерения, но реагируют на разные физические явления.

DTS

Распределенное измерение температуры

Thermal and integrity monitoring

DTS использует оптическое волокно в качестве распределенного датчика температуры. Интеррогатор анализирует обратное рассеяние Рамана для расчета температуры в заданных точках вдоль измерительного кабеля.

DTS can support identification of:

Локальные изменения температуры
Неожиданные потери или приток тепла
Горячие и холодные точки
Аномалии, связанные с изоляцией
Изменения установленных тепловых условий
Утечки, связанные с образованием достаточного теплового контраста

DAS

Распределенное акустическое зондирование

Security and activity monitoring

DAS использует оптическое волокно в качестве распределенного датчика вибрации и акустики. Интеррогатор анализирует когерентное обратное рассеяние Рэлея для обнаружения динамических изменений деформации вдоль маршрута зондирования.

DAS can support detection of:

Механические земляные работы
Траншеи и бурение
Движение транспортных средств
Пешеходное движение вблизи полосы отвода
Строительные работы на территории
Нарушение грунта и физические помехи

Cutaway view of DAS and DTS monitoring along a buried pipeline — Temperature and vibration information measured along the same fiber optic sensing route.

Leak detectability depends on the application A product release does not create the same thermal response in every pipeline. Detectability depends on product properties, pressure and flow conditions, soil characteristics, burial depth, ambient temperature, cable placement and thermal coupling. DTS provides the greatest value where the expected event creates a measurable temperature change around the pipeline or sensing cable.

THIRD-PARTY INTERFERENCE

Мониторинг активности вдоль трубопроводного коридора

DAS обеспечивает распределенный уровень мониторинга вибрации и акустической активности, генерируемой вблизи трассы трубопровода.

В зависимости от прокладки кабеля, условий на площадке и конфигурации аналитики, информация о событиях может помочь операторам определить затронутое место и решить, требуется ли расследование.

Земляные работы и раскопки
Бурение вблизи трассы
Движение транспортных средств
Нарушение строительных норм
Несанкционированный доступ
Вмешательство и нарушение грунта

DAS pipeline threat detection and third party interference — Third-party activity detected and localized along the pipeline right-of-way.

01

Классификация событий

Обнаруженные вибрационные сигналы могут быть отнесены к заданным категориям событий для поддержки оценки оператором и управления сигналами тревоги.

02

Специфические характеристики

Эффективность классификации зависит от прокладки кабеля, акустической связи, условий окружающей среды, характеристик событий и конфигурации системы.

Pipeline monitoring event classification

PIPELINE APPLICATIONS

DTS и DAS в трубопроводной инфраструктуре

Роль мониторинга варьируется в зависимости от транспортируемой среды, условий эксплуатации, условий установки и ожидаемых механизмов событий.

Применение трубопровода	Роль мониторинга DTS	Роль мониторинга DAS
Газопроводы	Охлаждение или другие тепловые аномалии при соответствующих условиях эксплуатации.	Земляные работы, бурение, движение транспортных средств и помехи на пути следования.
Трубопроводы для сжиженных углеводородов	Изменения температуры, связанные с утечкой, в местах возникновения теплового контраста.	Вмешательство третьих лиц и деятельность, связанная с правом пользования земельным участком.
Водопроводные и канализационные сети	Соответствующие тепловые или эксплуатационные аномалии	Земляные работы, строительство и работы на открытом воздухе.
Химические и аммиачные трубопроводы	Термические изменения, связанные с выпуском продукта или ненормальной работой, при которых возникает измеримый контраст.	Охрана коридора и физическое вмешательство
Централизованное теплоснабжение и охлаждение	Потери тепла, эффективность теплоизоляции, перегрев и аномалии, связанные с утечками.	Земляные и строительные работы вблизи трассы.

Газопроводы, трубопроводы для жидких углеводородов, водопроводы и сети централизованного теплоснабжения создают различные тепловые и акустические реакции. Логика сигнализации и размещение измерительных кабелей должны соответствовать конкретному объекту.

DEPLOYMENT AND SYSTEM DESIGN

Размещение кабелей в зависимости от цели мониторинга

Измерительный кабель может быть установлен вдоль трубопровода, интегрирован с вспомогательной инфраструктурой или проложен вдоль полосы отвода.

Области применения могут включать подземные трубопроводы, надземные участки, магистральные линии электропередачи, сети сбора, насосные станции и места установки запорных клапанов.

Pipeline-to-Cable Distance Influences the response transferred to the sensing cable.

Thermal and Acoustic Coupling Must reflect the intended DTS and DAS functions.

Soil and Burial Conditions Affect both temperature transfer and vibration response.

Cable Construction Requires suitable mechanical and environmental protection.

Alarm Zoning Should correspond to practical investigation and response areas.

Redundancy and Communications Depend on the criticality and architecture of the project.

DESIGN PRINCIPLE

Тепловые и акустические требования могут различаться

Маршрут, оптимизированный для теплового отклика, может не обеспечивать ту же акустическую чувствительность, и наоборот.

Прокладка кабеля должна соответствовать основной цели мониторинга, ожидаемым механизмам событий и проверенным требованиям проекта.

BEYOND OIL AND GAS

Мониторинг более широких трубопроводных и инженерных сетей

Распределенные волоконно-оптические датчики также могут поддерживать сети водоснабжения и водоотведения, химические трубопроводы, системы централизованного теплоснабжения и охлаждения, ирригационные маршруты и многофункциональные коридоры.

Каждая сеть требует стратегии мониторинга, основанной на рабочей температуре, транспортируемой среде, вероятных механизмах отказов, условиях установки и требованиях к реагированию.

Water and Wastewater Chemical Pipelines District Heating District Cooling Irrigation Networks Utility Corridors

SYSTEM INTEGRATION

Связь распределенных датчиков с эксплуатацией трубопроводов

Решения FOTAS могут взаимодействовать с SCADA, ГИС, системами управления трубопроводами, платформами обнаружения утечек, системами мониторинга безопасности и программным обеспечением для управления аварийными сигналами.

Система датчиков предоставляет информацию о температуре, событиях и местоположении. Оперативные решения и автоматизированные действия остаются частью утвержденной архитектуры проекта и операционных процедур.

Buried oil and gas pipeline monitored with fiber optic sensing

DETECT → LOCALIZE → CLASSIFY → NOTIFY → INVESTIGATE → RESPOND

FOTAS PIPELINE MONITORING

Дополнительное измерение температуры и акустики

FOTAS объединяет возможности DTS и DAS для мониторинга целостности трубопровода и обеспечения безопасности полосы отвода. DTS предоставляет распределенную информацию о температуре для выявления соответствующих тепловых аномалий и условий эксплуатации. DAS обеспечивает мониторинг вибрационных и акустических событий для выявления помех со стороны третьих лиц и внешней активности.

Распределенный мониторинг температуры

Непрерывная тепловая информация вдоль установленного маршрута измерения, а не в отдельных точках измерения.

Мониторинг активности на полосе отвода

Распределенный мониторинг вибрации и акустики по всему коридору трубопровода.

Локализация событий и сигналов тревоги

Определение затронутой точки вдоль маршрута для поддержки целенаправленного расследования.

Пассивный оптоволоконный маршрут измерения

Кабель измерения не требует электропитания вдоль контролируемого трубопровода.

Интеграция с платформой управления трубопроводом

Подключение информации об измерениях и событиях к платформам SCADA, GIS и управления трубопроводом.

Разработка системы с учетом специфики применения

Конфигурация на основе типа трубопровода, уровня риска и подтвержденных требований проекта.

Окончательная конфигурация должна основываться на типе трубопровода, уровне риска, способе прокладки измерительных кабелей, необходимых интерфейсах и подтвержденных характеристиках продукта.