[发明专利]固定震源装置和Φ-OTDR传感系统结合的油气管道光纤标定方法

说明书

本发明公开了一种固定震源装置和Φ‑OTDR传感系统结合的油气管道光纤标定方法，包括：在设置有探测光缆的管道沿线，每隔一定距离设置一个基准点，在基准点上方，使用固定震源装置进行有规律的锤击，制造激励信号，通过Φ‑OTDR传感系统对各个基准点处的激励信号进行探测，并计算出各基准点对应的光缆长度，将其与管道里程进行匹配；以基准点为中心，采用固定震源装置，在垂直于管道的一定高度上，每隔一定水平距离进行一次锤击，制造激励信号，通过Φ‑OTDR传感系统对激励信号进行探测，计算得到基准点对应的光缆深度，得到光缆的最终位置。本发明方法能快速、准确的定位光缆位置，完成管道和光缆位置的匹配标定工作，提高管道光纤监测系统建设效率、降低建设成本。

技术领域

本发明涉及油气管道光纤标定技术领域，尤其涉及一种固定震源装置和Φ-OTDR传感系统结合的油气管道光纤标定方法。

背景技术

管道运输具有高效和经济的特点，我国长输油气管道总长度累计已达数万公里，管道在运行中若有损坏，不仅影响国家的能源供应，还可能造成严重事故，统计资料表明，第三方破坏是油气管道失效的主要因素之一，为保障油气管道的运行安全，需要对管道沿线的威胁事件进行及时预警。

目前，常用的管道安全预警技术主要包括光纤传感和地震波检测，由于地震波检测技术使用和维护成本较高，只适用于重点管段的监测，因此，以管道同沟敷设光缆作为振动传感器的光纤传感类管道安全预警技术是目前的主要发展趋势。

针对油气管道光纤监测系统的应用，已经出台了公共安全标准，而管道和光纤位置的匹配标定工作，则是保证管道光纤监测系统报警定位精度的必要工作。在此之前，还没有成熟的技术可以探测到非金属铠装光缆的具体位置，因此管道和光纤位置的匹配标定工作难度较大。

在油气管道运输行业，管道建设期会同沟铺设光缆，用于场站通信。由于管道施工资料的缺失、以及管道改线等因素，导致随管道同沟铺设的光缆位置无法获取。近几年，光纤传感技术在油气管道安全监测领域开始发展应用，为保证光纤监测系统报警定位精度，在油气管道光纤监测预警系统建设初期，需要对管道和光纤的相对位置进行标定匹配工作，而传统的技术和方法不能完成管道和光纤的标定匹配工作。

现有技术针对管道和光缆位置的匹配标定工作，没有专用的振动信号激发装置，且没有规范的测试流程，无法保证振动测试信号的稳定，会导致每次测试的信号强度有变化，因此不能保证最强振动点的确认，影响定位精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种固定震源装置和Φ-OTDR传感系统结合的油气管道光纤标定方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种固定震源装置，该装置包括筒盖、重锤、刻度筒以及托盘；其中：

刻度筒为中空的柱形圆筒，其底部安装在托盘上，使刻度筒能垂直立于水平面上；重锤一端设置有挂钩，挂钩上固定有无弹性的绳子；筒盖的中心位置设置有小孔，重锤的绳子穿过该小孔；将重锤置于刻度筒中，筒盖安装在刻度筒的顶部，提拉绳子使重锤至某个刻度线处；松开绳子，使重锤自由落体砸在托盘上，产生固定振动信号。

进一步地，本发明的刻度筒上设置有透明刻度窗，透明刻度窗上设置有刻度。

进一步地，本发明的重锤直径小于刻度筒的内径。

本发明提供一种固定震源装置和Φ-OTDR传感系统结合的油气管道光纤标定方法，该方法包括以下步骤：

管道里程和光缆长度匹配：

在设置有探测光缆的管道沿线，每隔一定距离设置一个基准点，在基准点上方，使用固定震源装置进行有规律的锤击，制造激励信号，通过Φ-OTDR传感系统对各个基准点处的激励信号进行探测，并计算出各基准点对应的光缆长度，将其与管道里程进行匹配；

管道和光缆的垂直距离标定：