[发明专利]一种海底输油管道立管上分布式光纤传感器的安装方法

说明书

本发明公开一种海底输油管道立管上分布式光纤传感器的安装方法，包括以下部分：(1)针对立管为单壁管结构处，分布式光纤传感器安装在立管的管壁外侧；在海底输油管道立管的外侧焊接有多片式抗冰护管，防护套管埋设焊接于多片式抗冰护管的接缝处，分布式光纤传感器布设在防护套管内；(2)针对立管为双壁保温管结构处，分布式光纤传感器安装在海底输油管道立管的内外管壁之间的空隙，(3)针对立管两侧为单壁管结构，立管主体部分为双壁保温管结构的情况，采用可穿越光纤的锚固件实现单壁管结构和双壁保温管结构之间的过渡。本发明通过提高管道分布式光纤传感器在海底油气管道立管中的安全，以达到保证管道结构安全的目的。

技术领域

本发明涉及结构健康监测和海洋工程技术领域，特别是涉及一种海底输油管道立管上分布式光纤传感器的安装方法。

背景技术

自分布式光纤传感器问世以来，由于具有高可靠性、耐腐蚀性、传输损耗低、传输距离长、免电磁干扰等优点，在结构健康监测领域得到了长足发展。尤其是光纤传感器的线形长距离测量特征，使其成为各类管道安全监测的理想技术之一。在油气管道的安全监测中，目前所使用的光纤传感器技术主要包括三种：光纤光栅(FBG)技术、分布式光纤温度测量技术和分布式光纤应变监测技术。光纤光栅(FBG)技术可以实现高精度的动态应变和温度的测量，是目前相对成熟的一种光纤监测技术，但这种技术仍然属于传统的点式测量范畴，无法满足长距离海底管道分布式监测的需要。分布式光纤温度测量技术通过监测管道沿途因油气泄漏所引起的环境温度的异常，实现管道泄漏的分布式探测和定位，但是温度测量并不能提供管道结构状态退化(如结构损伤、腐蚀等)的任何信息。分布式光纤应变监测技术可以提供管道全长任意位置的应变(或应力)信息，为管道结构状态评估和安全预警提供了第一手资料，但是这一技术要求传感器必须布设在结构上，在油气管道中的应用还处于起步阶段。

海底管道立管是海底管道和平台管道之间的衔接部分，也是海底管道受力最复杂的部分，其需要承受台风、巨浪、海流、海冰等各种恶劣海况。同时，海底管道立管也是海底管道在位监测用分布式光纤应变监测的重点区域，以及分布式光纤从平管段敷设到油气平台和数据处理终端的载体。

为了保证分布式光纤顺利从海底敷设到海洋平台上，应该采取方法，保证分布式式光纤在立管上安全，经受海冰等恶劣环境长期作用而不发生破坏。

关于分布式光纤传感器在海底输油管道钢制立管中的布设，分析国内外研究现状及专利情况可以发现，目前还没有涉及安装分布式光纤传感器的海底输油管道立管结构及立管光纤安装方法的专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底输油管道立管上分布式光纤传感器的安装方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过提高管道分布式光纤传感器在海底油气管道立管中的安全，以达到保证管道结构安全的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种海底输油管道立管上分布式光纤传感器的安装方法，包括以下部分：

(1)针对海底输油管道立管为单壁管结构处，分布式光纤传感器安装在立管的管壁外侧

海底输油管道立管抗冰段光纤布设：在海底输油管道立管的外侧焊接有多片式抗冰护管，防护套管埋设焊接于所述多片式抗冰护管的接缝处，分布式光纤传感器布设在所述防护套管内；

海底输油管道立管非抗冰段光纤布设：海底输油管道立管抗冰段以下至海底管道水平段部分，分布式光纤传感器布设在海底管道外表面，并采用闭孔泡沫板进行外防护；海底输油管道立管抗冰段以上部分，在海底输油管道立管上通过粘结和绑带固定设置保护套管，分布式光纤传感器布置在保护套管内；

(2)针对海底输油管道立管为双壁保温管结构处，分布式光纤传感器安装在海底输油管道立管的内外管壁之间的空隙

在双壁保温管的内外壁之间设置锚固件，所述锚固件由可与双壁保温管的内外壁同时连接的铸造构件组成，所述锚固件上开设有供分布式光纤传感器穿越的穿越孔；