油气管道安全监测技术分析

马振军

摘要：我国油气管道建设进入高峰期，中国地下正埋藏着长达10万多公里的油气管道，可以环绕地球两周，单条油气管道在地下穿越距离高达几千公里，如何保证油气管道的安全运行问题越发严峻。文章首先简要介绍了油气管道安全现状，其次介绍了光纤传感技术的特点，最后重点分析了光纤传感技术在监测油气管道安全方面的应用。

关键词：油气管道；安全监测；光纤传感

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0049-02

我国的能源来源分布比较集中，而能源消耗却比较分散，从运输成本和安全性上对比分析，能源运输方式首选油气管道。油气管道被比喻为“地下长城”，随着我国能源需求量的增加，在未来几年内，我国的“地下长城”主干线、支线增加的长度将可能再绕地球一到两周。每条油气管道都有几十万个管道焊口，如果任何一道焊口在环境敏感区或者人口稠密区出现泄露，就会对环境造成严重污染，会使管道上下游用户“断气”，甚至造成人员伤亡事故。比如：2007年，沙特一条天然气管道发生泄漏并引发特大火灾，造成至少28人死亡。

1 油气管道安全现状

影响油气管道安全的因素有很多，如：管道腐蚀、自然灾害以及人为破坏等，油气管道日常承载的输送量大、压力负荷高，经过长时间运行后，管道焊缝只要存在丝毫问题，后果将不堪设想。尤其是大庆至抚顺、抚顺至鞍山等油气管道是20世纪70年代建设投产的管道，运行时间长，输油量大，焊缝缺陷以及管道腐蚀老化，加之沿线的打孔盗油等行为，存在安全隐患较多，加大了泄漏风险。目前，新建的长距离油气管道，大多具有施工地质条件恶劣、管线施工难度大、自然环境恶劣等特点，一旦遇见诸如洪水、泥石流滑坡、地震等自然灾害都有可能出现管道泄漏的可能，因此，新建管线的自身质量以及能否长时间安全运营是一个值得思考的问题。

近几年，“打孔盗油”、“打孔盗气”等人为破坏因素导致油气管道事故频发。2009年9月中旬，中石化鲁皖成品油管道柴油泄漏，方圆百里的老百姓抢油，其原因就是盗油分子所致。2003年“12·19”兰成渝输油管道打孔盗油案中，喷发的油柱高达40余米，导致宝成铁路停运6小时，管线停输近15小时。事后，主犯被处以死刑。

目前，很多管线铺设好之后，地方随即开建高速公路等基础设施，直接导致管道与公路的交叉，增加了众多安全隐患。

2 光纤传感技术的特点

（1）抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀：光纤传感技术是将信息通过光波进行传输，主要载体是具有电绝缘、耐腐蚀特征的光纤传输介质。因此，该技术在信号传播过程中不会受到任何的电磁干扰，也不会给外界的电磁场造成影响，非常安全可靠。这些特点使光纤传感技术在恶劣环境中、油气管道中、高压高温和强腐蚀环境中能进行快速准确地传感信号。

（2）具有较高的灵敏度：长光纤和光波干涉技术的灵敏度要比一般的传感器高，实践证明，在测量转动、水声、加速度、位移、温度、磁场等物理量时，光纤传感技术具有较高的灵敏度。

（3）具有较轻的质量、较小的体积、容易变形的外观：光纤在使用过程中给人的第一感觉是重量轻、体积小、方便缠绕。因此，外形各异、尺寸不同的各种光纤传感器可以方便应用于油气管道的检测。

（4）功能强大，测量的物理量多：目前已有性能不同的测量温度、压力、位移、速度、加速度、液面、流量、振动、水声、电流、电场、磁场、电压、杂质含量、液体浓度、核辐射等各种物理量、化学量的光纤传感技术应用于油气管道中。

（5）利用该技术，投入成本较低，方便重复使用，便于成网。

3 光纤传感技术在油气管道安全监测中的应用

现阶段，与发达国家相比较，我国还具有比较落后的油气管道监测技术，大多管道以人工巡逻为主要的安检方式。虽然自动化监测技术在国内已经有所发展，但实际应用过程中却表现出了灵敏度不高、稳定性不好、定位不够准确、监测误差大、自动化程度低等问题。光纤传感技术是一个新兴事物，是一种新型传感器技术，它的应用技术基础是光通信技术和信号处理技术。

油气管道安全监测技术采用的是光纤传感技术，传感原件和信号传输原件的材料基础是普通通信光缆，当光纤和油气管道被外界作用遭到破坏以后，光纤会发生反应，主要表现在长度和纤芯折射率发生变化。光在传感光缆中通过时，光信号的相位会有所变化，信号处理中心接到相位变化信息以后，系统会处理返回的传感信息，从而根据光纤反应来判断故障发生点，进而判断事故的发生。

如图2，光纤传感技术在油气管道实际应用图，体现出了适合油气管道的独特优势，具有很强的耐腐蚀性，可以埋藏在潮湿、水下等恶劣环境中；安装方式灵活，可以紧贴油气管道安装，具有很强的隐蔽性；能夠精确显示油气泄露事故地点，仪器工作过程中仅仅是监测终端需要耗电，其他不需要电能。

4 结语

油气管道运输是目前我国油气运输的主要途径，既经济又高效，但由于油气的高压、易燃特性，对运输管道要求特别高，因为，管道事故一旦发生就会给社会造成巨大的环境污染和经济损失，危及人身安全。对油气管道的安全监测、油气管道安全预警等技术始终是研究的重要课题，本文所讲述的光纤传感技术在油气管道中的应用实践表明，该技术能够对管道事故发生点进行精确定位，具有很好的应用前景。

参考文献

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（责任编辑：周 琼）