[發(fā)明專利]一種凍土區(qū)油氣管道周圍溫度監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210135915.4
• 申請(qǐng)日: 2012-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN103383291B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世斌;陳朋超;馬云賓;李云超;肖海峰;趙文杰;馬濤;楊愛興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 董惠石

1.一種凍土區(qū)油氣管道周圍溫度監(jiān)測(cè)方法，其特征是在凍土區(qū)(1)的油氣管道a(2)表面及其周圍安裝多個(gè)光纖光柵溫度傳感器a(3)、光纖光柵溫度傳感器b(4)、光纖光柵溫度傳感器c(5)組成的溫度傳感器組，所有傳感器串聯(lián)熔接，然后通過光纜(12)引到監(jiān)測(cè)站里，光纜(12)與光開關(guān)(13)連接，光開關(guān)(13)與光纖光柵解調(diào)儀(14)連接，解調(diào)儀(14)與下位機(jī)(15)連接，下位機(jī)(15)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星通信模塊(16)傳輸至低軌道衛(wèi)星(17)，低軌道衛(wèi)星(17)接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至衛(wèi)星通信模塊(18)，衛(wèi)星通信模塊(18)將接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(19)進(jìn)行分析和處理；

凍土區(qū)油氣管道周圍溫度的監(jiān)測(cè)流程：多個(gè)光纖光柵溫度傳感器a(3)、光纖光柵溫度傳感器b(4)、光纖光柵溫度傳感器c(5)組成的溫度傳感器組分別對(duì)管道周圍的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；此監(jiān)測(cè)得到的信號(hào)經(jīng)光纜(12)傳到光開關(guān)(13)，經(jīng)解調(diào)儀(14)解調(diào)傳至下位機(jī)(15)，下位機(jī)(15)調(diào)用自編的程序，控制光開關(guān)(13)和解調(diào)儀(14)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理后的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星通信模塊(16)傳輸至低軌道衛(wèi)星(17)，低軌道衛(wèi)星(17)接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至衛(wèi)星通信模塊(18)，衛(wèi)星通信模塊(18)將接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(19)進(jìn)行分析和處理，判斷凍土區(qū)管道的安全狀態(tài)，對(duì)凍土區(qū)凍脹融沉災(zāi)害預(yù)報(bào)、油氣管道的安全預(yù)警；

數(shù)據(jù)的處理主要由軟件完成，其流程是：開始后，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集；光開關(guān)導(dǎo)通；光纖光柵解調(diào)儀采集數(shù)據(jù)；下位機(jī)數(shù)據(jù)預(yù)處理；衛(wèi)星通信；上位機(jī)判斷數(shù)據(jù)是否完整？若否，則返回下位機(jī)數(shù)據(jù)預(yù)處理，若是，則處理并判斷數(shù)據(jù)是否超出閥值？若超出，則報(bào)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凍土區(qū)油氣管道周圍溫度監(jiān)測(cè)方法，其特征是所述數(shù)據(jù)處理的方法是：

采用土層溫度年變化層底部的年平均溫度來表示和對(duì)比凍土層溫度；首先將各個(gè)位置測(cè)量的溫度值按照深度繪制成曲線，在溫度曲線上順序取點(diǎn)，將各個(gè)點(diǎn)的深度和溫度數(shù)值代入公式(6)，直至方程式兩端相等為止，由此得出的溫度即為年平均溫度T_C，得出的深度值加上季節(jié)性凍土層深度即為土層溫度的年變化深度D；

lntcp0.1=ZπKT---(6)]]>

式中：t_cp為年平均地溫(℃)；Z為土層溫度的年變化深度(m)；K為土層導(dǎo)溫系數(shù)(cm2·s-1)；T為年周期(s)；

根據(jù)根式(6)計(jì)算出土層年變化深度D，得知管道對(duì)凍土溫度場(chǎng)的影響范圍，進(jìn)而進(jìn)一步通過有限元分析方法計(jì)算出在這種影響下管道可能發(fā)生的融沉情況。