[發明專利]一種海底輸油管道立管上分布式光纖傳感器的安裝方法

有效

• 申請號: 202210256686.5
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN115095713B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 陳同彥;劉錦昆;馮春健;張先鋒;劇鵬鵬;魯之如;張曉峰;范偉;蔣習民;季文峰;楊東方;劉陽;邵懷海;高文;許彥磊;茍洪順
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程設計有限公司
• 主分類號: F16L1/16
• 分類號: F16L1/16;F16L1/20;F16L59/02;F17D5/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙麗恒

本發明公開一種海底輸油管道立管上分布式光纖傳感器的安裝方法，包括以下部分：(1)針對立管為單壁管結構處，分布式光纖傳感器安裝在立管的管壁外側；在海底輸油管道立管的外側焊接有多片式抗冰護管，防護套管埋設焊接于多片式抗冰護管的接縫處，分布式光纖傳感器布設在防護套管內；(2)針對立管為雙壁保溫管結構處，分布式光纖傳感器安裝在海底輸油管道立管的內外管壁之間的空隙，(3)針對立管兩側為單壁管結構，立管主體部分為雙壁保溫管結構的情況，采用可穿越光纖的錨固件實現單壁管結構和雙壁保溫管結構之間的過渡。本發明通過提高管道分布式光纖傳感器在海底油氣管道立管中的安全，以達到保證管道結構安全的目的。

技術領域

本發明涉及結構健康監測和海洋工程技術領域，特別是涉及一種海底輸油管道立管上分布式光纖傳感器的安裝方法。

背景技術

自分布式光纖傳感器問世以來，由于具有高可靠性、耐腐蝕性、傳輸損耗低、傳輸距離長、免電磁干擾等優點，在結構健康監測領域得到了長足發展。尤其是光纖傳感器的線形長距離測量特征，使其成為各類管道安全監測的理想技術之一。在油氣管道的安全監測中，目前所使用的光纖傳感器技術主要包括三種：光纖光柵(FBG)技術、分布式光纖溫度測量技術和分布式光纖應變監測技術。光纖光柵(FBG)技術可以實現高精度的動態應變和溫度的測量，是目前相對成熟的一種光纖監測技術，但這種技術仍然屬于傳統的點式測量范疇，無法滿足長距離海底管道分布式監測的需要。分布式光纖溫度測量技術通過監測管道沿途因油氣泄漏所引起的環境溫度的異常，實現管道泄漏的分布式探測和定位，但是溫度測量并不能提供管道結構狀態退化(如結構損傷、腐蝕等)的任何信息。分布式光纖應變監測技術可以提供管道全長任意位置的應變(或應力)信息，為管道結構狀態評估和安全預警提供了第一手資料，但是這一技術要求傳感器必須布設在結構上，在油氣管道中的應用還處于起步階段。

海底管道立管是海底管道和平臺管道之間的銜接部分，也是海底管道受力最復雜的部分，其需要承受臺風、巨浪、海流、海冰等各種惡劣海況。同時，海底管道立管也是海底管道在位監測用分布式光纖應變監測的重點區域，以及分布式光纖從平管段敷設到油氣平臺和數據處理終端的載體。

為了保證分布式光纖順利從海底敷設到海洋平臺上，應該采取方法，保證分布式式光纖在立管上安全，經受海冰等惡劣環境長期作用而不發生破壞。

關于分布式光纖傳感器在海底輸油管道鋼制立管中的布設，分析國內外研究現狀及專利情況可以發現，目前還沒有涉及安裝分布式光纖傳感器的海底輸油管道立管結構及立管光纖安裝方法的專利。

發明內容

本發明的目的是提供一種海底輸油管道立管上分布式光纖傳感器的安裝方法，以解決上述現有技術存在的問題，通過提高管道分布式光纖傳感器在海底油氣管道立管中的安全，以達到保證管道結構安全的目的。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種海底輸油管道立管上分布式光纖傳感器的安裝方法，包括以下部分：

(1)針對海底輸油管道立管為單壁管結構處，分布式光纖傳感器安裝在立管的管壁外側

海底輸油管道立管抗冰段光纖布設：在海底輸油管道立管的外側焊接有多片式抗冰護管，防護套管埋設焊接于所述多片式抗冰護管的接縫處，分布式光纖傳感器布設在所述防護套管內；

海底輸油管道立管非抗冰段光纖布設：海底輸油管道立管抗冰段以下至海底管道水平段部分，分布式光纖傳感器布設在海底管道外表面，并采用閉孔泡沫板進行外防護；海底輸油管道立管抗冰段以上部分，在海底輸油管道立管上通過粘結和綁帶固定設置保護套管，分布式光纖傳感器布置在保護套管內；

(2)針對海底輸油管道立管為雙壁保溫管結構處，分布式光纖傳感器安裝在海底輸油管道立管的內外管壁之間的空隙

在雙壁保溫管的內外壁之間設置錨固件，所述錨固件由可與雙壁保溫管的內外壁同時連接的鑄造構件組成，所述錨固件上開設有供分布式光纖傳感器穿越的穿越孔；