1、綜合管廊用先進傳感產品感知系統傳感器：底層傳感信號采集：采集器射頻電路基帶算法系統組網：GPRS 北斗等數據分析：軟件平臺聲波與振動傳感芯片或光纖高性能采集與解調電路多種組網技術識別系統高靈敏傳感技術 + 高性能識別技術油氣、水管道面臨的安全挑戰自然災害地震塌方泥石流管道損耗管道內腐蝕管道外腐蝕管道磨損人為破壞打孔盜油恐怖襲擊背景：管道安全的重要性復雜的地下管道形變、泄露城市地下管線遍布整個城市，占壓、地下空洞、地面的沉降等各種現象不可避免，給地下管線的安全運行造成嚴重隱患，包括凍土上浮附加荷載。1、管道損傷對系統靈敏度提出了更高要求小孔放油緩慢開閥埋地軟管防腐處理破壞管道預警系統2、道運行工

2、況復雜，對系統誤報過濾能力提出了更高要求成品油管道多油品混合輸送頻繁起停泵輸量調節開關閥門背景：管道面臨的安全挑戰天然氣管道最主要的安全威脅油、水、氣管道腐蝕引起的管道泄漏（城市電磁腐蝕）天然氣管道含有硫化氫，具有高度危險性地面沉降和占壓天然氣管道的運行工況頻繁的輸送量調節泵的噪聲閥門動作引起的噪聲氣體管道泄漏引起的壓力變化及其微弱背景：天然氣管道面臨的安全挑戰破壞前：管壁腐蝕；防腐層破損；管道變形；管道附近作業；破壞瞬間：管道壁振動；管道內流體特性變化：流量、壓力、溫度等；管道及流體發出聲波；持續泄漏：管道內流體特性變化：流量、壓力、溫度等；管道及流體發出聲波；技術原理：管道破壞時的物理量變

3、化管道、管廊的物理特性變化，產生振動和波，用光纖和點式聲波傳感器接收和解調綜合管廊先進傳感產品光纖傳感系列光纖斷裂監測 COTDR形變、溫度監測 BOTDR振動監測Phi-OTDR點式聲波傳感器系列管壁音波次聲波負壓波新型綜合管廊、現有管道SCADA系統管道安全監控系統接口管壁聲波預警系統Phi-OTDR光纖振動次聲波法測漏系統負壓波測漏系統流量法測漏系統COTDR光纖斷裂管道安全監控系統系統框架圖BOTDR形變溫度光纖光柵點式振動光纖傳感系列基于光纖相位時域光反射儀 -OTDR 連續分布式光纖微擾動場智能感測儀，具有智能感知微小擾動的能力，并能夠分析和判斷擾動源的位置、大小、頻率和性質，實現

4、對破壞性振源如附近地面挖掘、地 陷、爆破、地震、滑坡等以及微弱振源如偷盜、竊聽、侵入等微擾動場的連續分布式感測， 從而為重大結構包括各種建筑設施、地下和水下管線等受擾動后的安全隱患進行預警。并為 研究大型工程結構服役期間的損傷演化規律提供有效的、直接的方法。相干光時域反射儀（COTDR）-光纜測試 COTDR采用窄線寬光源實現對瑞利背向散射光信號 的外差相干探測，可使探測靈敏度逼近量子極限、顯著提 高測量動態范圍。 本設備能夠實現對數千乃至上萬公里光纖鏈路的高分辨率單端監測，可用于高壓輸電網光纖復合架空地線、海 底光纜、陸地主干光纖傳輸網等系統的光功率衰減、光器件性能惡化、光纜受力、光纖斷裂等

5、的在線監測。布里淵光時域反射儀（BOTDR）該儀器集成了高精度微波移頻掃頻、高速高帶寬采樣、數字信號處理、數據庫、地理 信息系統等技術，可實現連續分布式應力/應變/溫度遠程監測。已用于大型基礎工程設施 如橋梁、隧道、大壩、高鐵、電力傳輸線、油氣管道等的結構連續分布式無損健康監測。京滬高鐵南京湯山段聲屏障傾覆監測光纖光柵感測儀光纖光柵是使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，和前面不同，只在局部有光柵的點感測靈敏度高，接近點式傳感器原理，光纖部分可以傳輸。監測已知位置的振動和沉降等。北京亦莊管道沉降監測亦莊示范投入設備管線探地后，進行施工點式聲波傳感器系列基于點式傳感器管道流動狀態

6、監控系統管壁聲波安全預警系統聲波管道泄漏監控系統負壓波管道泄漏監控系統流量管道泄漏監控系統管道堵塞監控系統基于模擬仿真的管道泄漏監控系統管道安全監控技術Iguard次聲波管道泄漏監控系統一、管道安全的挑戰二、次聲波管道泄漏監測技術簡介三、次聲波管道泄漏監測技術應用業績四、Iguard系統優勢次聲波法管道泄漏監控系統框圖次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard管道泄漏監控技術管道泄漏瞬間，在泄漏點將產生強度較大的富含各種頻率的聲波；次聲波形成波導，可沿管道傳播上百公里仍然可以有效的檢測到；次聲波傳感器將次聲波信號放大濾波之后，轉換為電信號，并由次聲波處理終端（ACU）采集，完成數字化；次聲波處理終

7、端（ACU）對次聲波信號進行實時處理：時間同步、噪聲消除、干擾抵消信號檢測等；服務器接收次聲波處理終端（ACU）處理結果，如果發生泄漏，計算出發生泄漏的位置。次聲波管道泄漏監測技術介紹工作原理第一代次聲波管道泄漏監測技術技術特點：采用專用次聲波傳感器，傳感器與傳輸介質直接接觸；基于波形匹配的信號檢測與定位技術；檢測靈敏度較高；主要缺點：次聲波傳感器安裝間距要求嚴格；當傳感器安裝要求不滿足時，系統靈敏度下降，誤報率較高；代表產品：美國ASI公司wavealert系統為代表產品；次聲波管道泄漏監測技術介紹發展歷程第二代次聲波管道泄漏監測技術主要改進：融合負壓波、流量泄漏監控技術；可采用干式次聲波傳

8、感器，傳感器與傳輸介質不直接接觸；次聲波傳感器安裝間距容易滿足；更加復雜高效的次聲波信號處理方法；基于神經網絡模型的泄漏監控技術；更高的檢測靈敏度，更低的誤報率；代表產品：升級版wavealert系統、Iguard系統為典型代表；次聲波管道泄漏監測技術介紹發展歷程第三代次聲波管道泄漏監測技術（研發中）傳統濕式次聲波傳感器，傳感器與傳輸介質直接接觸；可采用干式次聲波傳感器，傳感器與傳輸介質不直接接觸；融合管壁聲波預警傳感器；融合管壁音波預警、光纖安全預警、實時瞬態模擬仿真技術；針對管道河流跨越段、隧道穿越等對安全性有特殊要求管段的專業解決方案；次聲波管道泄漏監測技術介紹發展歷程次聲波處理終端（I

9、guard-ACU）傳統濕式次聲波傳感器；可選干式次聲波傳感器；220v/24v供電，功耗30W；高精度GPS授時；可選雙網冗余通信；泄漏檢測定位服務器（Iguard-SERVER）高性能PC服務器；220v供電，功耗600W；可選高精度GPS授時；可選雙網冗余通信；泄漏監測終端（Iguard-WORKSTATION）高性能PC工作站；220v供電，功耗600W；可選雙網冗余通信；次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard次聲波管道泄漏監測系統構成Iguard系統ACU終端主要功能：傳感器、GPS及網絡狀態自檢 向ALDS服務器傳送次聲波數據 ALDSACU采集次聲波傳感器數據ALDSACU工作狀

10、態監控數據傳送 次聲波數據與GPS時間同步GPS授時數據采集次聲波數據存儲與顯示數據存儲顯示ALDSACU工作狀態監控數據傳送GPS授時數據采集數據存儲顯示次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard系統功能模塊次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard中心服務器功能模塊Iguard-WORKSTATION主要功能模塊：顯示管道走向；顯示Iguard-ACU運行狀態；顯示Iguard-ACU工作參數；當發生泄漏時，發出聲光報警，顯示泄漏位置；實時顯示次聲波波形；次聲波歷史數據顯示及分析；人工輔助泄漏檢測及定位；次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard泄漏監測終端主要功能模塊次聲波管道泄漏監測技術介紹Igu

11、ard泄漏監測軟件人機界面次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard傳感器典型安裝方案GPS安裝要點：GPS天線通常安裝在屋頂等無遮擋位置，以確保GPS信號強度；GPS信號線長度一般不超過50米；GPS天線通過鍍鋅管固定；通過專門避雷器進行雷擊保護。次聲波管道泄漏監測技術介紹GPS安裝要點次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard-ACU太陽能供電方案核心技術：高性能次聲波傳感器技術干式次聲波傳感器技術噪聲及干擾信號處理算法可靠的數據通訊友好的人機界面精確的時間同步精確的泄漏定位技術聲波數據庫積累：各種條件下泄漏聲波數據庫的積累聲波數據的分析和泄漏聲波建模實際運行條件下的泄漏聲波模型參數優化次聲波管道

12、泄漏監測技術介紹Iguard次聲波管道泄漏監控系統關鍵技術起泵瞬間產生的干擾聲波信號：次聲波管道泄漏監測技術介紹典型干擾聲波信號停泵瞬間產生的干擾聲波信號：次聲波管道泄漏監測技術介紹典型干擾聲波信號調節泵轉速產生的干擾聲波信號： 開閥瞬間產生的干擾聲波信號：聲波信號處理：有效去除管道背景噪聲抑制管道日常操作引起的各種干擾提取盡可能干凈的泄漏聲波信號提高泄漏監測靈敏度，降低誤報次聲波管道泄漏監測技術介紹聲波信號處理目標無泄漏： 兩步噪聲消除處理后，無泄漏情況下，管道噪聲幅度很小；有泄漏： 兩步噪聲消除處理后，干擾噪聲對管道泄漏聲信號影響大大降低，可有效檢測到微弱泄漏信號。次聲波管道泄漏監測技術介

13、紹干擾抵消后的聲波信號河流隧道穿越管段的管道安全挑戰：檢測困難：特殊管段工作條件惡劣；對系統靈敏度可靠性要求更高；常規監測手段難以達到用戶要求；泄漏危害大：嚴重的環境污染；人員傷亡；民眾關注度高；河流隧道穿越等特殊管段對泄漏監測系統提出了更高的要求：更高的檢測靈敏度；更低的誤報率；能否防患于未然？次聲波管道泄漏監測技術介紹針對河流隧道穿越管段的解決方案如何降低誤報率？采用干式傳感器，解決次聲波傳感器安裝間距不足問題；構成有效的次聲波傳感器陣列；有效抑制來自穿越管段之外的干擾次聲波；降低系統誤報率：通常情況下，誤報率低于3次/年；如何提高檢測靈敏度？次聲波傳感器陣列有效抑制穿越管段之外的干擾次聲

14、波；對于管道傳輸介質比較穩定的原油、成品油、氣體管道，采用最優化模擬仿真的方式進一步提高檢測靈敏度；定期進行泄漏檢測，最小可測泄漏孔徑可達0.1毫米；對于距離不超過2公里的穿越管段，定位誤差小于10米；次聲波管道泄漏監測技術介紹針對河流隧道穿越管段的解決方案如何進行管道安全預警？對于長度小于2公里的穿越管段：采用管壁聲波預警技術，監控各種可能的破壞行為；對于長度小于10公里的穿越管段：采用光纖預警技術，監控各種可能的破壞行為；公司同時提供多種系統，實現多系統、多種技術的有效融合。次聲波管道泄漏監測技術介紹針對河流隧道穿越管段的解決方案適應范圍廣：液體管道原油管道；成品油管道；輕烴及其它液態石油

15、制品輸送管；水及其它液體輸送管道；氣體管道天然氣管道；其他危險氣體管道多相流管道油氣混輸管道；海底管道；針對河流隧道穿越等特殊管段：管壁干式次聲波傳感器技術；光纖傳感器技術；模擬仿真等技術手段次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard系統特點ALDS系統主要技術指標：可監測距離：通常為3050公里，最大可達150公里；靈敏度：最小可測泄漏孔徑為312毫米；定位誤差：小于100米；泄漏監測速度：通常小于60秒；系統誤報率：正常情況下小于3次/年；次聲波管道泄漏監測技術介紹Iguard系統性能成品油管道：蘭成渝管道成都-資陽段次聲波管道泄漏監測技術應用蘭成渝管道成都-資陽段為成品油管道管徑323.9m

16、m，采用X52級管材，干線管道的壁厚為7.112.7mm。成都-資陽段管道的運行流量在300-540m/h，設計壓力為11.2Mpa。共3座站場，包括站場成都泵站、簡陽分輸站、資陽分輸站，總里程101.53km中成都-簡陽段為75.6 km，簡陽-資陽段為25.93 km 中石油西南管道公司蘭成渝成都-資陽段項目次聲波管道泄漏監測技術應用2014年11月19日，蘭成渝輸油分公司在陳家房子閥室進行了6次隨機放油，放油量分別如下：1、11:21-11:26，放油瞬時流量4m/H，瞬時流量約為管道輸油量的0.8%；2、11:36-11:41，放油瞬時流量4.1m/H，瞬時流量約為管道輸油量的0.8%

17、；3、11:51-11:55，放油瞬時流量2m/H，瞬時流量約為管道輸油量的0.4%；4、12:06-12:11，放油瞬時流量2m/H，瞬時流量約為管道輸油量的0.4%；5、12:22-12:23，成都輸油站調壓，管道內壓力陡降，放油瞬時流量5m/H；6、12:53-12:57，放油瞬時流量1m/H，瞬時流量約為管道輸油量的0.2%。中石油西南管道公司蘭成渝成都-資陽段項目次聲波管道泄漏監測技術應用現場照片次聲波管道泄漏監測技術應用成都-資陽段隨機放油測試記錄 2014年12月2日，Iguard-LD100抓到的泄漏記錄。成都-資陽段隨機放油測試記錄 2014年12月2日，Iguard-LD1

18、00抓到的泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄漏記錄。成都-資陽段放油標定記錄 2015年01月14日，Iguard-LD100抓到的放油標定泄

19、漏記錄。蘭成渝成都-資陽段項目系統性能次聲波管道泄漏監測技術應用蘭成渝成都-資陽段測試系統通過打開閥門放油實際測試管道泄漏監控泄漏。業主方隨機放油模擬泄漏，實測系統性能如下：最小可測泄漏孔徑6-15毫米。最小可測泄漏率0.2%。平均定位誤差小于200米。系統報警準確率高于90%。原油管道:中石化臨邑-濟南管道項目次聲波管道泄漏監測技術應用臨濟線全線設置1座調度中心，位于徐州，全長72公里，管徑337，設計壓力7MPA，穿越黃河，設臨邑站、濟南站兩個輸油站，黃河南北兩個截斷閥室。臨邑首站出站約為4.2Mpa，兩個傳感器安裝位置間距約為30米。濟南末站進站壓力約為0.2-0.3MPA，兩個傳感器安

20、裝位置間距約不到10米。本管道輸送進口原油和國產原油的混合油，油品配比比例及油源隨批次及季節變化。主要工藝流程為：原油從首站儲油罐抽出，加熱，再經輸油泵加壓外輸，在末站經計量后進儲油罐。中石化臨邑-濟南管道項目現場照片中石化臨邑-濟南管道項目現場照片次聲波管道泄漏監測技術應用中石化臨邑-濟南管道項目放油泄漏報警截圖次聲波管道泄漏監測技術應用天然氣管道:遼河油田天然氣西線項目次聲波管道泄漏監測技術應用天然氣利用工程西線曙光調壓站至西八千調壓站總長33.5km，輸量為140萬立方米/天，擬在具有內網的曙光調壓站和西八千調壓站設置次聲波泄漏監測及網絡傳輸設備。全線設計承壓2.6MPa，首站曙光站，進

21、站壓力0.7-2.0MPa，出站壓力0.38MPa，末站西八千站，進站壓力0.6-1.9MPa，出站壓力0.21Ma。管道名稱管段起點管段終點設計壓力(MPa)天然氣西線利用工程曙光調壓站歡喜嶺調壓站2.6歡喜嶺調壓站西八千調壓站2.6遼河油田天然氣管道項目現場照片次聲波管道泄漏監測技術應用中石化紅河油田油氣混輸管網采油廠有聯合站1座，轉油站1座（在建1座），增壓站12座（在建3座），污水處理回收站10座（在建1座），集輸站2站，發油點40座，鉆井作業廢水處理站1座。集輸干線18條129公里，單井集輸送管線276公里。注水管線55條54.6公里，共456.3公里。Iguard系統典型應用案例次

22、聲波管道泄漏監測技術應用系統總體方案紅河油田油氣混輸管網次聲波管道泄漏監測技術應用IguardACU設備現場安裝情況次聲波傳感器 GPS次聲波管道泄漏監測技術應用換熱器泄漏及流程切換的聲波信號流程切換系統成功檢測到的管道泄漏事故！換熱器泄漏次聲波管道泄漏監測技術應用系統軟件正確檢測到油氣管網泄漏，并發出正確報警檢測到泄漏事故后系統正確發出報警次聲波管道泄漏監測技術應用大慶油田慶哈原油輸送管線泄漏監控系統慶哈輸油管線全長199.1 km全線共設置站場4座，分別為首站、中1加熱站、中2熱泵站和末站設置閥室5座，分別為1#、2#、3#、4#和5#閥室， 4#和5#閥室為穿越松花江段兩側的截斷閥室管線

23、設計輸量300104t/a管道全線敷設伴行光纜，數據通訊采用TCO/IP協議，通過通信路由，實現數據交換在原油管道的應用次聲波管道泄漏監測技術應用慶哈原油輸送管線泄漏監控系統次聲波管道泄漏監測技術應用首站中一站中二站4#5#末站首 站： 中一站：中二站： 末 站：慶哈原油輸送管線泄漏監控系統現場照片次聲波管道泄漏監測技術應用慶哈原油輸送管線泄漏監控系統性能次聲波管道泄漏監測技術應用慶哈輸油管線次聲波管道泄漏監測系統性能指標為：最小可測泄漏孔徑6-20毫米，最小可測泄漏率0.31.5%。在可測泄漏孔徑范圍內，能夠及時準確報警。系統測漏反應平均時長為85.8 秒，最快為32秒、最慢小于169秒。能準確判定泄漏點位置。正常情況下，泄漏點定位精確度的平均誤差不大于200米。正常情況下，系統誤報率小于5%。中石油西部管道公司烏魯木齊-達坂城原油管道泄漏監控系統中石油烏魯木齊-鄯善原油管道工程起點位于烏魯木齊市、吐魯番市、鄯善縣，終止于鄯善站烏鄯段線路長302km管線設計輸量1000104t/a選擇烏魯木齊-達坂城中間站一段進行泄漏監控監控終端安裝在：烏魯木齊、1#RTU閥室、2#閥室和達坂城中間站在原油管道的應用次聲波管道泄漏監測技術應用原油管道應用次聲波管道泄漏監測技術應用烏魯木齊-達坂城原油管道泄漏監控系統次聲波管道泄漏監測技術應用