高精度定位油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法与流程

1.本发明涉及光纤传感、埋地光缆探测领域，尤其涉及das系统和穿线器相结合的高精度定位的油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法。


背景技术：

2.管道运输具有高效和经济的特点，我国长输油气管道总长度累计已达数万公里，油气管道相关数据传输依靠管道同沟铺设的光缆，若光缆出现故障，不仅会造成能源数据传输中断，影响国家的能源供应，还可能造成严重数据泄漏事故，为保障油气管道的运行安全，需要保障油气管道埋地光缆的安全，解决光缆缠绕点或接续点等隐患问题。
3.目前，常用的光缆缠绕点或接续点定位技术主要是利用光时域反射仪进行定位，该技术仅能定位出高损耗点，且定位精度差，不满足工程应用要求。因此，针对油气管道埋地光缆缠绕点或接续点等隐患问题的定位，一直以来是油气管道运维的痛点，在此之前，还没有成熟的技术可以探测到油气管道埋地光缆缠绕点或接续点的具体位置。


技术实现要素：

4.本发明主要目的是提供一种可以精确探测油气管道埋地光缆缠绕点或接续点的具体位置的方法。
5.本发明所采用的技术方案是：
6.提供一种高精度定位油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法，包括以下步骤：
7.步骤1、光缆缠绕点或接续点初步定位，具体包括以下步骤：
8.s11、使用测绘设备对管线的中心线数据进行放样，以放样点作为光缆初探工作的基准点并标记，同时记录相邻两个基准点的管道地理长度s2；
9.s12、分别在相邻两个基准点上方，使用重锤有规律的锤击地面，制造振动信号；
10.s13、通过振动信号在das系统上的能量展示，选取最强能量的探测单元序号n，计算出该探测单元处光缆的里程l＝10*n，单位为m；
11.s14、将相邻两个基准点的光缆里程相减，计算出相邻两个基准点的光纤长度s1；
12.s15、计算相邻两个基准点的光纤长度s1和管道地理长度s2的差值δs，若δs大于等于10米，则说明两个基准点之间存在光缆盘绕或者接续盒；反之，不存在；
13.步骤2、光缆缠绕点或接续点的二次高精度定位，具体包括以下步骤：
14.s21、根据初步定位的光缆缠绕点或者接续点两侧的基准点，选择其中一侧基准点开挖，挖出基准点的光缆，并剥开光缆硅管；
15.s22、利用玻璃钢穿线器将玻璃钢穿入光缆硅管，且向另一侧基准点方向穿设；
16.s23、当玻璃钢无法继续穿设时，则是顶到光缆缠绕点或接续点，记录此刻玻璃钢穿进硅管中的距离d；
17.s24、在地表以开挖基准点为起始，向另一基准点量取长度d，则该处为光缆缠绕点或者接续点最终位置。
18.接上述技术方案，当相邻两个基准点的管道地理长度s2不大于20米时，缠绕点或接续点初步定位精度达
±
10米。
19.本发明产生的有益效果是：本发明通过das系统的初探工作，操作简单，且探测距离长，一次可实现50km的埋地光缆探测，减少了探测工作量，定位精度可达
±
10米，既提高了埋地光缆缠绕点或接续点的定位效率，又为工程化应用提供了良好的基础；进一步利用玻璃钢穿线器在初探的基础上进行高精度的探测，最终可实现
±
2米的精度，彻底解决了油气管道埋地光缆缠绕点或接续点定位难的问题，使光缆缠绕点或接续点定位真正得以工程化应用。
附图说明
20.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
21.图1是本发明实施例油气管道光缆盘绕点或接续点初步定位的操作原理示意图；
22.图2是本发明实施例油气管道光缆盘绕点或接续点二次精确定位的操作原理示意图；
23.图3是本发明实施例高精度定位油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法的流程图；
24.图4是图3中步骤1的具体流程图；
25.图5是图3中步骤2的具体流程图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.本发明主要通过das系统的初探工作，找到埋地光缆缠绕点或接续点的初步位置，再利用玻璃钢穿线器在初探的基础上，进行高精度的探测，从而彻底解决了油气管道埋地光缆缠绕点或接续点定位难的问题，使光缆缠绕点或接续点定位真正得以工程化应用。
28.如图3所示，本发明实施例高精度定位油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法主要包括以下步骤：
29.步骤1：光缆缠绕点或接续点初步定位；
30.步骤2：光缆缠绕点或接续点的二次高精度定位。
31.具体地：
32.1、光缆缠绕点或接续点初探(初步定位)
33.实际中油气管道同沟铺设的埋地光缆缠绕点或接续点均未知，因此缠绕点或接续点有可能分布于铺设路由上的任何一处，为此需要先初步确定出缠绕点或接续点的大概位置。本发明提出使用das系统(das：distributed fiber acoustic sensing)，按照固定的管道地理长度间隔进行初探，可将光缆缠绕点或接续点定位在
±
10米的范围内。
34.初探原理如图1所示，具体流程如图4所示：
35.a、使用测绘设备对管线的中心线数据进行放样，以放样点作为光缆初探工作的基准点，标记出
①
、
②
、
③…
号点，并记录相邻两个基准点的管道地理长度，例如：图
①
、
②
号点
的管道地理长度为s2，单位为m；
36.b、分别在相邻两个基准点上方，使用重锤有规律的锤击地面，制造振动信a，例如：在
①
、
②
号基准点上方，使用重锤有规律的锤击地面，制造光纤传感振动信a
①
和a
②
；
37.c、通过振动信号a在das系统上的能量展示，选取最强能量的探测单元序号n，计算出该探测单元处光缆的里程l＝10*n，单位为m，详细计算过程可以参照申请人的在先申请的专利zl2019110448500，在此不赘述；例如光纤传感振动信a
①
和a
②
在das系统上最强的能量探测单元序号分别为n
①
和n
②
，光缆里程分别为l
①
和l
②
(l
①
＝10*n
①
，l
②
＝10*n
②
)；
38.d、相邻两个基准点的光缆里程相减，计算出相邻两个基准点的光纤长度s1，单位为m，例如：
①
、
②
号基准点的光纤长度s1＝l
②‑
l
①
；
39.e、计算相邻两个基准点的光纤长度s1和管道地理长度s2差值δs，单位为m，若δs小于10米，则证明两个基准点之间无缠绕，若δs大于等于10米，则证明两个基准点之间存在缠绕，例如
①
、
②
号基准点的δs＝s1-s2，若δs大于10米，则证明
①
、
②
号基准点之间存在δs长度的光缆盘绕或者接续盒；
40.f、记录两个基准点之间缠绕点或接续点，当相邻两个基准点的管道地理长度s2不大于20米时，缠绕点或接续点初探精度可达
±
10米。
41.2、光缆缠绕点或接续点高精度定位(二次高精度定位)
42.使用das系统完成油气管道光缆缠绕点或接续点初探后，初步定位出了两个基准点之间存在光缆缠绕点或接续点，为了实现更高精度的定位，就需要利用玻璃钢穿线器进行定位，达到
±
2米的定位精度，高精度定位原理如图2所示，具体流程如图5所示：
43.a、在油气管道光缆缠绕点或接续点初探后，定位出光缆缠绕点或接续点两侧的基准点，开挖其中一个基准点找出光缆，例如：开挖
②
号基准点光缆；
44.b、挖出
②
号基准点光缆，并剥开光缆硅管；
45.c、利用玻璃钢穿线器将玻璃钢穿入硅管，向
①
号基准点方向穿玻璃钢；
46.d、当玻璃钢无法继续穿动时，则是顶到光缆缠绕点或接续点，记录此刻玻璃钢穿进硅管中的距离d；
47.e、在地表以
②
号基准点为起始，向
①
号基准点量取长度d，则该处为光缆缠绕点或接续点的最终位置。
48.综上，本发明提出的这高精度定位油气管道光缆盘绕点或接续点的探测方法，可以快速、准确的定位光缆缠绕点或接续点的位置，为管理者提供准确的数据依据，从而提高光缆安全管理水平。
49.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。