一種干涉型分布式光纖的海洋頂部張緊立管泄漏監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種海洋立管結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測裝置，尤其是一種干設型分布式光纖的海 洋頂部張緊立管泄漏監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 海洋平臺立管作為海洋平臺與海底井口間的主要連接器件，是海洋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中薄 弱易損的構(gòu)件之一，其下端一般直觸海床，上端則連接與海洋平臺或鉆探船舶的油氣設施。 頂部張緊立管是指在立管頂部施加初始張力，使其沿布置高度出于受拉狀態(tài)，在各種類型 的平臺中都有廣泛應用。在實際工作海況中，海洋立管內(nèi)部一般有高壓油或氣通過，外部承 受海流、波浪、海生物撞擊、頂端浮體等復雜環(huán)境，同時立管系統(tǒng)的建成將使其周圍的波浪 和水流條件發(fā)生改變，對管道局部沖刷，導致管線泄漏或斷裂，發(fā)生油氣泄漏，造成嚴重的 環(huán)境污染，W及危及其他設施的安全等。因此海洋平臺立管監(jiān)測問題成為備受關注的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種干設型分布式光纖的海洋頂部 張緊立管泄漏監(jiān)測裝置，通過一套裝置形成六個干設儀，可同時將運六個干設儀的四條傳 感光纖布放于管道沿線上，且彼此相隔90度角，實現(xiàn)海洋立管周向的泄漏及斷裂等監(jiān)測，此 裝置的靈敏度高，漏警率低，監(jiān)測管道沿線所發(fā)生的可能造成管道泄漏的事件，并及時發(fā)出 預報警和準確定位，且運行可靠。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種干設型分布式光纖的海洋頂部 張緊立管泄漏監(jiān)測裝置，包括第一光路系統(tǒng)、第二光路系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和分布式光纖傳 感系統(tǒng);第一光路系統(tǒng)包括第一寬帶光源Al、第一 1 X 2禪合器A2、第一2 X 2禪合器A3、第二2 X 2禪合器A4、第二1 X 2禪合器A5、第一 1 X 3禪合器A6、第二1 X 3禪合器A7、第一延遲光纖 E5、第一相位調(diào)制器Fl、第二延遲光纖E6和第二相位調(diào)制器F2;第二光路系統(tǒng)包括第二寬帶 光源Bl、第S1 X 2禪合器B2、第S2 X 2禪合器B3、第四2 X 2禪合器B4、第四1 X 2禪合器B5和 第=1 X 3禪合器B6、第四1 X 3禪合器B7、第=延遲光纖E7、第=相位調(diào)制器F3、第四延遲光 纖E8和第四相位調(diào)制器F4;信號處理系統(tǒng)包括六根單模光纖Gl~G6、第一光電探測器模塊 C5、第二光電探測器模塊C6、第一信號解調(diào)模塊C3、第二信號解調(diào)模塊C4、A/D采集模塊C2和 計算機Cl;分布式光纖傳感系統(tǒng)包括第一傳感光纖El、第二傳感光纖E2、第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡 D1、第二法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D2、第S傳感光纖E3、第四傳感光纖E4、第S法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D3和第四 法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D4,其中第一傳感光纖EU第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡Dl和第二傳感光纖E2、第二法拉 第旋轉(zhuǎn)鏡D2與第一光路系統(tǒng)連接形成=個干設儀，第=傳感光纖E3、第=法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D3 和第四傳感光纖E4、第四法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D4與第二光路系統(tǒng)連接形成=個干設儀。
[000引所述的第一光路系統(tǒng)的第一寬帶光源Al通過第一IX 2禪合器A2的兩輸出端分別 與第一2 X 2禪合器A3的第二端口和第二2 X 2禪合器A4的第二端口連接，第一2 X 2禪合器A3 的第一端口通過第一單模光纖Gl連接到第二光電探測器模塊C6，第一2 X 2禪合器A3的第S 端口通過第一延遲光纖E5與第一I X 3禪合器A6的第一端口連接，第四端口通過第一相位調(diào) 制器Fl與第一 1 X 3禪合器A6的第二端口連接，第一 1 X 3禪合器A6的第S端口與第二1 X 2禪 合器A5第二端口連接，第四端口通過第一傳感光纖El連接第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡Dl;第二2 X 2 禪合器A4第一端口通過第二單模光纖G2連接至第二光電探測器模塊C6，第二2 X 2禪合器A4 的第S端口通過第二延遲光纖E6與第二1 X 3禪合器A7第一端口連接，第四端口通過第二相 位調(diào)制器F2與第二1 X 3禪合器A7第二端口連接，第二1 X 3禪合器A7的第S端口與第二1 X 2 禪合器A5的第=端口連接，第四端口通過第二傳感光纖E2連接第二法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D2，第二1 X 2禪合器A5第一端口通過第S單模光纖G3連接至第二光電探測器模塊C6;第二光路系統(tǒng) 的第一寬帶光源Bl通過第S2 X 2禪合器B2的兩輸出端分別與第S2 X 2禪合器B3的第二端 口和第四2 X 2禪合器B4的第二端口連接，第S2 X 2禪合器B3的第一端口通過第六單模光纖 G6連接到第一光電探測器模塊巧，第=2 X 2禪合器B3的第=端口通過第=延遲光纖E7與第 Sl X 3禪合器B6第一端口連接，第四端口通過第S相位調(diào)制器F3與第Sl X 3禪合器B6第二 端口連接，第立1 X 3禪合器日6第立端口與第四1 X 2禪合器B5第二端口連接，第立1 X 3禪合 器B6的第四端口通過第=傳感光纖E3連接第=法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D3;第四2 X 2禪合器B4第一端 口通過第五單模光纖G5連接至第一光電探測器模塊巧，第=端口通過第四延遲光纖E8與第 四1X3禪合器B7第一端口連接，第四端口通過第四相位調(diào)制器F4與第四1X3禪合器B7第二 端口連接，第四1 X 3禪合器B7第=端口與第四1 X 2禪合器B5第=端口中連接，第四1 X 2禪 合器B5第一端口通過第四單模光纖G4連接至第一光電探測器模塊巧，第四1 X 3禪合器B7第 四端口通過第四傳感光纖E4連接第四法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D4;信號處理系統(tǒng)的第一光電探測器模 塊巧輸出端通過第一信號解調(diào)模塊C3連接到A/D采集模塊C2,第二光電探測器模塊C6輸出 端通過第二信號解調(diào)模塊C4連接到A/D采集模塊C2，A/D采集模塊C2的輸出端接至計算機 Clo
[0006] 進一步地，所述的分布式光纖傳感系統(tǒng)中的四根傳感光纖分別沿管道長度方向布 置，與第一光路系統(tǒng)和第二光路系統(tǒng)連接共形成六個干設儀對管道沿線進行監(jiān)測，四根傳 感光纖分別彼此相隔90度角。
[0007] 進一步地，所述第一光路系統(tǒng)與第二光路系統(tǒng)分別從相反方向向分布式光纖傳感 系統(tǒng)中傳輸光信號，且第一光路系統(tǒng)和第二光路系統(tǒng)均置于密封容器內(nèi)，布放于海洋立管 首尾位置處。
[0008] 進一步地，所述的信號處理系統(tǒng)的中第一信號解調(diào)模塊C3和第二信號解調(diào)模塊C4 均采用相位生成載波(PGC)解調(diào)法對信號進行解調(diào)；第一光電探測器模塊巧、第二光電探測 器模塊C4、第一信號解調(diào)模塊C3、第二信號解調(diào)模塊C4、A/D采集模塊(C2)、計算機Cl布放于 海洋平臺上，實時監(jiān)測海洋立管運行狀況。
[0009] 該裝置的優(yōu)點是:本系統(tǒng)采用了兩對雙直線型Sagnac光纖干設技術(shù)對海洋立管進 行實時監(jiān)測，整個傳感部分由四根獨立的傳感光纖構(gòu)成(形成六個干設儀），可分別布放與 管道軸向相隔90度的位置處，解決了使用單根光纖時，當管徑較大或泄漏口背離光纖方向 時，較難監(jiān)測管道泄漏問題;利用第一光路系統(tǒng)與第二光路系統(tǒng)對海洋立管進行雙向監(jiān)測， 使得定位更加精確。
【附圖說明】
[0010] 圖I干設型分布式光纖的海洋頂部張緊立管泄漏監(jiān)測裝置示意圖；
[0011] 圖2管道泄漏點示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實施例，詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0013] 如圖1所示，本發(fā)明一種干設型分布式光纖的海洋頂部張緊立管泄漏監(jiān)測裝置，包 括第一光路系統(tǒng)1、第二光路系統(tǒng)2、信號處理系統(tǒng)3和分布式光纖傳感系統(tǒng)4;第一光路系統(tǒng) 1包括第一寬帶光源Al、第一 1 X 2禪合器A2、第一2 X 2禪合器A3、第二2 X 2禪合器A4、第二1 X 2禪合器A5、第一 1 X 3禪合器A6、第二1 X 3禪合器A7、第一延遲光纖E5、第一相位調(diào)制器 Fl、第二延遲光纖E6和第二相位調(diào)制器F2;第二光路系統(tǒng)2包括第二寬帶光源Bl、第Sl X 2 禪合器B2、第S2 X 2禪合器B3、第四2 X 2禪合器B4、第四1 X 2禪合器B5和第Sl X 3禪合器 B6、第四1 X 3禪合器B7、第=延遲光纖E7、第=相位調(diào)制器F3、第四延遲光纖E8和第四相位 調(diào)制器F4;信號處理系統(tǒng)3包括六根單模光纖Gl~G6、第一光電探測器模塊巧、第二光電探 測器模塊C6、第一信號解調(diào)模塊C3、第二信號解調(diào)模塊C4、A/D采集模塊C2和計算機Cl;分布 式光纖傳感系統(tǒng)4包括第一傳感光纖E1、第二傳感光纖E2、第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D1、第二法拉 第旋轉(zhuǎn)鏡D2、第=傳感光纖E3、第四傳感光纖E4、第=法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D3和第四法拉第旋轉(zhuǎn)鏡 D4，其中第一傳感光纖E1、第一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D1和第二傳感光纖E2、第二法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D2與 第一光路系統(tǒng)1連接形成=個干設儀，第=傳感光纖E3、第=法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D3和第四傳感光 纖E4、第四法拉第旋轉(zhuǎn)鏡D4與第二光路系統(tǒng)2連接形成=個干設儀。
[0014] 所述的第一光路系統(tǒng)1的第一寬帶光源Al通過第一 1 X 2禪合器A2的兩輸出端分別 與第一2 X 2禪合器A3的第二端口和第二2 X 2禪合器A4的第二端口連接，第一2 X 2禪合器A3 的第一端口通過第一單模光纖Gl連接到第二光