井筒设备状态光纤实时监测诊断系统

一、概述

　　在提升系统的各类风险中，井筒、罐道变形较为常见，也是危险性极高的一类，有刚性罐道劣化、井壁变形及管路接头变形等多种表现形式。并壁的变形、破坏是一个渐进损伤的过程，本系统采用光纤对井筒各设备进行有效变形检测和监测，就可以提前发现矿并开采过程中井壁、罐道等潜在危险因素，从而采取有效措施，避免恶性事故的发生。

二、技术方案

　　本项目采用波分+时分复用技术的分布式光纤光栅阵列应变监测系统，既可利用光学雷达时分原理 (OTDR)，把每个光栅定义一个时间代码，对探测光缆中的光栅进行识别，实现光栅的精准定位;还能利用波分复用技术，实现应变的精准测量。

　　利用传感光纤的分布式监测优点，通过立井井壁中传感光纤的环向布设和轴向布设方法，实现并壁和罐道变形应力的高精度测量。

 

 

三、特点

　　■　系统容量大，可同时监测50,000个以上测点；

　　■　检测精度高，全程40km应变精度 20；

　　■　探测距离远，单通道最长探测距离可达40km；

　　■　响应速度快，全程40km测量时间 5s；

　　■　空间分辨好，全程40km空间分辨率1m；

四、变形监测预警系统

　　采用光纤传感器，根据立井井壁变形破坏特征，构建了井壁、罐道变形实时监测系统。

预警系统功能：

　　(1)井壁、道实时监测功能

　　通过在井壁和罐道上安装光纤传感器，并与监测室中光纤解调仪相连，采集井壁和罐道变形的环向应变和轴向应变数据，实现井壁和罐道变形的实时监测。

　　(2)监测数据的无线传输及远程访问

　　利用光纤解调仪内置的无线模块，通过4G传输数据，实现远程发送数据和远程重启，完成本地电脑与云平台的双重备份。

　　(3)井壁和罐道状态判别

　　根据井壁和罐道实时应变和累计应变数据，并与混凝士变形破坏的分级闯值指标相比，评价井壁和罐道安全状态。

　　(4)井和道安全预警

　　监测系统对井壁和罐道状态做出指示，绿色表示安全，黄色表示微破裂稳定发展状态，橙色表示累进性破裂，须重点观察并采取必要措施，红色表示井壁破裂，发出警报，人员应立即撤离。