تكنولوجيا وايت | حلول مراقبة خطوط أنابيب النفط عبر الإنترنت

في مجال نقل طاقة النفط والغاز، تكون خطوط أنابيب النفط والغاز مسؤولة عن نقل السوائل الخطرة مثل النفط الخام والنفط الخفيف والغاز المسال، وبعضها يحتوي أيضًا على مواد سامة. في الوقت الحاضر، زاد عدد خطوط الأنابيب، وزاد عمر خطوط الأنابيب، وأصبحت مشاكل مثل التآكل والكوارث الطبيعية والأضرار التي من صنع الإنسان تحدث بشكل متكرر. وبمجرد تسرب النفط، فإن الخسائر الاقتصادية ستكون هائلة، كما ستتلوث البيئة وستحدث كوارث ثانوية، وخاصة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. وفي الوقت نفسه، يتعرض تشغيل خطوط الأنابيب لتهديدات مختلفة مثل حركة الطبقات والكوارث الجيولوجية، كما أن رصد المخاطر وتحديد مواقعها في وقت مبكر أمر صعب.

من أجل تعزيز التنمية الآمنة لصناعة النفط والغاز، أطلق وايت نظام مراقبة عبر الإنترنت لأنابيب النفط، والذي يمكنه تحديد المخاطر بدقة، وتوفير تحذيرات في الوقت الحقيقي، والمساعدة في الإصلاحات السريعة، وضمان سلامة خطوط الأنابيب، والحد من خسائر الحوادث.

المبادئ الفنية

يتم نقش عدد كبير من أجهزة استشعار الألياف الشبكية Bragg ذات انعكاسية أقل من 0.1% على الألياف الضوئية. يتم دمج تقنية معالجة الإشارة البصرية الإلكترونية وفك التشفير، ويتم الحصول على قيم الإجهاد ودرجة الحرارة المقابلة من خلال تحليل فك التشفير لتغير الطول الموجي. ويمكن لهذا النظام اكتشاف وتحديد العلامات المبكرة للمخاطر بدقة وإصدار تحذيرات مبكرة، مما يقلل من عواقب التأخير ويمنعها من التفاقم إلى مخاطر كبيرة.

يعتمد استشعار الإجهاد بالألياف الضوئية على مزايا السلامة الكامنة في الألياف الضوئية، والنشر السهل، والتغطية في جميع الأحوال الجوية، والدقة العالية، والاستمرارية، والمسافة الطويلة والفعالية العالية من حيث التكلفة. تتمتع المعلومات التي توفرها الألياف الضوئية بسعة كبيرة ومتعددة المعلمات في الوقت الفعلي، كما أن الإدراك الموزع لدرجة الحرارة والإجهاد/الانفعال والتشوه والاهتزاز وغيرها من المعلومات يشكل تقدمًا كبيرًا في تاريخ تطوير تكنولوجيا الاستشعار.

حل

تعتبر تقنية الاستشعار بالألياف البصرية نوعًا جديدًا من تقنيات الاستشعار التي تستخدم الضوء كناقل والألياف البصرية كوسيلة نقل ومستشعر. إن عملية زرع الألياف الضوئية داخل الهيكل الهندسي تشبه عملية زرع "العصب الحسي". يمكنه استشعار المعلومات الداخلية للكائن الذي يتم قياسه بشكل سلبي، ومن مسافة طويلة، وعمر طويل (30 عامًا)، ويُستخدم على نطاق واسع في مراقبة الصحة الهندسية.

يمكن أن يساعد تركيب أجهزة استشعار إجهاد الألياف الضوئية على خطوط الأنابيب في مراقبة وتحذير التطورات في محاور خطوط الأنابيب أو الانبعاج، وإخطار مديري غرفة الصمامات بدقة تحديد المواقع على مستوى العداد. من أجل اكتشاف التسريبات الصغيرة في أسرع وقت ممكن وتقليل الأضرار التي تلحق بالبيئة، يتم وضع كابلات استشعار درجة الحرارة الضوئية في مواقع مختلفة في خط الأنابيب وفقًا للسوائل المختلفة التي ينقلها خط الأنابيب. من خلال مراقبة درجة الحرارة غير الطبيعية للتربة المحيطة، من الممكن تحديد ما إذا كان خط الأنابيب يتسرب، سواء كان ذلك بسبب التسرب أو التغييرات في البيئة الخارجية، ويمكن اكتشافه على الفور.

مراقبة الاهتزازات الموزعة: عندما يتم نقل الضوء في كابل بصري، يتم إنشاء ضوء رايلي المبعثر. تؤدي الاهتزازات الخارجية إلى تشوه قلب الألياف، مما يؤثر على الطول ومعامل الانكسار، وبالتالي تغيير طور الضوء المتناثر. يتم معالجة إشارات الضوء التي تحمل معلومات الاهتزاز بواسطة النظام وتحويلها إلى تغييرات في شدة الضوء، ثم يتم تحليلها بواسطة أجهزة الكمبيوتر بعد التحويل الضوئي ومعالجة الإشارة لتحديد موقع الاهتزاز.

المراقبة الصوتية الموزعة (DAS): أحدث تكنولوجيا استعادة المجال الصوتي بالألياف البصرية، والاستحواذ في الوقت الحقيقي على التردد والمرحلة وسعة الاهتزاز الصوتي. بالمقارنة مع Φ-OTDR، يتمتع DAS بحساسية أعلى ويمكنه الحصول على معلومات كاملة عن المجال الصوتي الخارجي. يعد النظام سهل النشر، وفعّال من حيث التكلفة، ويتمتع بنطاق قياس واسع. يتم استخدامه على نطاق واسع في الحماية الأمنية والهندسة المدنية واستخراج النفط والغاز والتنمية البحرية وغيرها من المجالات.

بعد استخدام النظام، يمكنه معرفة ما إذا كان هناك أي معلومات بناء تابعة لطرف ثالث في الموقع بدقة وفي الوقت المناسب، بحيث يمكن تحذيره مسبقًا على أساس أصلي، والتوجه إلى الموقع للتخلص منها مسبقًا. أثناء تطبيق النظام بأكمله، وفقًا لدرجة التكامل بين النظام ومواردنا الحالية، يتم إعادة تكوين موظفي دورية الخط في الوقت الفعلي، مما يقلل بشكل فعال من تكاليف التشغيل والصيانة بالكامل.

لذلك، وبغض النظر عن الكوارث ذات الجودة المنخفضة، أو التآكل والتآكل أو التطفل والأضرار التي قد يتعرض لها خط الأنابيب للمراقبة، فإن نظام مراقبة سلامة خط الأنابيب المصنوع من الألياف فائقة الضعف من شركة Weite هو خيارك الأفضل.

مزايا النظام

إن طرق مراقبة تسرب خطوط الأنابيب التقليدية لا يمكنها إلا تقليل الخسائر الناجمة عن التسرب بعد تسرب خطوط أنابيب النفط والغاز، ولكنها لا تستطيع منع الأضرار البشرية التي قد تلحق بالخطوط الأنابيب. تستخدم أجهزة استشعار الألياف البصرية الموزعة الألياف البصرية الموضوعة على طول خط الأنابيب كعناصر استشعار. أية نقطة على الألياف الاستشعارية لديها قدرات استشعار. يتم استخدام أجهزة استشعار الألياف البصرية الموزعة للحصول على إشارات الاهتزاز على طول خط الأنابيب. من خلال استخراج وتحديد ميزات إشارات الكشف، يمكن تحديد ما إذا كانت الأحداث غير الطبيعية التي تهدد سلامة خط الأنابيب قد حدثت على طول خط الأنابيب بشكل فعال. على طول خط الأنابيب، سيتم إصدار إنذار وتحديد نقطة الحادث. الألياف البصرية خالية من الصيانة ويمكنها تلبية احتياجات الإنذار المبكر وتحديد مواقع السلوكيات التدميرية على طول خط الأنابيب بأكمله الذي يمتد لعشرات الكيلومترات.

بالمقارنة مع طرق المراقبة التقليدية عبر الإنترنت لأنابيب النفط، تتمتع تقنية الاستشعار الموزع بالألياف الضوئية بالخصائص والمزايا الهامة التالية في مراقبة أنابيب النفط:

1. دقة عالية وأداء في الوقت الفعلي

يمكن لتكنولوجيا الاستشعار الموزع للألياف البصرية تحقيق مراقبة في الوقت الفعلي لمعلمات متعددة مثل درجة حرارة خط الأنابيب والاهتزاز والضغط وما إلى ذلك، بدقة عالية وسرعة استجابة سريعة، ويمكنها اكتشاف أي تشوهات في خط الأنابيب في الوقت المناسب.

2. مسافة طويلة وتغطية واسعة

تقتصر طرق المراقبة التقليدية عادة على نطاق المراقبة وكثافة النقاط، في حين أن تقنية الاستشعار الموزع بالألياف الضوئية قادرة على تغطية عشرات الكيلومترات من خطوط الأنابيب وتحقيق مراقبة سلسة ومستمرة.

3. قدرة قوية على مقاومة التداخل

لا تتأثر تقنية استشعار الألياف البصرية بالتداخل الكهرومغناطيسي وهي مناسبة للبيئات الصناعية المعقدة، مما يضمن استقرار وموثوقية بيانات المراقبة.

4. الإنذار المبكر والتحديد السريع للمواضع

تستطيع أنظمة الألياف البصرية الموزعة اكتشاف الشذوذ في المراحل المبكرة من تسرب خطوط الأنابيب أو الكوارث الجيولوجية أو الأضرار التي يسببها الإنسان، وتحديد موقع المشكلة بسرعة من خلال تقنية انعكاس المجال الزمني البصري لتوفير الوقت للعلاج في حالات الطوارئ.

5. مراقبة شاملة متعددة المعلمات

يمكن لتقنية الاستشعار الموزع للألياف الضوئية مراقبة معلمات متعددة مثل درجة حرارة خط الأنابيب والاهتزاز والضغط وما إلى ذلك في وقت واحد، وتعكس بشكل كامل حالة العمل والمخاطر المحتملة لخط الأنابيب.

6. الذكاء والإدارة عن بعد

يدعم نظام استشعار الألياف البصرية الاتصال بأجهزة الكمبيوتر ومنصات السحابة لتحقيق المراقبة عن بعد الذكية وتحليل البيانات وتحسين كفاءة الإدارة.

7. حماية البيئة واستهلاك منخفض للطاقة

8. لا تتطلب تقنية استشعار الألياف البصرية أسلاكًا معقدة وكمية كبيرة من دعم الطاقة، وتتميز بانخفاض استهلاك الطاقة وعدم وجود إشعاع، وتتوافق مع مفهوم حماية البيئة الخضراء.

9. ‌إطالة عمر خط الأنابيب

من خلال المراقبة المستمرة والصيانة التنبؤية، يمكن لتقنية استشعار الألياف البصرية مساعدة المشغلين في اكتشاف مشاكل خطوط الأنابيب وإصلاحها في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى إطالة عمر خدمة خطوط الأنابيب بشكل كبير.

باختصار، تتمتع تقنية الاستشعار الموزع للألياف الضوئية بمزايا متعددة في مراقبة خطوط أنابيب النفط، مثل الدقة العالية، والمسافة الطويلة، ومقاومة التداخل، والمعلمات المتعددة، والذكاء، مما يوفر حماية شاملة للتشغيل الآمن لخطوط الأنابيب.

شبكة ضعيفة للغاية، استشعار قوي للغاية، إصدار التكنولوجيا

تم الكشف عن مختبر الاستشعار الذكي بالألياف البصرية التابع لجامعة الخوانق الثلاثة - التكنولوجيا الدقيقة

في 28 مارس 2023، أقيم مؤتمر تكنولوجيا "الشبكة فائقة الضعف والاستشعار فائق القوة" وحفل الكشف عن مختبر الاستشعار الذكي بالألياف الضوئية التابع لجامعة الخوانق الثلاثة - ويت بشكل رائع في ويت. وحضر الاجتماع شي تشاو نائب مدير مكتب العلوم والتكنولوجيا في ييتشانغ، ولي دونغ شنغ عضو اللجنة الدائمة للجنة الحزب في جامعة الخوانق الثلاثة ونائب الرئيس، وني داو جينج رئيس شركة ويت، وغاو يومن المدير العام. ترأس الاجتماع دان يونزي، عميد معهد تطوير العلوم والتكنولوجيا بجامعة الخوانق الثلاثة.