一、技術(shù)來(lái)源

　　自主研發(fā)。

　　二、基本原理

　　多年凍土區輸油管道的施工和運行對其周?chē)脱鼐€(xiàn)凍結巖土的水熱狀態(tài)影響巨大，凍、融土的水熱狀態(tài)變化將直接影響到其物理力學(xué)特性，進(jìn)而對管道整體穩定性、安全性和結構完整性產(chǎn)生威脅。提前進(jìn)行風(fēng)險監測預警，以便及時(shí)作出準確判斷，對多年凍土區管道的安全運行具有重要意義。針對多年凍土區的環(huán)境特點(diǎn)，監測多年凍土區輸油管道周邊溫度場(chǎng)和管道應力，能夠掌握輸油管道周邊凍土融化圈變化情況，判研管道受到的影響，以便及時(shí)采取對應措施。采用振弦、光柵光纖技術(shù)，對多年凍土區管道受凍土融沉等影響帶來(lái)的應力變化情況進(jìn)行監測，并對數據進(jìn)行上傳，分析整理，實(shí)現對管道的定量風(fēng)險評價(jià)和風(fēng)險控制。

　　三、工藝過(guò)程

　　首先建立管道周?chē)鷾囟葓?chǎng)監測系統，針對大興安嶺多年凍土現狀及其對氣候變化和漠大管道工程相疊加作用下的響應，進(jìn)行管道周?chē)寥赖販乇O測的研究，創(chuàng )新性采用一線(xiàn)總線(xiàn)方式進(jìn)行多點(diǎn)測溫的關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)適用于漠大管道周?chē)鷾囟葓?chǎng)監測的測溫系統。其次采用振弦、光柵光纖技術(shù)，對多年凍土區管道受凍土融沉等影響帶來(lái)的應力變化情況進(jìn)行監測，并上傳數據，進(jìn)行分析整理，實(shí)現對管道的定量風(fēng)險評價(jià)和風(fēng)險控制。

　　四、技術(shù)特點(diǎn)

　　(1) 確定了多年凍土區管道周邊溫度場(chǎng)監控設備、振弦、光柵光纖應力監測設備的選用、安裝、技術(shù)性能指標等要求。

　　(2)創(chuàng )新性采用一線(xiàn)總線(xiàn)方式進(jìn)行多點(diǎn)測溫的關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)適用于漠大管道周?chē)鷾囟葓?chǎng)監測的測溫系統。

　　(3)分析監測所獲取的動(dòng)態(tài)數據和基礎信息數據，建立管道位移監測預警系統，能夠及時(shí)、方便地掌握應變、位移等相關(guān)的關(guān)鍵數據和發(fā)展趨勢。

　　(4)實(shí)現了我國凍土地段管道應力、土壤溫度變化的信息采集、傳輸、管理、分析、預報預警、發(fā)布的一體化。

　　五、技術(shù)水平

　　國內首創(chuàng )“基于風(fēng)險的凍土區管道應變監測技術(shù)”。汲取國外先進(jìn)技術(shù)手段，在科學(xué)研究和實(shí)踐應用的基礎上，形成完整的基于風(fēng)險的凍土區管道應變監測技術(shù)。達到了國內領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。用新的模式對管道應變測量技術(shù)和管道應變監測分析與評價(jià)技術(shù)進(jìn)行了方法的更新。

　　首次實(shí)現了我國凍土地段管道應力、土壤溫度變化的信息采集、傳輸、管理、分析、預報預警、發(fā)布的一體化。為智慧管道建設奠定了基礎。全面提升了我國凍土區管道風(fēng)險監測預警技術(shù)水平。

　　六、能源消耗

　　該技術(shù)在2010年漠大線(xiàn)建設中，設立了12套溫度場(chǎng)及應力監測系統。在2017年中俄二線(xiàn)建設中，共設立了41套溫度場(chǎng)及應力應變監測系統。采用太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行供電，充分考慮大興安嶺地區冬季可能出現的-45℃左右的極端低溫，使用65AH的耐低溫聚能電池作為補充電源。供電要求：每臺二次表功率為 3.6W(每單元 6 臺)，總 21.6W;系統電壓 12VDC;每天工作 20 分鐘;電池規格 12V60AH。

　　七、節能減排情況

　　用太陽(yáng)能電池組件替代專(zhuān)用電源(容量≥100AH)為數據采集存儲系統供電，采用65AH的耐低溫聚能電池作為補充電源，適應在大興安嶺地區冬季可能出現的極端低溫，減少了人工的投入。

　　八、技術(shù)應用條件

　　該技術(shù)適用于凍土區長(cháng)輸管道的建設，可以在國內、外凍土區埋地管道項目中使用。

　　九、應用實(shí)例

　　該技術(shù)在漠大線(xiàn)和中俄二線(xiàn)建設中，均設立了溫度場(chǎng)及應力應變監測系統。目前監測系統仍正常運行，數據實(shí)時(shí)采集后，通過(guò)數據預警系統進(jìn)行分析、預報、發(fā)布，該系統不僅用于監控地質(zhì)災害條件下管道的安全狀態(tài)，為管道完整性管理的風(fēng)險評價(jià)系統提供科學(xué)、有效的支持，還可以直接用于指導和評價(jià)災害治理的設計和實(shí)施，成為漠大線(xiàn)及中俄二線(xiàn)進(jìn)行風(fēng)險治理決策的輔助工具。

　　十、經(jīng)濟效益

　　應用此項技術(shù)，提高了管道的完整性管理和失效控制水平，為管道科學(xué)管理和資源的合理調配提供了有力支撐;對于降低管道運行成本、提高管道輸送效能作用明顯，具有良好的經(jīng)濟效益。同時(shí)，可有效推進(jìn)油氣管道隱患整改的信息化建設，提升我國油氣管道安全預警能力，實(shí)現在大數據的時(shí)代背景下我國油氣管道風(fēng)險監控的數字化預警，對維護和保障國家能源與人民生命財產(chǎn)安全具有明顯的社會(huì )效益。