幾十年來(lái)，由于意外干擾和非法熱采造成的管道泄漏和損壞一直是行業(yè)內(nèi)的主要問(wèn)題。對(duì)此，管道作業(yè)者正越來(lái)越多地利用分布式光纖傳感（DFOS，特別是分布式聲學(xué)傳感，簡(jiǎn)稱DAS）的力量，在此類威脅成為關(guān)鍵事件之前對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

然而，最近，隨著全球安全環(huán)境變得更加動(dòng)蕩，新的危機(jī)也開(kāi)始出現(xiàn)。這個(gè)問(wèn)題在2022年9月得到了鮮明的強(qiáng)調(diào)，當(dāng)時(shí)四條北溪管道中的三條開(kāi)始向波羅的海泄漏天然氣。當(dāng)時(shí)，丹麥發(fā)布了一段軍事視頻，顯示水面上有長(zhǎng)達(dá)1000米的擾動(dòng)，這令人擔(dān)憂的跡象表明下面可能正在發(fā)生什么。

到2022年10月，疑似破壞程度開(kāi)始顯現(xiàn)。通過(guò)至少三次單獨(dú)的泄漏，據(jù)估計(jì)，北溪集體泄漏目前估計(jì)釋放了至少50萬(wàn)噸甲烷。這相當(dāng)于丹麥年溫室氣體總排放量的三分之一—在全球能源價(jià)格上漲的背景下，這場(chǎng)災(zāi)難變得更加嚴(yán)重。

隨著風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大，管道監(jiān)測(cè)行業(yè)正在利用分布式光纖傳感的力量進(jìn)行反擊。而且，隨著這項(xiàng)技術(shù)變得越來(lái)越復(fù)雜，在監(jiān)測(cè)管道泄漏時(shí)，它將重點(diǎn)放在預(yù)防而非后期解決上。

管道泄漏和破裂的真正影響是什么？

事實(shí)上，很難用一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字來(lái)量化水、石油和天然氣管道行業(yè)中全球管道泄漏的真實(shí)程度。然而，我們可以理解監(jiān)管機(jī)構(gòu)（如美國(guó)交通部管道和危險(xiǎn)材料安全管理局（PHMSA））報(bào)告的潛在影響。其最新報(bào)告證實(shí)，在過(guò)去20年中，共發(fā)生了12973起管道事故，總成本超過(guò)100億美元。

當(dāng)我們考慮到僅美國(guó)就擁有超過(guò)410萬(wàn)公里的石油和天然氣管道，而全球有超過(guò)35億公里的管道時(shí)，很容易想象這些基于美國(guó)的數(shù)據(jù)是如何推斷出來(lái)的。在最佳情況下，管道破裂很難定位和修復(fù)——尤其是由于許多管道經(jīng)過(guò)的偏遠(yuǎn)和敵對(duì)位置。再加上蓄意、有組織的破壞威脅中，有效監(jiān)測(cè)管道的挑戰(zhàn)變得更加嚴(yán)峻。

對(duì)于仍在使用傳統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的作業(yè)者來(lái)說(shuō)，這一問(wèn)題變得更加復(fù)雜—這些系統(tǒng)依賴于內(nèi)部計(jì)算機(jī)建模系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)監(jiān)測(cè)泄漏的速度很慢，而且靈敏度有限。許多管道作業(yè)者采用管道流量1%的標(biāo)準(zhǔn)最小泄漏檢測(cè)要求。如果我們將其轉(zhuǎn)化為每天輸送1600萬(wàn)升石油的管道，那么實(shí)際情況是，在作業(yè)者意識(shí)到可能存在問(wèn)題之前，每天將損失160000升的流量。

而且，即使發(fā)生了泄漏，仍然需要確定泄漏源，并部署一個(gè)修復(fù)團(tuán)隊(duì)來(lái)解決問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)小的、意外的違約事件，這些延誤的影響是非常嚴(yán)重的。在大規(guī)模惡意攻擊的情況下，這種延遲幾乎肯定是災(zāi)難性的。

DAS光纖傳感：管道泄漏和漏洞檢測(cè)的早期預(yù)警系統(tǒng)

因此，更有效的策略是早期預(yù)警系統(tǒng)，它可以在任何物理?yè)p壞發(fā)生之前監(jiān)測(cè)管道泄漏或惡意攻擊的可能性。這就是快速發(fā)展的光纖傳感技術(shù)的領(lǐng)先之處。我們的技術(shù)頁(yè)面準(zhǔn)確地解釋了DAS技術(shù)的工作原理—通過(guò)將管道旁的光纖電纜轉(zhuǎn)換為極其精確的聲學(xué)傳感器，可以有效地工作。然而，真正的好處是使用支持核心傳感技術(shù)的高級(jí)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)功能來(lái)體驗(yàn)，而這些功能在DAS管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間差異很大。

在Fotech Solutions的LivePIPE的案例中，我們的管道完整性案例研究證明了其優(yōu)勢(shì)。該研究描述了LivePIPE如何監(jiān)測(cè)、分析和報(bào)告遠(yuǎn)程管道可能受到重大干擾的證據(jù)。借助我們系統(tǒng)提供的情報(bào)，操作員能夠快速定位干擾地點(diǎn)。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，很快就發(fā)現(xiàn)一個(gè)地震勘探隊(duì)被錯(cuò)誤的GPS誤導(dǎo)，并準(zhǔn)備在管道頂部部署炸藥！作業(yè)者的現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)能夠進(jìn)行干預(yù)，防止爆炸，從而避免毫無(wú)疑問(wèn)的重大管道事故。

在那種特殊的情況下，損害可能是偶然的。但是，如果我們對(duì)惡意威脅應(yīng)用相同的早期監(jiān)測(cè)原則，其好處是顯而易見(jiàn)的。此外，將DAS與作業(yè)者自己的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)集成的能力，作業(yè)者可以在監(jiān)測(cè)到干擾后立即將警告無(wú)人機(jī)直接發(fā)送到干擾位置。可以觀察到可能的肇事者，警告他們遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，甚至跟蹤和拍攝，以阻止他們繼續(xù)犯罪，并收集有關(guān)犯罪管道活動(dòng)的重要證據(jù)。

今年，隨著我們下一代Helios DAS x 4解調(diào)儀單元的推出，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了LivePIPE的功能。憑借NVIDIA GPU加速計(jì)算、單通道和雙通道選項(xiàng)以及每個(gè)通道長(zhǎng)達(dá)50公里的監(jiān)控距離，下一波DAS 解調(diào)儀將提供比以往更快、更準(zhǔn)確的管道監(jiān)控。因此，LivePIPE和Helios DASx 4正迅速成為Fotech全球客戶對(duì)抗第三方干擾和泄漏監(jiān)測(cè)的持續(xù)戰(zhàn)斗中不可或缺的一部分。

審核編輯：劉清