Omnisens确保海底资产完整性
海底管道管线
立管
脐带缆
立管
脐带缆
使用分布式光纤传感系统，可实时连续地监测整个资产全长度内的温度及应变事件，有助于检测出所受危害的早期阶段，使工作人员能够有时间采取相应的行动。该监测系统可单独使用或包含在用户的资产完整性管理系统中。
国际联合工业项目,促进中分布式光纤传感技术海底应用
www.seafom.com
水下技术协会www.sut.org.uk |
Omnisens系统，基于拉曼散射和布里渊散射原理，用于监测：
流线、管道、海底回接
立管
脐带缆
Omnisens提供分布式温度传感系统（DTS，多模光纤）和分布式温度和应变传感系统（DTSS，单模光纤）。 |
OMNISENS Subsea是一种用于海底资产状态监测和性能优化的模块化光纤分布式传感解决方案。
该系统包括：
OMNISENS高性能分布式光纤传感系统（DTS）
根据项目要求，基于布里渊散射或拉曼散射，系统可以沿着资产实时连续地检测、定位和分析整个长度内微小的温度和/或应变变化。
监测系统包括一个或多个专用服务器用于数据处理和存储。
- Omnisens DITEST 解调仪 是一种基于布里渊传感原理的DTS。DITEST以恒定的空间分辨率对脐带缆、流线或立管的温度或应变变化进行有效监测，也可监测其他明显光学损耗的区域。
考虑到长电缆（脐带和背驮式电缆）经过了生产、运输和安装多个工序，集成的感应光纤可能处于拉紧或变形的状态，通过Omnisens开发的温度补偿技术，受影响的光缆区域仍可被成功监测。 DITEST可以同时监测温度和应变的变化，通过了解应变存在和变化的区域，运营者可以消除它可能带来的影响。如果光纤传感器断开，系统将发出警报，找到断点并仍可测量到断开位置。 - Omnisens Raman DTS 解调仪 使用多模光纤作为传感器提供海底资产的温度监测。对于许多距离较短且光纤传感器中的光学预算正常的应用，这是一种理想的解决方案。
监测系统包括一个或多个专用服务器用于数据处理和存储。
OMNISENS MAP
Omnisens Map可视化界面，提供简洁明了的全部虚拟化资产、显示预警和事件信息。
OMNISENS光纤断开检测模块（BDS）
此选项可快速检测光纤断开，非常适合与直接电加热（DEH）监控系统配合使用。在不到50ms的时间内，警报就可传输至SCADA系统。
优化脐带缆性能的动态电缆评级（DCR模块）（可选）
可选的动态电缆评级（DCR）模块建立起负载与电缆温度的对应关系，并据此来管理电缆性能及在紧急状态下制定负载管理方案。
“动态电缆评级”的算法基于IEC60287标准--电缆电流额定的计算和IEC60853标准—电缆周期性和事故电流定额的计算，DCR模块通过光纤感应的温度来计算电缆导电体的温度，感应光纤的温度受电缆工艺、电气设计、电缆结构和周围环境的影响。
通过了解电缆导体的温度和负载的关系，可以做出如下计算：
在对新电缆进行设计研究时，“动态电缆评级”系统（DCR）可辅助对电缆规格做出决策，例如：导体直径。
（注意：DCR也称为RTTR或DRS）
“动态电缆评级”的算法基于IEC60287标准--电缆电流额定的计算和IEC60853标准—电缆周期性和事故电流定额的计算，DCR模块通过光纤感应的温度来计算电缆导电体的温度，感应光纤的温度受电缆工艺、电气设计、电缆结构和周围环境的影响。
通过了解电缆导体的温度和负载的关系，可以做出如下计算：
- 达到最高温度所剩的时间，在已知固定或动态的负载曲线图和电缆导体能承受的最高温度的前提下。
- 一段时间的特定载荷（过载）后，电缆能达到的温度值
- 电缆最大载流量，在已知紧急情况持续的时间和允许的温度的前提下
在对新电缆进行设计研究时，“动态电缆评级”系统（DCR）可辅助对电缆规格做出决策，例如：导体直径。
（注意：DCR也称为RTTR或DRS）
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Omnisens监测系统可以监测电缆全长度范围内的温度情况。 由于其长距离监测的特点，主机可以放置在离资产数公里之外的站点。 它有多种机柜、电源，UPS和服务器选项。 光开关提供多达20个通道，因此可以从同一个解调仪同时监测多条电缆。 预警信息可以通过TCP或继电器发送到SCADA系统中，所有标准通信协议都可用，包括IEC 61850. 解调仪通常安装在岸上的控制室内，也可根据用户具体需求提供便携式配置。 |
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Omnisens按照SEAFOM-MSP-01测量规范进行分布式温度传感系统参数定义
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主动加热的管线主动加热是对注入化学抑制剂方法的替代或补充，以降低蜡/水合物形成的风险。监测加热系统可以：
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直接电加热流线（DEH）举例 |
直接电加热流线（DEH）在直接电加热期间，感应的交流电流从（背负式）电力电缆的电极传递给钢管，给管道预热。
沿着管道长度产生的热量确保管道中的液体温度保持高于形成水合物或蜡的温度。在瞬态阶段（关闭和重新启动）的应用更常见，DEH可以半连续运行。
随着含水量的增加，压力下降，停工变得越来越频繁，DEH可以帮助延长油井的开采寿命。自2000年以来，这项技术逐渐成为化学试剂注入方法的有效替代，并得到持续发展。 |
通过Omnisens的DTS系统监测DEH管道上的温度事件，上图示例中，可以观测到两个温度热点，一个位于电缆拼接处，一个位于砂石堆积处。 |
分布式温度传感系统是唯一可以定位和检测本地事件(例如不局限位置的热瓶颈) 的监测手段，Omnisens 系统提供不间断的温度监测和快速的发展中热点检测，用户可自主划分区域并定义预警范围。 |
管线束
液体可能渗入和渗出，海水可可能渗入，微小的温度变化可能预示着损害的早期阶段，图示是在阿拉斯加对管道束进行温度监测的案例 |
各种管线可以集成为束状结构（管线、注水、气举、注入化学试剂和控制系统）。系统可以包括主动加热（热水或者电加热）和/或各种生产线的被动（干或湿）隔离来保证流体运输。
利用管线束中已有的光缆作为测量传感器，或者在预安装阶段铺设合适的专用光缆 进行管道的泄露检测或者状态（温度）监测。 随着时间的推移，管道管线会发生腐蚀和绝缘材料破坏的风险。进出资产的泄漏，加热系统或绝缘层的失效通常伴随着温度变化。光纤传感器可快速检测并定位整个管线的温度变化。 |
电加热管中管（ETH-PIP）
电加热管中管结合主动加热技术和干燥绝缘技术来保障流体运输安全。电子追踪加热应用在流体管道全长度范围内。应用特殊的机器将加热部件和监测光缆分立布置，并用绝缘间隔层材料予以保护。较低的电力需求，意味着电加热管中管需要极小的电力配套。
电子加热管中管（ETH-PIP）关键部件图示 |
Omnisens系统确保：
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中断检测
拖网渔船、拖锚和海洋抛落物都可能造成电缆的破裂。监测光纤一点或多点的中断，可能意味着电力电缆或流体管线发生了损伤。Omnisesn中断检测模块（BDS）用于损坏光纤的快速 检测，BDS模块持续地检测光纤的完整性（光纤即传感器）。当BDS检测到一个或多个光纤中断点时，即通过中继器在50ms内发出警报，这意味着加热系统可以被快速关闭，以避免进一步的损害。
海底脐带缆和立管从持续的状态监测中受益
通过将感应光纤嵌入到到脐带缆或者立管内部，Omnisens系统可以沿着资产的路径监测温度和应变信息，监测过程实时且连续。微小的温度变化（±0.1℃）或应变变化（0.002%）都可被成功检测。
传感器在立管中的位置 |
立管束横截面显示传感器位置 |
立管（柔性钢接触网（SCR））对生产活动至关重要，它们的使用寿命会因过高的温度或过量应变而降低。
立管的风险包括：
外力损伤或腐蚀会导致立管开裂、倒塌或者材料分层，最终造成泄露或海水入渗。
当立管温度低于某一数值（与井中液气流组成有关）时，立管就可能遭受堵塞的风险。当停止输送或井口附近产生损耗（含水量增加，压力减小）时，立管堵塞的风险已经大大增加。
采用分布式光纤温度传感系统，以米级的测量精度对立管进行测量，测温精度可达到0.1℃。为操作者提供发展中的冷点和热点早期预警。
弯曲和伸长导致的疲劳累计是铠装钢丝断裂的前兆，Omnisens 测量系统能够以1Hz的采样频率测量系统应变，非常适合检测低频振动，从而监测疲劳累计情况。
知晓失效可能发生的位置，操作者可以提前做好防御措施，避免进一步的损伤。
立管的风险包括：
- 外部伤害（冲击、疲劳）；
- 腐蚀；
- 蜡和水合物造成堵塞。
外力损伤或腐蚀会导致立管开裂、倒塌或者材料分层，最终造成泄露或海水入渗。
当立管温度低于某一数值（与井中液气流组成有关）时，立管就可能遭受堵塞的风险。当停止输送或井口附近产生损耗（含水量增加，压力减小）时，立管堵塞的风险已经大大增加。
采用分布式光纤温度传感系统，以米级的测量精度对立管进行测量，测温精度可达到0.1℃。为操作者提供发展中的冷点和热点早期预警。
弯曲和伸长导致的疲劳累计是铠装钢丝断裂的前兆，Omnisens 测量系统能够以1Hz的采样频率测量系统应变，非常适合检测低频振动，从而监测疲劳累计情况。
知晓失效可能发生的位置，操作者可以提前做好防御措施，避免进一步的损伤。
照片由Aker Solutions提供
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随着深海水下开采和作业需求的增加，脐带缆的长度、重量、复杂性和输电能力都在不断地提升。 脐带缆面临如下挑战：
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分布式光纤传感系统为生产商的设计和生产过程提供有价值的信息，为运营者提供的信息则贯穿脐带缆的整个使用寿命。通过集成在脐带缆或立管中的光纤，Omnisens系统可以连续、实时地监测沿该资产全长度的应变和/或温度信息，检测到温度（±0.1°C）或应变（0.002％）的微小变化。
温度或应变事件的大小和位置的详细信息将被记录或作为警报通过SCADA、电子邮件或SMS发送到资产控制系统。可以通过应变曲线计算结构上每个点的疲劳累积,在不同的电力负载下或放弯器下的温度特性。 |
传感器集成到脐带缆
感应光缆在脐带缆中的理论位置。这种位置下，光纤可以测量弯曲和周期性的应变（包括拉伸和压缩） |
将光纤传感器恰当地集成到脐带缆中，可保证传感器在卷轴和安装过程中，乃至脐带缆的整个使用寿命中，精度、响应速度和灵敏度不受影响。
温度感应光缆是通信级别的单模光纤，而应变感应光缆则是经过特殊设计的，光纤紧密嵌入在密封套内，信号输出迅速、线性度和重复性高。感应光缆尺寸是固定的，紧密嵌入到脐带缆中，以保证固定的摩擦系数。
通常，我们从已有的光缆中选择一根光纤作为传感光纤，如果没有合适的，可以集成一根光纤（标准的通信单模光纤）来完成监测。 |
传感器集成到脐带缆
在操作中，重力、弯曲和蠕变的影响可能导致脐带延长。Omnisens系统提供连续监测，以确定是否以及何处发生伸长。光纤传感器具有一定的弹性，使其能够检测伸长和压缩。
设计验证
海底脐带缆和立管从持续的状态监测中受益 |
在脐带缆的质量和性能验证的环节，通过Omnisens的测量系统提供的温度和应变信息，在实际交付的产品上验证设计的合理性，而不是简单地总和各部件性能，从而最终引导产品的设计。 |
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工程应用
Omnisens拥有强大的专家团队，保证监测系统满足：
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调查 管道管线和脐带缆在启动、关闭或操作过程中的温度表现。 调试和安装
供广泛的服务以确保监测系统的持续有效性 这些包括：
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