油气田光缆探测方法实践

刘真志1  陈小明2 姜婷婷1 刘浩1  管贞平1 

2西南油气田公司川东北气矿 四川达州 635711

摘要：光缆在智能化油气田生产中起着至关重要的作用，掌握光缆情况是后续光缆运行、维护、故障处理的基础。本文介绍了光缆探测的方法与主要设备。以某单位光缆为例，采用光缆声波路由定位仪和时域反射计进行全线探测，确定其位置、埋深、故障点，判断运行状态，并为维护运行提出改进建议。

关键词：光缆 探测 方法 实践

前言

光缆通信在智能化油气田建设中起着至关重要的作用，各控制层可通过光缆对现场数据、参数进行监视控制。由于埋地环境的复杂性和光缆长期暴露于自然环境中，光缆损坏、断裂、光信号衰减等问题，导致光缆信号中断，失去对现场的掌控，油气田生产面临较大的安全风险。因此开展光缆探测，掌握光缆位置、深度、运行状况等情况，为企业制定有针对性的管控措施提供依据，是保障油气田安全生产的一项重要工作。

一、光缆基本情况概述

某单位通信线路和设备主要包括：管道光缆、架空光缆及租用移动管涵、杆路资源的通信光缆；SDH、路由器、工业以太网交换机、电话及网络等通信设备。自行建设架空光缆、直埋光缆和管道光缆共计228km，其中架空光缆76.38km、硅芯管直埋光缆122.14km、城市管道光缆29.55km。

2020年-2022年光缆运行中共出现故障13次，累计通讯故障时间约7天5小时，其中7次是由于埋地光缆被挖断导致，究其原因是对埋地光缆的位置、深度不明，造成第三方施工或农民耕作时将光缆挖断造成。因此探明埋地光缆路由、深度是保障光缆运维的重要工作。

二、光缆探测方法

在埋地输气管道的光缆检测中，采用合适的检测方法是确保光缆质量和管道安全的关键步骤。常用的方法包括视觉检测、光缆OTDR检测和光缆OTDR与温度测量联合检测等。

2.1视觉检测

视觉检测一种基本的光缆检测方法。它通过人工目测和观察光缆外观的方式，寻找可能存在的表面缺陷、破损或异常情况。视觉检测通常需要使用专门的检测工具，如显微镜和放大镜，以确保检测的准确性和细致度。该方法适用于检测光缆外观问题，但对于光缆内部的问题无法得知。

2.2 光缆OTDR检测

光缆OTDR检测是一种常见的非破坏性检测方法。OTDR（光时域反射仪）通过发射脉冲光信号进入光缆，利用接收到的反射光信号分析光缆中的反射点和散射点分布情况。通过测量反射光信号的强度和时间，可以定位光缆中的损伤位置和损耗程度。这种方法能够精确地检测到光缆中的故障点和异常情况，对于埋地输气管道光缆的实时状态监测和故障排查具有重要意义。

2.3光缆OTDR与温度测量联合检测

光缆OTDR与温度测量联合检测是一种较为先进的光缆检测方法。此方法结合了光缆OTDR检测和温度测量技术，通过监测光缆中的反射光信号和温度变化，可以对光缆的状态和环境进行全面评估。该方法可以不仅定位光缆中的损坏点和损耗情况，还能够检测到潜在的温度异常，为管道运行过程中的温度管理和管道安全提供重要依据。

在实际应用中，应根据管道光缆的特点和具体需求选择适合的检测方法，以实现高效而准确的检测。

三、光缆检测设备与工具

3.1光缆测试仪

光缆测试仪是一种专门用于光缆检测与测量的仪器，它能够检测光缆的损耗、反射、衰减等参数。光缆测试仪通常由光源模块和光功率计组成，光源模块负责产生光信号，光功率计则用于测量光信号的功率强度。通过对光缆进行测试，我们可以得到光缆的衰减系数、插入损耗等重要参数，从而评估其质量和性能。

3.2光缆定位器

光缆定位器是一种用于确定光缆断点和故障位置的设备。它通过发出一束可见光或红外光，并利用光的反射原理，来确定光缆的断点、弯曲处或损坏区域。

3.3辅助工具

如光缆清洁盒、光缆剥线器等。光缆清洁盒主要用于清洁光缆连接部分的光缆，以保证检测的准确性和可靠性。光缆剥线器则用于剥去光缆外层的保护层和护套，方便检测人员进行后续的接续和连接操作。这些辅助工具能够提高光缆检测的效率和准确性，确保检测结果的可信度。

在光缆检测的实践中，选择合适的设备和工具对于成功完成检测任务至关重要。通过正确选择和使用这些设备和工具，可以及时发现和解决光缆问题，提高光缆检测的可靠性。

四、开展光缆检测

为准确测量此段管道的光缆位置、埋深数据， 对管道沿线进行调研分析，探测设备采用光缆声波定位仪，测试设备采用光时域反射计进行探测。

光缆声波路由定位仪是利用声学原理，用声波对地埋光缆进行查找和定位，并筛查地埋光缆状况的设备。 只需轻轻敲击光缆上方的地面或光缆本身，通过现场终端数据显示即可准确定位出光缆位置、路由、盘缆位置、接头盒位置、光衰点位置、光缆断缆位置。

4.1光缆声波定位仪技术参数

（1）现场设备安装完毕，进入系统先查看光路情况，光路应在 10000-30000 之间。

（2）拉曼开关点击开即可调试拉曼，拉曼值 0-27，一般 23-26 即可。Edfa 值在 60-130 之间。若光路太弱则把这两个值调大，反之光太强的话则调小。光路调好以后，就可进行定位操作。

（3）盘缆规律：光路有衰减、皮长间隔一公里或两公里、同一位置敲击有连续 20-100 米的二维振动并能听到敲 击声音。用 otdr 光源找到光缆衰减皮长，然后到现场敲击，根据盘缆规律即可找出盘缆。

4.2光缆检测

因光缆与管道同沟敷设，将管道、光缆与阀室为限分为9段进行检测，检测步骤包括：路由检测、开挖验证、绘制光缆路由图、编制报告4步。全线共探测126km,GPS定位2172处，开挖验证41处。光缆位置、埋深结果见表1，在测试中发现光缆衰耗大于0.5 dB以上20处，断芯5处。8段光缆埋深满足要求，运行质量满足要求。1段光缆存在大衰点7处，光缆断点2处，运行质量较差，不满足运行要求。

表1  光缆检测位置表

序号	区段	同沟敷设长度（km）	埋地部分平均深度（m）	架空长度（km）	与输气管线平均间距（cm）
1	A段	10.988	1.8	/	51
2	B段	5.811	1.7	2.214	48
3	C段	9.845	1.8	2.709	50
4	D段	7.384	/	2	1.248
5	E段	6.936	5.773	1.3	0.215
6	F段	0.51	5.927	1.8	2.8
7	G段	10.833	2.247	1.8	0.092
8	H段	13.951	4.637	1.7	1.232
9	I段	2.086	3.405	1.7	4.919

五、结论及建议

此次光缆路由探测，应用光缆声波定位仪和光时域反射计确认光缆具体走向、埋深，经开挖验证，检测结果与实际相符。8段光缆运行良好，E段断点多，运行状态差，需进行整改。结合此次检测结果，为确保后期光缆运行状态，建议做好光缆以下维护工作：

（1）应用本次成果，建立基础数据库，为以后配合地方建设、防止第三方施工破坏做好基础保障。

（2）对埋地光缆存在的隐患进行梳理，为下步隐患治理做好资料准备。

（3）按照管道标示桩的安装要求，每30米标定坐标位置，为后期安装标示桩做准备。

（4）在维护内容中加入光缆日常巡检内容，日常维护主要项目为接地电阻、装置检查，金属防护层绝缘检测等。

（5）借鉴管道巡护经验和地方政府、企业、高校、村委等相关主体建立合作关系，日常做好通信光缆线路保护宣传工 作、知识教育。

（6）在施工区域，易发生通信中断的节点、位置、地域，引入信息员管理模式，定期向信息员收集资料，确保光缆安全。

参考文献

[1] 侯志博,韩立锋,马强.长输天然气管道伴行光缆完整性管理探索[J].数字通信世界,2019

[2]李亚菲,吴有更,张巍威,高建,张勇.埋地输气管道光缆测量技术研究[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(6):51-53.