力创DAS产品成功完成中石化东兴支线清管全程跟踪监测——一根光缆,听见 21 公里的清管之旅


发布时间:

2026-10-28

中石化东兴支线首次清管内检测作业完成后,业主单位、内检测单位与力创现场人员在东兴输气站合影

2026年10月20日15:55,中石化湛江湖光输气站。一枚泡沫清管器被天然气推进 DN508 的管道,开始它自 2022 年 4 月投用以来的第一次旅行。21.2 公里之外,东兴输气站的收球筒旁,运行人员与跟球组已经就位。而在另一个屏幕上,一条斜线正从瀑布图的右下角缓缓爬升——那是这颗球在光缆里留下的脚步声。

5 小时 13 分钟后,21:08,球进筒。全程 21.2 公里,19 个定位节点,最快一段 3.67 m/s,最慢一段 0.49 m/s——每一个数字都有时间戳。没有卡堵,没有失联,收球一次成功。

                                                                    这一次,难在哪里                                                                                                                          

清管是管道行业最常规的作业,但“常规”两个字,掩盖了大量不确定性。这一次,不确定性叠得比平时更厚。

1.一条“没有病史”的管道

东兴支线 2022 年 4 月投用,检测历史一栏是空的。管内有没有施工遗留物、有多少粉尘与积液、有没有未被记录的变形,没有任何历史数据可以参考。清管的原则只能“循序渐进”:先用可通过 40% 管径变形的泡沫清管器探路,再上变形检测器(15%OD),最后才是涡流+IMU 检测器(10%OD)。第一颗球,本质上是一次“盲开”——它既是清管,也是探路。

管线条件也不算温柔:DN508、壁厚 8/10 mm、X60M 螺旋缝与直缝埋弧焊钢管、3PE 防腐层,最小弯头曲率半径 6D,全线 13 处定向钻穿越、9 处河流与鱼塘穿越、3 次等级公路穿越、1 次铁路穿越,最大转向角 89°,沿线还有一座东岭阀室(13.24 km)。任何一处通过不畅,球就停在里面了。

2.球速根本“算”不出来

清管方案给出过两套测算:按 4.1 MPa、2750 m³/h 的常态工况,球速约 0.075 m/s,跑完 21.2 公里需要 78.52 小时;若从相邻城北站调剂约三分之二气量到东兴站,瞬时流量抬到 0.8~1.9 万 m³/h,球速 0.27~0.68 m/s,早上 8 点发球、当晚 21 点收球,全程约 13 小时。

实际呢?平均 1.13 m/s,5 小时 13 分跑完全程。是调气方案上限的 1.7 倍,是基础测算的 15 倍;用时约为调气方案的四成,仅为基础方案 78.52 小时的 6.6%。

如果只看平均值,事情还不算糟。真正麻烦的是逐段速度:18 个区间里,最快的 3 分钟走了 660 米(3.67 m/s,接近 13 km/h),最慢的 83 分钟只走了 2420 米(0.49 m/s),极值相差 7.5 倍。而常规跟球,是按“流量估算到达时刻、提前在跟踪点守候”的方式工作的。当实际速度可以在半小时内翻三倍,守候就变成了赌博——守早了白等,守晚了漏跟,漏跟之后就只剩“沿着管线找球”这一条路。

3.地面跟不过去

常规跟球依靠清管器上的信号发射机与地面的手持接收机,接收距离约 10 米,必须走到管道正上方、埋深合适、没有强干扰的位置。这意味着它天然是“点”的采样:3 辆车、6 个人轮换,一个点一个点地追。

13 处定向钻意味着 13 段深埋;9 处河流与鱼塘意味着人站不到管子正上方;铁路与等级公路意味着不能随意布点。而这一次的收官段落在夜里:19:45 球到 18.78 公里处,最后 2.42 公里在夜色中走完,21:08 进筒。在这样的线路上做到“不漏跟”,靠的不是体力,是方法。

4.卡球的代价,按小时计

方案对卡堵写了四级解卡措施:憋压 0.8 MPa 推出、降压反推、再发一颗中密度泡沫球顶推,最后是割管取球。而传统定位方式是这样的:先看球后压力升、球前压力稳,判断“卡了”;再用管容量与放空量反算大致距离(R = V/(p1-p2)/Q);最后派人带手持仪,在上游方向 ±1 公里范围内徒步搜寻。

一次卡球,停输是小时级,割管是万元级,越晚定位代价越大。如果位置信息是连续的,这套流程可以压缩成几分钟。

5.伴行光缆,并不是天生的传感器

把管道伴行的通信光缆变成传感器,听起来是“接上就能用”。实际上,光缆与管道同沟但不同轴,中间隔着回填土;光缆自身还有接头盒、余缆盘留、深埋定向钻段。于是“光缆里程”和“管道里程”从来不是一回事。

最典型的现象是盘留段:某处多绕了几十米光纤,清管器经过对应管段时,振动会耦合到整盘光纤上,瀑布图上那条斜线会突然“拖平”成一段横线——直线变横线,意味着十几分钟里位置读数几乎不动。按光缆刻度直接读,几百米的管道行程会被读成 0。

另一个现象是中间丢失段:深埋穿越段土壤耦合衰减、接头盒附加损耗,信号会在某一段突然消失,斜线断成两截。这两件事,只有真的在管子上跑过、并且逐段校核过的人才会知道。

图1  清管过程的时间—空间瀑布图(红线区段为盘留段造成的“位置平台”)。横轴为时间,纵轴为光缆里程,斜线即清管器轨迹,斜率即速度。

图2  深埋穿越段的“中间丢失段”:轨迹在时间轴上出现断口,需以前后节点速度外推,并与站场压力、流量交叉校核。

                                                               我们怎么“听”到那颗球                                                                                                                         

第一步:对表——把“光缆里程”翻译成“管道里程”

进场第一件事不是开设备,是标定。以收发球筒、东岭阀室(13.24 km)、测试桩、标志桩、弯头为控制点,逐段建立“光缆里程—管道里程”映射;对识别出的盘留段单独建模,用它进出口两端的约束做插值,不让它污染整段刻度。没有这一步,后面所有定位都只是“大概”。

第二步:跟踪——斜线的斜率就是速度

把每一帧的空间能量按时间堆叠成瀑布图:横轴时间、纵轴里程,斜线就是轨迹。轨迹上任意一点的切线斜率,就是瞬时速度;斜线变横线,就是停球;斜线断裂,就是丢点。这比“到点报一次”的信息量高出一个量级——不是“它刚才经过这里”,而是“它现在在这里、以这个速度前进”。

第三步:互证——三路信息互相校验

任何单一手段都会说谎。DAS 会因耦合变差而丢点;压力曲线会因调压而误判;人工跟球会因路况而迟到。所以这三路必须互相校验:DAS 给连续位置与速度,跟球组在关键节点复核,站场压力与流量提供物理约束。本次作业中 5 处深埋穿越段出现短时丢点,全部由“前后节点速度外推+压力流量校核+桩号比对”补位,全程没有出现无法判定的时段。

                                                       

                                                                        5 小时 13 分,21.2 公里                                                                                              

 

  下面这张表是本次作业的跟踪记录节选。每一行都有时间、桩号、累计行程、分段速度与光缆里程,可回溯、可复核、可与内检测里程对齐。  

表1  清管器跟踪记录(节选)。※ 为深埋穿越段短时丢点,位置由前后节点与站场压力、流量补位。

图3  清管器里程—时间轨迹。灰色虚线为按方案测算球速(0.075 m/s)推算的轨迹,橙色点线为按调气后方案(≈0.45 m/s)推算的轨迹。两条推算线都远在图外——按任何一种计划推算,这颗球当晚都到不了东兴站。

图4  18 个区间的分段速度。峰值出现在 17:02-17:05 的定向钻段附近,谷值出现在 19:45 之后的收官段。速度的剧烈波动,正是“定点守候”式跟球最容易失效的地方。

这两张图说明的其实是一件事:方案可以算,但现场不会照着算。当计划速度与实际速度相差一个数量级时,唯一可靠的办法是持续测量,而不是持续推算。

值得一提的是,全程速度曲线是实时可见的。峰值那一段如果继续上扬,看板上会先出现“关注”提示,再升级为“预警”,跟球组与调度可以在球还没出问题的时候就知道它跑快了。这项能力在本次作业中没有被真正触发,但它一直在。

                                                              一根光缆,两种能力                                                                                                                           

对外破监测来说,DAS 是“常态防御”:7×24 小时盯着沿线,谁在管子上方动土、挖了多深、离管子多远,在几分钟内给出告警与定位。对清管与内检测来说,DAS 是“过程可视”:把一段本来只能靠推算和守候的过程,变成一条可以实时观看、可以回溯复核的曲线。

两者共用同一根光缆、同一套主机、同一个平台,边际成本极低,却覆盖了管道运维中风险最集中的两类场景:一类是“别人来破坏”,一类是“自己作业时失控”。

▪ 清管与内检测:清管器/检测器全程跟踪、速度实时监测、卡堵快速定位、收球时刻预判;

▪日常外破监测:挖掘、打孔盗气、机械施工、地质灾害的实时识别与定位;

▪ 作业期专项:试压、置换、带压封堵、维抢修期间的沿线状态监视;

▪ 数据资产:每一次作业的时空数据都沉淀下来,成为管道完整性的过程证据。

这份能力已获得业主认可:DAS清管跟踪正式写入《东兴支线内检测施工方案》,与常规手段同等承担现场保障责任;作业结束后,业主方向力创发来感谢信,对响应速度、数据完整性与协同保障给予高度肯定。力创也衷心感谢业主以高标准、体系化的 HSE 管理为我们提供了宝贵的学习和提升机会,作为供应商,我们在合作中不断优化自身安全管理体系,也进一步增强了项目执行能力。

这不是一次技术演示,而是一次实打实的工程交付。业主拿到完整的清管跟踪时序记录,内检测单位拿到里程对齐关键数据。力创依托本次项目,沉淀形成定向钻复杂管线工况下泡沫清管器微弱信号跟踪自研算法与成熟实施经验。该技术落地门槛高,国内仅有少数几个团队能够稳定实现,力创依靠全套自主知识产权算法与自研产品,成为该领域国内头部技术服务厂商。长路不止,这套 DAS 感知系统将持续为长输管道安全运维护航。