油气长输管道长期应变及位移监测

为了对长输油气管道应变进行有效监测和预警,降低管道安全运营成本,论证了管道位移监测的必要性,提出了将自主研发的惯性测量单元(IMU)测绘技术应用于管道中心线检测的方法,结合管道基线数据检测管道位移和弯曲应变。IMU系统可以高精度检测管道弯曲应变和管道位移,与现有的位移监测技术相比,IMU内检测可以全线逐点检测管道的弯曲应变和位移,对管道的弯曲应变和位移监测更加全面和精确。现场应用结果表明,该检测方法具有位移和应变集中及时发现等功能,通过长期的周期性检测可评估管道整体位移概况,根据检测结果可合理调配管道维修资源,使管道完整性管理工作更加主动有效。提出的检测方法为长输管道的安全运行提供了技术保障。     

已埋地长输管道中线坐标获取

准确的管道中线坐标是管道安全运营及维护的重要前提,也是实施管道完整性管理的重要基础数据.通过对管道内检测、测绘、GIS坐标修正等技术的研究,论述了早期施工时未能做管道信息化采集的已埋地长输管道坐标采集及修正方案,依据此方案指导广东大鹏LNG公司项目,获取了准确的管道中线坐标,并对所获取中线坐标偏差的原因进行了分析.     

小口径旧管道内腐蚀状况及修复质量检测技术

针对小口径旧管道内腐蚀损坏程度及修复后的质量状况,研究开发了一种长距离小口径管道内部视频检测车,通过视频观察和录象、里程记忆等系统的精密集成,实现了小口径管道长距离内壁表面状况检测。该技术一是可对旧管道的内腐蚀状况的检查和判定,为管道修复的工艺和方法提供依据;二是可对大修后内衬质量进行检测评价,重点是对修复质量的评价。     

基于内检测的油气管道中线坐标修正方法

介绍了管道内检测技术及管道中线坐标的获取现状,分析修正内检测管道数据以获取准确的管道中线坐标的必要性。以某油气公司内检测管道中线坐标修正为例,通过对修正参考点选取、修正参考点测量、内检测坐标修正及油气管道中线坐标验证的内检测油气管道中线坐标修正步骤论述,得出使用基于内检测的油气管道中线坐标修正方法可以使内检测油气管道中线坐标的精度达到±1 m以内的结论。获取准确的油气管道中线坐标对油气管道的安全运营有重大的经济价值和社会意义,基于内检测的油气管道中线坐标修正方法可以在油气行业中推广使用,为内检测油气管道中线坐标的修正提供技术支持。     

基于多传感器数据融合的长输埋地管道中心线测量

针对长距离油气管道的中心线测量问题,提出了一种利用多传感器数据融合的管道中心线计算方法。当使用管道内检测器对长距离油气管道进行内检测时,在内检测器上装载惯性测量单元（IMU）和里程计,通过加载低频发射机激发地面GPS标记盒获得内检测的位置信息。使用导航系统和非线性动态系统进行误差建模,利用IMU数据及里程计数据进行航位推算,并采用扩展型卡尔曼滤波器对惯导系统及里程计的各项误差进行估计和补偿,结合地面GPS标记点数据最终得出准确的管道中心线位置信息。通过对同一节长度的管道在2次不同时间测量的管道中心线轨迹数据进行对比分析可知,两次测量获得的惯导中心线数据在水平方向的综合偏离误差为0.35 m,高度方向的综合误差为0.74 m。为进一步验证测量精度,对埋地管道某处特征点进行了开挖验证,检测器的误差在1 m以内。为埋地油气管道的安全运行提供了一种有效的测量手段。     

长庆油田小口径管道内检测机器人研究与应用

综合涡流和超声波检测技术,针对长庆油田CO2驱小口径管道,成功研制了小口径管道电磁涡流内腐蚀检测机器人和超声波内腐蚀检测机器人,并在长2.97 km、管径为Φ114 mm、壁厚为4.5 mm的管线上进行了试验。研制过程包括检测系统探头、腐蚀情况检测系统、壁厚检测系统、采集处理系统、动力控制系统、储存分析系统、里程记录单元以及上位机成像系统、整体检测系统的设计和开发。电磁涡流内腐蚀检测机器人可用于Φ89 mm、Φ114 mm、Φ133 mm管径的腐蚀检测,能够通过4D弯头,能将管道腐蚀、壁厚减薄甚至盗油孔等隐患进行检测、定位。超声波内腐蚀检测机器人,能够对输油管道进行全程检测和数据记录,确定缺陷在管道上的位置,形成相应波形曲线。     

油田小口径管道内防腐层补口技术探讨

油田上游生产系统使用的管道绝大部分是DN200以下的小口径管道。该文分析了油田小口径管道内防腐层技术面临的瓶颈问题——内防腐层补口问题,介绍了常用的几种内防腐层补口技术,并对其优势与存在的问题进行了对比;总结分析了几种内防腐层补口技术的应用效果及应用经验,为油田解决地面管道腐蚀难题,特别是油田应用规模较大的小口径管道内防腐层补口难题提供了思路。     

油气长输管道腐蚀检测评估技术研究与应用

油气长输管道腐蚀检测评估已成为确保原油安全输送的关键技术。文章对管道可能存在的腐蚀失效形式进行了剖析,提出了一套综合利用坐标测绘、双频电流衰减法、直流电位梯度法、密间隔管地电位测试法、杂散电流检测法、瞬变电磁法对油气长输管道进行检测评估的方法和利用HoneywellPredictPipe3．0软件对输气管道进行内腐蚀评估的方法。文章结合工程实例说明了该技术的应用,并指出利用该技术可在非开挖不停输的前提下．实现对油气长输管道腐蚀与防护状况的完整评价。     

现河采油厂天然气外输管道腐蚀检测分析与控制

综合利用管道卫星定位、坐标测绘、管道防腐层状况检测与分级评价、外防腐层破损点检测评价、管体壁厚检测等技术,配合管输介质组分和管道腐蚀产物分析,对现河采油厂天然气外输管道腐蚀状况进行了检测,确定了管道的腐蚀原因,为管道的维护运行提出了合理化的建议。     

油气管道内检测新技术与装备的开发及应用

油气管道内检测是保障油气管道安全的最有效的技术措施之一,而近年来出现的高碳钢、大管径、高压力、高流速油气管道对内检测技术与装备提出了新的挑战。为此,在调研电磁内检测新技术、极低频微弱瞬态信号检测新技术以及油气管道内检测新装备工程应用的基础上,基于电磁信号的主动发射与接收实现金属缺陷的检测,研发出电磁控阵检测器新技术与装备;基于杜芬混沌振子对含噪信号进行检测,实现对噪声中的极低频信号的检测,研发出极低频瞬态微弱信号检测新方法与装备,并开展了实际检测工程验证。研究结果表明:(1)研发的电磁控阵内检测新技术,利用直流励磁磁场和高频激励磁场协同作用的机理,仅用小信号激励即可实现响应的摄动效果;(2)引入采集信息成分的压缩采样,可突破内检测器的速度瓶颈,使电磁控阵检测器的检测速度达到创世界记录的8 m/s;(3)研发的基于混沌的极低频微弱瞬态信号检测新方法,可突破高速运动条件下内检测器管外跟踪定位过程中接收信号微弱且持续时间短暂的技术瓶颈,将微弱瞬态信号实时检测的信噪比降低到-10 dB以下。结论认为,该新装备的优越性能已经在实际运行的油气管道检测工程中得到了检验,将为国内主干油气管道的安全运行提供技术支撑和设备保障。     

海底管道微小泄漏球形内检测器结构设计

针对海底管道微小泄漏检测,提出球形内检测器结构设计方案:法兰式密封球壳内装载水听器、惯导模块和磁传感器、电路板、电源模块等。智能球随管内液体一起流动,沿途采集管内泄漏声音信息、自身运动信息和管内磁场信息。不同的智能球,其内部核心部分不变,变化的是球的壁厚和外径。通过仿真计算确定了不同工况下智能球的机械结构。     

轴向速度组合的陀螺随钻测量方法研究

受到成本及井下空间的限制,采用低成本小体积的惯性器件对井眼轨迹进行随钻测量存在长时间误差积累较大的问题。提出引入井口轴向速度进行组合修正的方法,定量研究只有钻杆轴向速度组合的闭环卡尔曼滤波方法及其效果。模拟水平井随钻测量的半物理仿真验证,定量分析该组合方法对纯惯性测量的改进效果。采用速度组合方法,进行1°/h常值漂移的陀螺测量,方位角和井斜角的测量误差在3.5h仿真时间内保持在1°和0.1°,仿真精度达到0.1°/h常值漂移陀螺的测量水平,可有效降低惯性测井的成本和体积。     

海底管道典型缺陷磁记忆检测试验研究

针对海底管道在生产运行中受到腐蚀性介质及外力作用,易产生缺陷导致失效的问题,以磁记忆检测技术为基础,研制开发了海底管道内检测器,基于海底管道损伤典型缺陷形式设计并搭建了管道损伤检测试验台,对研制的海底管道内检测器进行了管道损伤检测试验研究。试验结果表明,研制的海底管道内检测器能够有效检出管道已有缺陷;对不同缺陷类型、尺寸磁记忆检测信号的特征参数进行对比分析,证实了磁记忆检测技术在缺陷量化中的应用潜力。研究成果为磁记忆检测技术应用于海底管道缺陷损伤检测提供了技术支撑。     

海底管道损伤悬跨段磁记忆检测研究

海底管道是保障海上油气田持续开发的重要运输手段,海底管道在生产运行过程中容易受到腐蚀及外力作用产生缺陷而导致失效,因此定期对海底管道进行内检测是保障管道安全运行的必然需求。鉴于此,对试验管道损伤部位进行了力磁耦合仿真,仿真结果显示在管道的受力部位产生了磁场强度的变化。又以磁记忆检测技术为基础并结合已有的管道漏磁内检测技术,研制开发了海底管道内检测器,同时开展了海底管道悬跨段损伤磁记忆现场检测试验研究。试验结果表明:管道磁场强度整体呈现两端高、中间低的规律,并且在损伤部位磁场信号产生畸变;依托磁记忆检测技术研制的海底管道内检测器能有效检测出海底悬跨管道损伤段,伴随着管道损伤程度增加,检测信号梯度值显著增大。研究成果为磁记忆检测技术应用于海底管道损伤检测提供了技术支撑。     

旋转磁导向系统井下磁源优化设计

为了提高随钻探测过程中永磁体磁源的磁性能,增大磁源信号的使用范围,对旋转磁导向系统井下磁源进行了优化设计研究。根据电磁场理论及所用磁源的特点,建立了圆柱形永磁体电流模型;利用矢量磁位方程推导出圆柱形永磁体截面直径和长度与其空间磁场强度的关系,圆柱形永磁体的截面直径和长度决定了其空间磁场强度;并对不同几何参数的圆柱形永磁体和其所在磁短节的空间磁场强度进行了测量和分析。永磁体长度一定时,直径从10 mm增大到20 mm,其空间磁感应强度增加了近80%;长度从50 mm增大到100 mm,其空间磁感应强度增大了近200%。试验表明,内部并排平行放置永磁体的磁短节空间磁场强度与圆柱形永磁体的直径和长度均呈单调递增关系。等体积永磁体的空间磁场测量结果表明,长度与直径之比越大,永磁体空间磁场越强。因此,合理设计永磁体的几何参数,可以增强磁短节的空间磁感应强度,提高测量的准确性。      

精密单点定位技术在长输管线控制测量中的应用

为解决国内外油气田长输管线控制测量中控制网覆盖广、地形复杂、工期紧以及找点困难、联测不便等问题,以非洲某油田长输管线建设为例,采用精密单点定位解算软件和TBC软件,分别对已有控制点和新布设首级控制点的观测数据进行解算,并将解算结果进行比较分析。结果表明:精密单点定位技术解算结果的平面坐标精度优于2 cm,高程精度优于5 cm,精度指标均满足规范要求。精密单点定位技术在长输管线控制测量中应用是可行的,为国内外长输管线作业困难地区的控制测量提供了便捷的方法,同时也可以节省人力、物力,缩短作业周期,极大地提高作业效率。     

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管道内壁受冲刷和腐蚀而减薄,常常发生泄漏事故,不仅造成经济上的巨大损失,而且造成人身伤害,污染环境,根据我国石油天然气管道安全规程的规定,管道应进行定期全面检测,检测周期为5年,文章介绍了天然气管道的内部漏磁检测原理和技术性能,指出管内漏磁检测是替代管道静压试验的一种有效方法,它对于管道安全运行评定具有十分重要的意义,使用天然气管道的内部漏磁检测方法,管道检测前的准备工作至关重要,应确保管内无阻塞,管内有效直径达到内径的95%以上,并应精心设计管道捕获器,以确保管内漏磁检测的顺利进行,最后,还介绍了国外管内漏磁检测的发展趋势。     

我国长输管道外检测技术现状综述

新建管道施工中防腐层破损,以及在役管道腐蚀缺陷,都会对管道安全造成不利影响。管道外检测可及时发现防腐层缺陷,指导管道修复维护工作。阐述了长输管道外检测的工作内容,重点针对管道防腐层外检测技术,介绍了较为成熟、先进的外检测技术的优缺点和适用性,包括标准管-地电位测试技术、皮尔逊检测技术、多频管中电流测试技术、直流电位梯度法、密间隔电位测试技术等,此外还包括了新兴的非开挖检测技术。系统总结了外检测技术在我国管道工程的应用情况和实践经验,并分析了应用中存在的主要问题。最后,针对管道外检测技术未来发展趋势进行了展望。     

小管径天然气管道封堵动火作业新技术

氮气置换动火技术因操作规程标准和指标控制严格、安全等级极高,常用于气田管道动火作业,但投运后的天然气管道中除含大量甲烷外还含少量凝析油和游离水,导致氮气置换动火作业存在困难,管道内无法置换干净的凝析油因挥发导致置换作业周期延长、成本增加。通过将研制成功的天然气管道新型封堵剂（固水乳化剂）及小管径冷冻封堵工艺和设备,与气田现用置换动火技术结合,有效地缩短小管径天然气管道置换动火作业周期,降低作业成本,确保氮气置换动火作业更经济、更安全、更实用。