海底管道失效原因及基于ROV的海底管道巡检技术

统计分析了国内外海底管道的失效原因,包括设计不合理、管道材料质量问题、海管施工质量问题、冲刷与悬跨、船舶起抛锚作业、船只搁浅、落物冲击、采沙作业引起海底管道悬空、拖网捕鱼、内外腐蚀、设备故障、操作失误。探讨了基于遥控潜水器(ROV)的海底管道巡检技术,其在工作深度、设备搭载能力和复杂海况的适应性方面优势明显,由ROV搭载检测设备进行管道巡检,基本方式是ROV巡线航行,进行常规检测,并在可疑区域或故障点悬停,进行精细检测,甚至可完成水下干预。     

《管道科学技术论文选集》文摘（五十二）水下管道埋深检测技术

水下管道埋深检测技术可为穿江管道的安全运行提供技术依据。介绍了水下埋设管道所面临的问题,以及国内外水下管道埋深检测技术的发展情况。通过对不同检测方法的分析、比较,对不同工况的水下管道埋深检测提出了相关建议。     

基于SCADA的原油管道泄漏监测系统

用于过程控制的OLE(OPC)作为一种工业标准,提供了硬件设备的统一"驱动",极大地简化了软件和硬件之间的通讯编程.利用天津―石家庄原油管道现有的SCADA系统,基于虚拟仪器开发平台LabView,采用负压波法、流量平衡法和实时模型法等多种泄漏检测方法实现管道泄漏的判断和定位,通过OPC实现与SCADA系统各站PLC之间的数据通讯,成功开发了一套基于SCADA的管道泄漏监测系统.与其他管道泄漏监测系统相比,该系统减少了其硬件设备与投入成本,且采用各站PLC数据缓存的方式获得所需数据,提高了原始数据的可靠性和准确性.现场试验证明了系统的良好性能,可为其他原油管道的泄漏监测提供指导.     

水下机器人在病险水利工程检测中的应用

文章简要介绍了水下机器人(ROV)系统基本情况,结合水下机器人在宁乡县黄材水库等水利工程检测中的实际应用,阐述了水下机器人(ROV)系统应用于病险水利工程水下检测工作的主要特点及其使用的局限性。     

长输液体管道泄漏检测方案的选择

介绍了在长输液体管道上应用的各种泄漏检测技术及其优缺点,以库鄯原油管道和兰成渝成品油管道为例,综合分析了管道工艺、设备、SCADA系统、通信系统以及投资等多方面因素对管道泄漏检测的影响,为长输管道泄漏检测方案的选择及确定提供了技术支持.     

管道内检测器性能规格验证方法

管道内检测器性能规格直接决定着管道本体隐患是否能够被系统地识别出来,也是管道运营企业根据自身管道情况选择适宜检测器需要考虑的关键因素。通过对管道内检测器的检出率(POD)、识别率(POI)、误报率(POFC)、采样频率、定位精度、检出缺陷类型及其阈值、缺陷尺寸量化精度,以及抗外界干扰能力(如管道内壁清洁度、流速和温度影响)等性能规格关键指标的分析,提出了开挖验证和牵引试验验证管道内检测器性能规格的方法,建立了管道内检测器性能规格关键指标的计算方法,为管道运营商实现基于风险的检测提供了选择检测器类型和性能指标判定的依据。     

中俄东线天然气管道工程DR设备校验方法

为了有效控制管道环焊缝的焊接质量,并满足智慧管道的建设需要,在中俄东线天然气管道工程中采用X射线数字成像(Digital Radiography,DR)检测设备进行环焊缝焊接质量的检测。管道DR设备主要由带X射线机的爬行器、探测器、计算机、检查软件、检测工装等组成,其可靠性直接关系到管道环焊缝的检测质量。目前国内外仅针对DR设备各个组成部分提出了相应的技术指标,尚无针对整套设备系统的校验方法及校验标准,故研究制定了中俄东线DR设备校验程序,主要校验内容除相关标准规定的探测器坏像素、基本空间分辨率、最小许可灰度幅值、对比度灵敏度外,还增加了DR设备成像均匀度、缺陷检出率及可靠性测试,为中俄东线天然气管道工程高质量建设提供了技术保障。     

我国管道施工机具设备的现状和未来发展方向

管道施工机具设备状况是制约长输管道工程施工质量的基本条件,也是决定管道施工单位在市场竞争中生存和发展的重要因素。叙述了长输管道施工的焊接设备、辅助焊接设备、防腐作业线、双连管和多连管装备、水平定向穿越钻机、水平穿孔钻机以及管道检测等设备的现状,同时,根据我国管道施工机具设备的现状阐述了未来发展方向,要大力发展计算机辅助设计技术(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM),加强设备的管理、应用和开发。     

海底管道溢油防控措施

从设计、防腐、人为和自然因素等方面分析了海底管道的溢油原因,指出应加强在役海底管道的承压能力及管体与海底相对位置的定期检测,采取有效的机械损伤预防措施,必须考虑管道的路由、埋深、壁厚、防护覆盖层、水动力条件及泄漏检测系统的合理配置等因素,优化新建和预建海底管道的设计和施工.提出了建立HsE管理体系和溢油应急组织、加强区域协作等海底管道溢油的防控管理和技术措施.介绍了水上焊接修复法及水下不同方式的管道修复方法.     

管道泄漏监测系统的性能评价指标

在管道泄漏监测技术的实践应用中,存在缺乏完整、统一的性能评价指标和表征方法的问题,使得管道泄漏监测系统的综合性能评价尤为困难。参照API 1155《基于软件的泄漏探测系统评价方法》提出的管道泄漏监测系统性能准则,根据生产运行管理对管道泄漏监测系统的需求,建立了统一的管道泄漏监测系统性能评价指标体系和表征方法,并结合负压波法管道泄漏监测技术对各性能指标的含义及其相互关系进行了详细分析,为今后开展管道泄漏监测系统的综合性能评价提供了有效指导。     

在线检测技术在旋风分离器性能评价中的应用

利用高压天然气管道内粉尘在线检测装置于2008年和2009年对国内某天然气管道计量站内多管旋风分离器性能进行评价。2008年的检测结果表明：该站旋风分离器效率过低,平均效率仅为62.4%。基于检测结果,分析了旋风分离器效率偏低的原因,并提出旋风分离设备的选型依据。该站于2009年更换了旋风分离器,更换后旋风分离器分离效率提高到90.6%,除尘效果明显。高压天然气管道内粉尘在线检测装置能够实现对天然气管道内粉尘的在线检测,具有安全可靠、实时性好、精度高的特点,可指导分离过滤设备的性能评价和选型。     

成品油管道内检测清管技术

对成品油管道定期实施清管作业可以提高管输效率、油品质量及排查管道严重变形管段,在内检测前进行清管可以提高内检测的数据采集精度和数据质量。系统介绍了3种成品油管道清管器的工作原理和特点,提出了内检测前实施清管作业所用清管器的技术要求,讨论了清管实施阶段清管速度的选择,各阶段合格标准的判断以及收发、跟踪、定位等关键技术,为成品油管道内检测清管实施提供了指导。(图10,表1,参24)     

机器学习在油气管道的应用研究进展及展望

机器学习作为实现人工智能的主要手段,通过探索数据规律、建立预测模型来指导决策支持。在目前油气管道系统设备繁多、结构复杂、技术庞杂等背景下,引入机器学习是为了采用人工智能技术解决单纯依靠数学模型难以应对的问题,代替人工从事一些枯燥繁琐、危险程度较高的工作。结合油气管道系统各生产环节,重点阐述了深度学习、强化学习及迁移学习3类机器学习方法的应用研究进展,包括油气管道泄漏、多相流型识别、设备故障诊断及储罐目标检测等应用场景,构建了人工智能技术在油气管道系统的应用框架,指出深度学习、强化学习及迁移学习在该领域拥有较强的应用前景。最后,对机器学习在油气管道领域的应用进行了展望,以期为油气管道系统的智能化研究与发展提供参考。     

天然气管道多部件设备机会维修模型

为了防止天然气管道多部件设备经常发生的维修不足或维修过剩情况,提出采用机会维修策略,将预防性维修和故障维修有机结合,以多部件设备系统总维修成本最小化为目标,考虑到部件故障对生产质量的影响,以系统可利用的维修时间为条件约束,在保证系统最低可用度的基础上,建立了天然气管道多部件设备机会维修模型。结合具体应用实例,采用遗传算法进行仿真,确定了天然气管道压缩机各部件的最优维修策略。结果表明:该模型能够有效降低设备的维修成本,提高了天然气管道系统的可用度,并为天然气管道多部件设备中各部件的维修方式提供了理论依据。     

油气管道SCADA系统高可靠冗余网络设计与实现

目前对SCADA系统的研究多集中于工程应用、软件架构设计、通信协议的数据传输和处理,对大型油气管道SCADA系统网络的研究与应用涉及较少,研究成果无法满足生产调度对业务数据网络传输的高质量、高可靠冗余要求。为此,设计了一种适用于大型SCADA系统的高可靠冗余网络架构,其设计思想是分层的架构设计、各层设备冗余及各设备之间链路冗余。根据PVST+生成树、HSRP、EIGRP、BGP、路由映射表等协议的算法特点,在各层网络组合中使用上述协议,从而确保了油气管道生产业务数据网络传输连续不中断,实现了站场与调度控制中心之间的生产数据可以根据链路情况自动选择最佳路径进行传输,满足了油气管道调度运行对业务数据网络传输的要求。(图1,参20)     

One-Pass水下管道检测系统在定向钻穿越管段中的优化应用

为保证穿越河流管段的正常运行,需要定期检测管道埋深。针对定向钻穿越大埋深管道检测过程中电磁信号不稳定导致检测结果不准确的问题,通过改变不同埋深穿越管段的电磁信号校准方法,对One-Pass水下管道检测系统进行优化,提高其在定向钻穿越管道检测中的检测精度。结果表明:利用优化后的电磁信号校准数据计算得到的结果与实际情况的符合度更高,说明优化后的One-Pass检测系统能满足水深40 m范围内的定向钻穿越管道敷设状态检测要求。研究成果对定向钻大埋深穿越河流管段敷设状态检测具有指导作用,对保障穿越河流管段的安全运行具有重要意义。     

输油管道泄漏检测技术研究与应用

针对新疆油田王化输油管道的具体情况,研制了一套输油管道泄漏检测系统,该系统是将小波变换、GPS校时等先进技术应用到泄漏检测系统中.基于Visual Basic 6.0,采用负压波检测技术编制了一套泄漏检测软件,实际应用表明,该系统性能稳定可靠,可对管道的突发性泄漏做出迅速反应,泄漏定位精度高,所需硬件设备较少,投资费用低,可满足工程应用要求,有广阔的应用前景.     

3PE管道补口便携式自动剥离强度试验机的研制

3PE防腐涂层管道现场补口基本采用环氧底漆＋热收缩带结构,剥离强度测试是评价补口防腐层粘接性能的主要方式。目前现场大多采用弹簧秤进行剥离性能测试,存在无法准确控制剥离速度和角度,以及无法实现管道补口各方位检测等问题。在角度可调的等腰三角形结构理论的基础上,对测试设备拉伸和角度控制系统进行了优化设计,采用模块化设计思想,编写了系统操作软件,研制出的便携式剥离试验机,实现了3PE防腐涂层的剥离强度测试速度与角度可控,可对拉力进行直接测量,独特的三角形结构满足90°剥离角度的需求,调速的2台步进电机控制实现了10mm／min的剥离速度要求。试验结果表明：其精度达到1％,可用于工程检测评价。     

无人艇海管检测系统的研制及应用

为保证海底管道的安全运行,定期巡检必不可少,而传统检测方法存在诸多问题,限制了海管检测的频率和效率。为此,提出一种无人艇(Unmanned Surface Vessel,USV)海管检测系统,该系统通过在USV上搭载海管检测系统,可实现出海作业由岸上人员远程操控,并可自主航行开展巡线。USV海管检测系统由USV子系统、海管检测任务系统、数据处理及展示系统构成,该系统主要基于导航定位、USV测线航迹预置、三维成像声呐、浅地层剖面仪等关键技术完成海管检测。目前,USV海管检测系统已投入到胜利油田埕岛油田的管道检测工作中,并开展了对大部分管道的扫测,可获得裸露、悬空管道的长度和高度,进一步提高了海管检测的效率,为海底管道的检测工作提供了一种更加安全、直观、快捷的新方法。     

沧临管道泄漏实时监测系统的设计与应用

沧临管道泄漏实时监测定位系统综合吸收了多种先进的检测技术和信号处理方法,采用检测泄漏点瞬态负压波的方式实现管道的泄漏检测和定位.通过介绍沧临管道泄漏实时监测系统的工作原理、系统组成、软件设计和应用实例,表明该系统对各监测数据的实时采集、传输和处理的速度较快,具有较强的数据网络监控功能和较高的管道泄漏检测灵敏度和定位精度,可以有效地保障输油管道的安全运行.