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智能泡沫电子几何检测技术的应用

来源:《管道保护》杂志 作者:荣洪清 徐永涛 时间:2019-5-15 阅读:

北京蒂川国际贸易有限公司




国内石油天然气管道的清管通球和内检测作业已经趋于常规化。一些老旧管线由于内部杂质长期累积,并且受地质变化及其他外力影响,导致管道内径发生较大的变化,常规清管器无法清出大量杂质,后续检测作业极易造成失败或卡堵。即使在常规清管器能够清出大量杂质的情况下,对管道内杂质量和分布情况依然无法做出判断,不能有效的安排清管操作,造成清管作业的盲目性和卡球现象。因此需要一种强通过能力的几何检测器来弥补技术上的空白,同时对管线的积垢量和分布进行评估分析。笔者深入了分析智能泡沫电子几何检测技术的优点和应用前景。


1 常规测径技术介绍

机械测径板。可以直观有效的判断管道内部是否存在变形,为下一步的工作提供指导。机械测径板分为直管测径板和弯头测径板两种,一般会配合泡沫或者机械清管一起使用,一次运行之后可以根据测径结果初步判断管道内部弯头和其他管段的变形情况,不同厂家提供的清管器的结构可能会略有不同,对测径板的使用也会有不同的方法,但是都会把测径板作为前期作业的必备部分(图 1)。

测径板是通过配合清管器对管道内的变形进行判断,因此其通过能力主要受限于所搭载的清管器,在配合泡沫清管器使用的情况下,对于复杂管线测径是一种有效的手段,不过其缺点也很明显,就是无法对变形点进行量化分析,即无法提供常规几何所能提供的管线参数,无法准确判断变形点的尺寸及深度,尤其是无法进行定位等。

常规电子几何检测设备。作为内检测通球作业必选的测径设备,配合搭载的传感器可以采集管线几何特征点,并进行有效的分析,包括里程、椭圆度变化、弯头角度变化、管线内径变化及造成的原因、管线是否存在凹坑等缺陷,电子几何提供的数据可以直接决定下一步金属损失作业的可行性。目前国内常规电子几何检测设备受其设计或者能力影响,通过能力往往会设计在25%OD范围以内,同时不具备测垢技术能力,如果测径板运行结果显示存在大于该数值的变形,往往无法进行下一步作业,很多情况下导致检测作业被迫中止。


2 智能泡沫电子几何检测技术

该技术是在保证所有电子传感器精度的情况下,对设备进行了特殊设计和集成化处理,将设备设计成了小巧的电子仓结构,配备易压缩的泡沫体,由于精度等不受影响,可以对凹陷等管道特征点进行准确的 检测和识别,设备通过能力可以高达35%ID,更特殊情况需厂家根据管线情况进行定制设计(图 2)。

该技术在国外作为一种有效的手段来弥补常规几何检测不足和测垢能力的空白,特别适用于一些情况不明的老旧管线,在通完泡沫球之后,即可将该设备投入使用,可以有效采集管道内所有相关的几何参数,评估分析蜡垢量和分布情况,为下一步作业提供有效指导。

智能泡沫电子几何检测设备可以在大部分介质中运行包括空气和水等,也能适应高温原油管线运行,可以有效避免卡堵和停产作业的风险,为业主节省停产带来的运营损失。


3 国内应用情况

2018年,中海油位于渤海的某条33.3 cm(10寸)海管在通球作业过程中出现泡沫钢刷球破损并清出大量杂质垢片,因垢量堆积过大导致卡堵,清管作业被迫中止。北京蒂川国际贸易有限公司在接到咨询后,与英国制造商共同调研分析,决定采用智能泡沫电子几何检测设备对该条海管进行检测作业,评估管道内存在的变形和垢片的体积及分布情况。本次检测共通球8次,包括常规泡沫清管器,智能泡沫电子几何检测器模拟体和智能泡沫电子几何检测器。发现海管的前3.5 km结垢严重,平均厚度在15 mm左右,最小内径点位于发球端的第一个弯头内,内径最小值为160 mm(图 3)。整个清管作业结束后,泡沫清管器球体完整,未有明显破损,垢片量较少(图 4、 5)。

                

智能泡沫电子几何检测技术在中海油项目的顺利实施,进一步验证了该技术可以有效的弥补当前大变径和测垢检测技术上的空白,特别是针对一些复杂工况的管线如检测老旧变形、结垢管线, pig阀管线和部分新建管线等。

 

作者:荣洪清,北京蒂川国际贸易有限公司经理,主要从事管道内检测技术相关服务和新技术的推广应用。

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