贾潇

中国石油长庆油田第六采气厂

摘要：随着我国经济的快速发展，油气管道作为重要的能源输送基础设施，其安全运行至关重要。本文主要介绍了光纤传感、漏磁清管等管道泄漏智能检测技术及在长庆油田的应用情况及效果评价，分析了各自的优缺点及适用场景。通过实际案例表明，应用智能检测技术能够显著提高管道泄漏检测的准确性和及时性，为管道的安全运行提供有力保障。

关键词：智能检测技术；光纤传感；漏磁清管；非接触磁检测

油气管道是我国能源输送的大动脉，其安全运行对于保障国家能源安全和经济社会稳定具有重要意义。管道在长期运行过程中，由于老化、腐蚀、地质灾害、人为破坏等原因，泄漏事故时有发生，不仅会造成巨大的经济损失，还会对环境造成严重污染，甚至威胁到人民群众的生命财产安全。

随着科技的不断进步，泄漏检测技术（光纤传感技术、智能清管器等）逐渐应用于油气管道领域，能够实现实时、连续监测，快速发现泄漏隐患，为管道保护提供技术支撑[1]。

1  油气管道泄漏检测方法

1.1  光纤传感监测技术（DFOSS）

（1）技术原理。将光纤沿着管道敷设，利用光纤的光散射、折射率等特性变化来感知管道周围的温度、压力、应变等物理量。当管道泄漏时，泄漏介质与周围环境的相互作用会引起这些物理量的改变，光纤传感器能够实时捕捉到这些变化并准确定位泄漏位置。光纤传感技术具有分布式监测、抗电磁干扰、高灵敏度等优点，在管道泄漏检测中得到了广泛应用[2]。表 1是光纤传感监测的主要技术参数。

表 1 光纤传感监测技术主要参数

（2）技术特点。①采用一芯光缆可实现长距离的管道安全预警监测；②能够对管道周围机械施工、管道钻孔、恶意破坏等行为实时有效监测；③可根据不同铺设条件，分区域设置报警级别，应用灵活；④系统探测部分本征无源，无电磁干扰或电磁辐射等问题；⑤可通过扩展器及多套系统联网实现超长距离的监控。

1.2  智能清管技术（MFL）

（1）技术原理。智能清管技术能够充分利用日常管道清管时机，通过常规清管器、测径清管器、钢刷清管器、变形清管器和漏磁清管器等一系列清管措施，对管道内部各类缺陷（凹陷变形、腐蚀减薄、焊缝异常等）进行检测。在清管作业过程中，它可以实时采集管道内壁的厚度、腐蚀情况、缺陷位置等信息，为管道的维护和泄漏预防提供数据支持[3]。表 2为常规漏磁清管器技术参数。

表 2 常规漏磁清管器（Φ 406 mm）技术参数

（2）技术特点。①检测精度高，搭载高精度漏磁传感器及智能算法，能精准捕捉管道内外壁因腐蚀、裂纹、孔洞等缺陷引发的磁场畸变，可识别微小损伤（如毫米级腐蚀坑），定位缺陷位置和深度的误差小；②适用性强，适用于多数铁磁性金属管道（如碳钢管道），不受管道内介质类型（原油、天然气等）、杂质等因素影响，能在复杂工况下稳定工作；③检测效率高，可随管道内介质流动连续行进，实现长距离管道的一次性、不间断检测，无需中断管道运行，大幅缩短检测周期，降低对生产的干扰。

1.3  非接触式磁检测技术（MTM）

（1）技术原理。在地磁场中，铁磁性油气管道在内部介质和外载荷的作用下，内部的磁畴将发生不可逆的重新取向，使管道磁化，从而在管道上方产生漏磁场（SMFL），其物理基础为金属磁记忆效应。当管道存在宏观缺陷或微观结构缺陷时，大多出现局部应力集中，而应力集中将引起局部漏磁场的突变[4]（图 1）。表 3是非接触式磁检测主要技术参数。

图 1 管道缺陷的磁场强度变化和磁场曲线异常情况

表 3 非接触式磁检测技术主要参数

（2）技术特点。①不需要额外的磁化设备；②可以实现管道缺陷的早期诊断。应力集中是大多数缺陷产生的前奏，从而基于对应力集中的金属磁记忆检测可预防事故发生；③不需要提前处理，管道表面的防腐层和保温层对磁记忆信号无影响，无需对检测表面进行处理；④操作简单，检测速度快。金属磁记忆技术的操作非常简单，检测时的速度可以达到0.5 m/s，可实现大规模检测；⑤不受管道形状和尺寸的限制。金属磁记忆技术是一种外检测技术，不受管道内径和形状的影响，可实现管道设备的100%检测，为管道的完整性管理提供数据支撑。

2  应用案例

2.1  光纤传感监测

以长庆油田某采气厂输气管道为例，该管道全长60 km，采用光纤传感技术和物联网技术相结合的智能监测系统。2019年1月11日8:45，监控系统发出管道泄漏报警信息（图 2），根据压力下降幅度和报警顺序分析，准确定位泄漏位置位于2#阀室附近。指挥中心迅速通知相关人员现场核实及应急处置，确认该管道环焊缝处开裂导致泄漏（图 3）。应用光纤传感监测系统，有效提高了管道异常工况发现的及时性，防止了泄漏事件进一步扩大。

图 2 光纤传感系统报警

图 3 管道环焊缝开裂

2.2  智能清管检测

以某采气厂集输管道为例，管道长度55 km，输送介质为含硫天然气。2023年10月，该管道开展智能漏磁清管。检测发现：金属损失81201处（图 4 a）、焊缝异常92处（图 4 b）、凹陷变形12处。智能清管技术能够准确发现管道焊缝缺陷、内腐蚀、几何变形、机械损伤等管道缺陷。通过漏磁清管，及时全面地掌握了管道安全现状，为后期采取环氧钢套修复、换管、控制运行压力等安全措施提供了有力的技术支撑。

（a）管道金属损失示例

（b）焊缝异常示例

图 4 漏磁清管器检测情况

2.3  非接触式磁检测

以某天然气集输管道为例，管道长度41 km，管径Φ508 mm×9/11 mm，运行压力4.87 MPa ～4.92 MPa。由于设计问题，该管道暂时无法进行智能清管器检测，于2024年开展了非接触式磁检测。检测发现：管道整体质量良好，无变形、无表面凹坑，防腐层破损28处，存在1处不合格焊口（图 5）。属地单位立即组织对缺陷管段进行更换及外防腐层修复，有效预防了管道泄漏事件的发生。

图 5 非接触式磁检测情况

3  结论

不同管道检测技术各有特点：光纤传感技术主要用于长距离实时监控（实时发现），智能漏磁内检测技术主要用于量化金属损失（定期体检），磁应力技术主要用于预警应力集中（趋势预警）。

近年来，长庆油田已大规模推广应用智能漏磁清管、电磁涡流清管、非接触式磁力清管等管道检测技术，并形成一套较完善的管道综合预警、检测及保护技术体系，通过智能清管、光纤传感及磁检测等技术的深度协同，共同构建起管道“点（磁检测技术定位高风险段）—线（光纤传感技术实现长距离实时跟踪）—面（智能清管实现缺陷定量）”的立体防护网，实现“风险可预警、缺陷可量化、决策可追溯”的管控目标，推动管道保护从“事后修复”转向“事前防控”转变。

未来结合AI技术的突破发展，需进一步丰富和完善管道检测数据库，建立以“数据驱动”为核心引擎，以“AI算法革新”为突破利器的智慧管网，为油气管道的安全运行保驾护航，为国家能源输送系统的本质安全提供坚实保障。

参考文献：

[1]张宇.输油管道泄漏检测新方法与关键技术研究[D].天津：天津大学，2009：12-15.

[2]范振业.光纤安全预警系统在长输管道应用探讨[J].石油化工自动化，2025，61(02)：47-50.

[3]孙艳彬，梁思维.漏磁检测技术在咸阳-宝鸡天然气输气管道中的应用[J].石油管材与仪器，2021，7(04)：96-100.

[4]湛立宁，卢俊文，王肖逸，等.非接触式磁应力检测技术在埋地管道腐蚀评价中的应用[J].管道技术与设备，2023(1)：46-50.

作者简介：贾潇，1990年生，油气田开发工程师，主要从事天然气集输及管道保护管理工作。联系方式：17729432909，992598823@qq.com。