智能清管器在油氣儲運方面的應(yīng)用

胡楚迪（中國石油大學(xué)（華東），山東 青島 266580）

清管是油、氣運輸領(lǐng)域必不可少的一部分，管道清洗技術(shù)包括高壓水射流清洗技術(shù)、超聲波清洗技術(shù)、干冰清洗技術(shù)、激光清洗技術(shù)、等離子清洗技術(shù)、電解清洗技術(shù)等，清管器作為機械清洗管道的設(shè)備之一,在油、氣管道清管領(lǐng)域應(yīng)用較普遍。該技術(shù)具有節(jié)能、操作簡便、無環(huán)境污染、對管內(nèi)壁無損傷、可不停產(chǎn)清管、長輸管線清掃、介質(zhì)隔離、原油管線掛蠟、天然氣管線干燥置換、可對各種口徑管線進行一次性內(nèi)涂敷等特點，是一種性能良好的清管工具。

1 智能清管器分類及工作原理

1.1 渦流智能清管器

渦流智能清管器利用導(dǎo)體中的渦流效應(yīng)來對導(dǎo)體材料中的缺陷進行檢測。渦流檢測器探頭內(nèi)的激勵線圈通以特定頻率的電流，使管壁內(nèi)表面因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦流，并用安放在激勵線圈之間的測量線圈進行檢測。若鋼管不存在缺陷，測量線圈上不產(chǎn)生電壓。若鋼管存在缺陷，測量線圈感應(yīng)到電磁場的變化而產(chǎn)生電壓。從而可以判斷鋼管是否存在缺陷。

渦流智能清管器還是其他管道智能清管器通球的基礎(chǔ)，通過對渦流檢測的結(jié)果的分析，來判斷管道是否能夠進行其他的管道內(nèi)檢測通球。

1.2 漏磁智能清管器

漏磁檢測器能夠檢測內(nèi)部和外部的金屬損失。其基本工作原理建立在鐵磁材料的高磁導(dǎo)率這一特性之上，鋼管在檢測器自身攜帶的磁場作用下被磁化，當鋼管中無缺陷時，磁力線絕大部分通過鋼管，此時磁力線均勻分布，當鋼管存在缺陷時，磁力線發(fā)生變化，并且有一部分磁力線泄露出鋼管表面，即產(chǎn)生所謂的漏磁。通過對鋼管表面溢出的漏磁進行檢測，就可以判斷鋼管是否存在缺陷。

1.3 超聲波智能清管器

超聲波發(fā)生器沿垂直于管壁的方向發(fā)射超聲波信號，其中一部分超聲波經(jīng)管道內(nèi)壁反射，被超聲波發(fā)生器接收，而剩余的超聲波穿過管道內(nèi)部，經(jīng)管道外壁的反射，被超聲波發(fā)生器接收，從而形成了超聲波接受時間的差值。由于超聲波在管道中的傳播速度相同，則時間差值的大小反應(yīng)了管壁的厚度大小。若鋼管不存在缺陷，時間差為已知的定值，若鋼管存在缺陷，時間差將減小。通過對時間差的測量，即可檢測出鋼管是否存在缺陷。

2 應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 用于管道的清洗

管道的清洗在輸油、氣領(lǐng)域極為重要。管線在投產(chǎn)之前，需要通入清管器將管道建設(shè)期間產(chǎn)生的垃圾清除，以便隨后油、氣的輸入。而經(jīng)過長期運行的輸油、氣管道，會產(chǎn)生水合物、凝析液等雜質(zhì)，使管道的摩阻增大，運輸費用增加，無法實現(xiàn)管道安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟的最優(yōu)化運行。同時，清管器的存在也為輸送介質(zhì)的質(zhì)量提供了可靠的保障。

2.2 用于管道缺陷檢測

將渦流效應(yīng)、電磁效應(yīng)、超聲波等技術(shù)應(yīng)用在普通非智能清管器上，形成所謂的智能清管器，來檢測管道是否存在缺陷。

3 發(fā)展前景

3.1 清管器在彎頭處或前方沉積物聚集過多等情況下會造成卡堵，卡堵現(xiàn)象使得管道流量下降，嚴重時甚至導(dǎo)致整個管路堵塞，造成危險，應(yīng)受到重視。因此解決清管器卡堵的問題是一個重要的研究方向。

3.2 清管作業(yè)中檢測和修復(fù)一體化對于管道的安全運行具有重要作用，因此管道檢測、修復(fù)技術(shù)的發(fā)展是一個值得研究的方向。

3.3 漏磁式智能清管器缺陷檢測技術(shù)對金屬損失缺陷檢測準確度高，但對管道的裂紋缺陷和焊縫缺陷檢測的準確度都不高，是有待解決的問題。

3.4 漏磁式智能清管器缺陷檢測技術(shù)在低壓管線（＜2.0MPa）檢測精度低，原因是工具在低壓天然氣管道運行不平穩(wěn)所造成的數(shù)據(jù)丟失，因此需要進一步研究開發(fā)新技術(shù)。

3.5 超聲波技術(shù)對較淺的凹坑以及較淺的陸架形或階梯型缺陷檢測時常出現(xiàn)誤差，應(yīng)運用新技術(shù)進行彌補，提高其檢測精度。

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