海底管道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向研究

陳更（中海油能源發(fā)展股份有限公司上海環(huán)境工程技術(shù)分公司，上海200335）

0 引言

近年來(lái)，油氣田開采行業(yè)的飛速發(fā)展，已經(jīng)成為綜合經(jīng)濟(jì)體系中的重要組成部分，總開采量的不斷增加，能夠有效滿足社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用需求。然而，伴隨而來(lái)的卻是油氣田開采過(guò)程中的能源泄露問(wèn)題，如果未能及時(shí)作出處理，將會(huì)嚴(yán)重影響到企業(yè)的利潤(rùn)，并且構(gòu)成安全隱患，這便體現(xiàn)出管道檢測(cè)技術(shù)的重要性。只有針對(duì)管道檢測(cè)工藝不斷進(jìn)行革新與優(yōu)化，才能為油氣田生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定保障。本文針對(duì)目前的海底管道檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)促進(jìn)管道的安全運(yùn)行具有重要意義。

1 海底管道檢測(cè)技術(shù)分類

通常情況下，在針對(duì)海底管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要跟別檢測(cè)管道的內(nèi)部與外部，并且在檢測(cè)管道外部時(shí)需要沿著管線進(jìn)行檢測(cè)，因此在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中需要涉及到多種檢測(cè)設(shè)備。此外，這種單位分類方法也是根據(jù)檢測(cè)設(shè)備的所處位置來(lái)決定的，從而產(chǎn)生海底管道檢測(cè)技術(shù)分類。

首先在進(jìn)行海底管道內(nèi)部檢測(cè)時(shí)，需要根據(jù)海底管道信息獲取程度來(lái)選擇具體的檢測(cè)技術(shù)，也就是需要先對(duì)管道內(nèi)部的整體情況進(jìn)行了解，并且針對(duì)容易出現(xiàn)隱患故障的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。其次在進(jìn)行管道外部檢測(cè)時(shí)，需要從海底管道的環(huán)境、位置以及深埋程度等方面入手，根據(jù)綜合情況來(lái)評(píng)定管道可能會(huì)存在的問(wèn)題，這樣在檢測(cè)過(guò)程中可以劃定重點(diǎn)區(qū)域，不僅能夠提升海底管道檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效率，也能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目的施工與規(guī)劃提供參考依據(jù)。

2 海底管道檢測(cè)具體技術(shù)分析

2.1 內(nèi)檢測(cè)技術(shù)

海底管道的內(nèi)檢測(cè)技術(shù)主要包括智能檢測(cè)與清管環(huán)節(jié)，在檢測(cè)過(guò)程中需要涉及到多種智能檢測(cè)儀器與清管設(shè)備。首先是清管作業(yè)，根據(jù)管道清理順序?qū)?nèi)壁進(jìn)行作業(yè)，具體為使用帶刷子的清管球、泡沫清管球以及鋼制清管球?qū)艿纼?nèi)壁的污垢進(jìn)行處理，保證檢測(cè)探頭能夠與管壁緊密接觸，這樣才能準(zhǔn)確分析出管道內(nèi)部中出現(xiàn)的各類問(wèn)題，以此來(lái)保證偵測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度。

其次是針對(duì)海底管道內(nèi)部進(jìn)行智能檢測(cè)，由于我國(guó)當(dāng)前的海底管道檢測(cè)技術(shù)尚在發(fā)展中，因此在應(yīng)用市場(chǎng)中存在被德國(guó)與美國(guó)等公司高度壟斷的現(xiàn)象。常用的智能檢測(cè)儀器包括漏磁檢測(cè)器、幾何變形監(jiān)測(cè)器以及超聲波監(jiān)測(cè)器，其中幾何變形監(jiān)測(cè)器主要是針對(duì)管道內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，如果管道內(nèi)部出現(xiàn)皺褶與變形等問(wèn)題，能夠根據(jù)智能檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，這樣可以對(duì)海底管道內(nèi)部的損壞區(qū)域與程度進(jìn)行判定。漏磁檢測(cè)器采用磁鐵將磁通引入管壁或進(jìn)行焊接，通過(guò)將傳感器安裝到兩磁極中間區(qū)域，能夠準(zhǔn)確檢出管道內(nèi)部的腐蝕情況。而超聲波檢測(cè)技術(shù)指的是從管子內(nèi)部與外表面之間進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)反射波的時(shí)間差來(lái)測(cè)定管道內(nèi)壁的損壞與腐蝕情況，然而該類檢測(cè)技術(shù)需要液體環(huán)境，因此在實(shí)際檢測(cè)中會(huì)受到一定的限制。

海底管道檢測(cè)技術(shù)在與陸上管道檢測(cè)進(jìn)行比較時(shí)，其呈現(xiàn)出難度與要求更高的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)較高，由于海底管道通常都會(huì)涉及到油氣田開采以及海底運(yùn)輸，如果管道應(yīng)用質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)直接影響到企業(yè)的利潤(rùn)效益，并且埋下一定的安全隱患。此外，海底油氣管道的轉(zhuǎn)彎半徑很小，幾乎接近于直角狀態(tài)，這對(duì)于檢測(cè)儀器與探頭也會(huì)提出更好的要求。如果檢測(cè)儀器通過(guò)能力不強(qiáng)的話，將會(huì)產(chǎn)生卡頓的狀態(tài)，這樣修復(fù)工程的代價(jià)極高。

（2）檢測(cè)難度較大，由于海底管道口徑大且壁厚，在針對(duì)其進(jìn)行磁化處理與探測(cè)時(shí)對(duì)儀器的功率有著較高的要求。同時(shí)檢測(cè)儀器還要的通過(guò)能力與體積還要雙重達(dá)標(biāo)，這樣才能對(duì)海底管道內(nèi)側(cè)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，當(dāng)海底管道輸送油氣時(shí)多處于高溫高壓狀態(tài)，整體流速不穩(wěn)定且流量變化大，也會(huì)影響到最終檢測(cè)的精準(zhǔn)程度。

2.2 外檢測(cè)技術(shù)

海底管道的外檢測(cè)技術(shù)主要目的便是掌握管道外部形狀，同時(shí)還要分析管道在海床上的狀態(tài)，主要的檢測(cè)內(nèi)容包括海底管道的水深、地貌、深埋程度、走向以及管道外部的沖刷情況等。在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用的技術(shù)主要有潛水檢測(cè)方式與工程物探方式。其中工程物探方式指的是采用淺剖面儀、多波束水深測(cè)量系統(tǒng)，以此來(lái)使用磁力探測(cè)的方式對(duì)海底管道進(jìn)行綜合檢測(cè)。而潛水檢測(cè)指的是通過(guò)ROV 技術(shù)或潛水員進(jìn)行水下檢測(cè)作業(yè)，主要方法包括水下目視、磁粉探傷、超聲波縱波探傷、渦流探傷以及漏磁探傷等方式。

例如國(guó)外某公司的Discovery海底管道檢測(cè)裝置，就是采用放射技術(shù)對(duì)海底管道外側(cè)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，該檢測(cè)方式能夠適用于不同直徑的管道與不同的作業(yè)水深，并且在多數(shù)項(xiàng)目中取得良好的應(yīng)用成果。

Discovery 海底管道檢測(cè)裝置的檢測(cè)原理為，采用CT 儀器對(duì)海底管道外部進(jìn)行掃描，利用精確準(zhǔn)直的X射線與靈敏度較高的探測(cè)器環(huán)繞海底管道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，從而實(shí)現(xiàn)360°無(wú)死角快速掃描，并且將掃描結(jié)果準(zhǔn)確成像，方便檢測(cè)人員快速判定海底管道外側(cè)的傷痕情況。該檢測(cè)裝置在應(yīng)用過(guò)程中具備以下特點(diǎn)：（1）該技術(shù)能夠在根本上解決管道檢測(cè)過(guò)程中的通過(guò)問(wèn)題，不僅能夠保證海底管道的正常使用，還能夠根據(jù)海底管道的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確找出潛在隱患區(qū)域。（2）對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法進(jìn)行清管作業(yè)的區(qū)域，該檢測(cè)裝置仍然可以準(zhǔn)確獲取到管道外部數(shù)據(jù)信息。能夠同時(shí)保證檢測(cè)精準(zhǔn)度與效率。

3 海底管道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向

當(dāng)前的海底管道檢測(cè)技術(shù)，能夠不斷與現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，例如海底管道快速外檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用ROV技術(shù)能夠快速對(duì)海底管道外側(cè)進(jìn)行全面的檢測(cè)，而且檢測(cè)結(jié)果在分辨率與精細(xì)化程度等方面都具備良好效果，因此該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為海底管道檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。然而，由于ROV技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高額的成本損耗，如果降低技術(shù)應(yīng)用成本的話將會(huì)直接影響到操作效率與檢測(cè)精度，所以該技術(shù)主要適用于高風(fēng)險(xiǎn)管段的檢測(cè)。也就是在保證高分辨率的基礎(chǔ)上，合理提升海底管道的檢測(cè)效率，以此來(lái)保證檢測(cè)時(shí)間與結(jié)果的準(zhǔn)確程度。這樣能夠看出，想要在今后的海底管道檢測(cè)中大規(guī)模應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，需要對(duì)技術(shù)應(yīng)用成本問(wèn)題進(jìn)行攻克。

與此同時(shí)，海底管道內(nèi)檢測(cè)類型智能識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用，也能夠在作業(yè)過(guò)程中快速且全面進(jìn)行檢測(cè)，而且通過(guò)將智能識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)果與海底管道狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，能夠準(zhǔn)確判定出故障區(qū)域，這對(duì)于檢測(cè)效率與準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)都具有很大的提升。例如采用高精度量化檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道內(nèi)部的金屬損傷情況進(jìn)行分析，進(jìn)而根據(jù)裂紋與涂層剝離情況來(lái)預(yù)先判定管道內(nèi)部可能出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，然而此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，檢測(cè)精度以及與管道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的對(duì)比分析等方面還存在很大的提升空間，這也是海底管道檢測(cè)技術(shù)在今后的重點(diǎn)研究問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在油氣田開采行業(yè)的帶動(dòng)下，海底管道檢測(cè)技術(shù)不斷得以優(yōu)化革新。并且在內(nèi)檢測(cè)與外檢測(cè)等方面都作出了相應(yīng)的技術(shù)延伸，從而為海底管道的安全使用進(jìn)一步提供了保障。本文針對(duì)海底管道檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展方向問(wèn)題進(jìn)行研究，首先闡述了海底管道的檢測(cè)分類，其次對(duì)管道檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，最后提出相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展方向，一方面要針對(duì)現(xiàn)行海底管道檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，另一方面還要根據(jù)海底管道的應(yīng)用需求進(jìn)行工藝革新，這樣才能不斷突破管道檢測(cè)工藝中的技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)海底管道的安全使用作出保證。