CN104374802A

CN104374802A - 一种海底管道检测装置及检测方法

Info

Publication number: CN104374802A
Application number: CN201310356358.3A
Authority: CN
Inventors: 王志涛; 韩文礼; 林竹; 范云鹏; 周冰; 张盈盈; 郭继银
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Offshore Engineering Co Ltd; CNPC Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Offshore Engineering Co Ltd; CNPC Research Institute of Engineering Technology; CNPC Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2015-02-25

Abstract

一种海底管道检测装置及检测方法，属于海底管道路由、外防腐层及阴极保护状态的检测技术领域。水下运动载体、感知设备及控制终端；感知设备安装于水下运动载体上；控制终端连接水下运动载体、感知设备；水下运动载体采用水下叶轮推进器；感知设备包括管道路由探测探头、电位测量电极、照明灯及摄像头、压力传感器、姿态仪；管道路由探测探头安装在框架前端，电位测量电极安装于框架的侧立面上，照明灯及摄像头吊装于框架上顶板下表面的前端，压力传感器安装于密封舱内，探头与海水接触，姿态仪安装于密封舱内部平整的平面上；本发明检测过程无需开挖，并具有检测距离远、检测准确、检测成本低的优点，适用于海底管道的全线检测。

Description

一种海底管道检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种海底管道检测装置及检测方法，属于海底管道路由、外防腐层及阴极保护状态的检测技术领域。

背景技术

近年来，随着海洋石油的不断开发，担负海上油气输送任务的海底管道不断增多，海底管道失效事故也呈现逐年增长趋势。据统计，在海底管道失效事故中，约有50%是由腐蚀引起的，而与此对应的却是海底管道腐蚀检测—尤其是外腐蚀检测手段的单一、技术的落后。

目前，海底管道的外检测主要集中在管道路由、悬跨、周围支撑情况等常规检测方面，而对海底管道外防腐层及阴极保护状态等腐蚀信息仅仅依靠潜水员的水下检测获取，而海底管道多埋于海底管沟中，潜水员检测不适用于海底管道的全线检测，同时也受制于海况、水深、季节等条件限制。海底管道外腐蚀检测技术手段的缺乏已经成为了影响海底管道安全运行的技术屏障。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种海底管道检测装置及检测方法。能够实现海底管道路由、外防腐层及阴极保护状态的检测与评价，从而维护管道的运行。

一种海底管道检测装置，其特征在于包括：水下运动载体、感知设备及控制终端。所述感知设备安装于水下运动载体上，用于采集管道路由及埋深、水下视频和管道沿线电位及电位梯度数据信息，并上传给控制终端；所述控制终端控制水下运动载体的水下运动，发送采集指令，并接收感知设备的采集数据并进行处理，获取管道路由、水下影像资料和外防腐层破损状况及阴极保护状况信息。

优选的，所述水下运动载体采用水下叶轮推进器。

优选的，所述水下运动载体包括框架、水平推进器、沉浮推进器、密封舱及驱动模块；所述水平推进器组吊装在框架上顶板的下表面，分列于框架尾部两角，所述沉浮推进器安装在框架上顶板中心位置，所述密封舱安装于框架上顶板上，所述驱动模块安装在密封舱内部，接受控制器的控制，驱动推进器工作。

优选的，所述感知设备包括管道路由探测探头、电位测量电极、照明灯及摄像头、压力传感器、姿态仪；所述管道路由探测探头安装在所述框架前端，用于接收管道磁场信号，获取管道路由及埋深数据，所述电位测量电极安装于所述框架的侧立面上，用于采集管道沿线电位及电位梯度数据，判断管道阴极保护及外防腐层状况，所述照明灯及摄像头吊装于框架上顶板下表面的前端，照明灯用于为摄像机提供照明，摄像头用于获取水下视频影像信息，所述压力传感器安装于密封舱内，探头与海水接触，获取水深数据，所述姿态仪安装于密封舱内部平整的平面上，用于实时获取检测装置在水下的姿态信息。

优选的，所述控制器与所述水下运动载体和感知设备通过脐带电缆连接。

优选的，所述控制器包括下位机和上位机微处理器；所述的下位机微处理器位于水下运动载体密封舱内，所述的上位机微处理器位于船载控制箱内。

优选的，所述的下位机微处理器负责接收用于判断管道位置及埋深的水下磁场电信号、用于判断管道阴极保护状况及外防腐层状况的管道沿线电位信号、摄像头采集的水下视频电信号、用于计算装置水下深度的压力电信号以及用于判断检测装置水下姿态的电信号，并转换成光信号后，通过脐带电缆光纤上传上位机微处理器；所述上位机微处理器负责用于对下位机微处理器上传的上述信息进行处理，并将管道位置、埋深、管地电位曲线、电位梯度曲线、水下视频、装置水下深度及姿态信息显示于终端显示器，并同时进行信息存储。

优选的，所述控制器还包括用于各种信息显示的显示器和对水下运动载体进行操控的控制键盘与控制摇杆。

一种海底管道检测方法，含有以下步骤;

利用水下运动载体在水下三维空间运动，通过感知设备寻找管道后，控制水下运动载体沿管道沿线运动，利用感知设备获取管道沿线的电位、视频、水深数据、载体的姿态等数据信息，并由控制器进行处理，获取管道沿线的电位及电位梯度数据曲线，从而判断管道外防腐层状况及阴极保护状况。

本发明涉及一种海底管道检测装置，其包括水下运动载体、感知设备及控制终端。所述感知设备安装于水下运动载体上，用于采集管道路由及埋深、水下视频和管道沿线电位及电位梯度数据信息，并上传给控制终端；所述控制终端控制水下运动载体的水下运动，发送采集指令，并接收感知设备采集的数据并进行处理，获取管道路由、水下影像资料和管道外防腐层破损状况及阴极保护状况信息。该检测装置具有检测距离远、检测准确、检测成本低的优点。

本发明的优点是上述的海底管道检测装置，利用水下运动载体在水下三维空间运动，通过感知设备寻找管道后，控制水下运动载体沿管道沿线运动，利用感知设备获取管道沿线的电位、视频、水深数据、载体的姿态等数据信息，并由控制器进行处理，获取管道沿线的电位及电位梯度数据曲线，从而判断管道外防腐层状况及阴极保护状况。检测过程无需开挖，并具有检测距离远、检测准确、检测成本低的优点，适用于海底管道的全线检测。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，

一种海底管道检测装置,该海底管道检测装置用于检测海底管道路由、埋深、外防腐层状况及阴极保护状况，包括：水下运动载体100、感知设备200及控制终端300。感知设备200安装于水下运动载体100上，用于获取海底管道路由和埋深、管地电位、管道沿线电位梯度、水下视频数据以及水下运动载体100于水下的深度及姿态信息，并交于控制终端300。控制终端300控制水下运动载体100于水下的运动，并接收管道路由、埋深、电位、水下视频、装置水下深度及姿态信息并进行处理，获取管道阴极保护及外防腐层状况。

水下运动载体100采用水下叶轮推进器，能够在水下三维空间运动。该实施例中，水下运动载体100包括框架110、水平推进器120、沉浮推进器130、密封舱140及驱动模块150。水平推进器120设置在框架110上顶板的下表面，分列于框架尾部两角。沉浮推进器130设置在框架110上顶板的中心镂空处。密封舱140设置在框架110上顶板的左右两侧。驱动模块安装在密封舱140的其中一个内，接受控制终端300的控制，驱动水平推进器120和沉浮推进器130工作。

感知设备200包括管道路由探测探头210、三个电位测量电极220、照明灯及摄像头230、压力传感器240、姿态仪250。管道路由探测探头210安装在所述框架前端，用于接收管道磁场信号，获取管道路由及埋深数据。电位测量电极220安装于所述框架的三个侧立面上，用于采集管道沿线电位及电位梯度数据，判断管道阴极保护及外防腐层状况。所述照明灯及摄像头230吊装于框架上顶板下表面的前端，照明灯用于为摄像机提供照明，摄像头用于获取水下视频影像信息。压力传感器240安装于密封舱内，探头与海水接触，获取水深数据。姿态仪250安装于密封舱内部平整的平面上，用于实时获取检测装置在水下的姿态信息。

控制终端300与水下运动载体100和感知设备200通过脐带电缆连接，通过有线方式进行通讯，保证信号的稳定性。

控制器300包括位于密封舱140内的下位机微处理器320和位于船载控制箱310内的上位机微处理器330、用于各种信息显示的显示器340以及用于对水下运动载体100进行操控的控制键盘350与控制摇杆360。

该实施例中，下位机微处理器320负责接收管道路由探测探头210采集的水下磁场电信号、电位测量电极220采集的管地电位及管道沿线电位梯度信号、照明灯及摄像头230采集并转换的水下视频电信号、压力传感器240采集并转换的压力电信号及姿态仪250采集并转换的装置水下姿态电信号，并将上述电信号转换成光信号，通过脐带缆光纤上传上位机处理器330，再经光电转换后，将所有电信号处理成为各种参数、信息与数据曲线，包括：利用磁场电信号峰值法判断的管道路由；通过管道路由探测探头210内两级磁线圈采集的磁场电信号计算的管道埋深；绘制的管道沿线管地电位及电位梯度曲线（参照有关标准按照管地电位数据曲线判断管道阴极保护状况，以及按照电位梯度数据曲线的变化判断管道外防腐层破损状况）；转换水下视频电信号成视频图像；转换水压电信号成水深数据；转换装置水下姿态电信号成方位角、俯仰角和翻滚角信息。最终的管道路由、埋深、管地电位曲线、电位梯度曲线、水下视频、装置水下深度及姿态信息显示于终端显示器340，并同时进行信息存储。

上述的海底管道检测装置，利用水下运动载体在水下三维空间运动，通过感知设备寻找管道后，控制水下运动载体沿管道沿线运动，利用感知设备获取管道沿线的电位、视频、水深数据、载体的姿态等数据信息，并由控制器进行处理，获取管道沿线的电位及电位梯度数据曲线，从而判断管道外防腐层状况及阴极保护状况。检测过程无需开挖，并具有检测距离远、检测准确、检测成本低的优点，适用于海底管道的全线检测。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种海底管道检测装置，其特征在于包括：水下运动载体、感知设备及控制终端；感知设备安装于水下运动载体上；控制终端连接水下运动载体、感知设备；

水下运动载体采用水下叶轮推进器；

水下运动载体包括框架、水平推进器、沉浮推进器、密封舱及驱动模块；水平推进器组吊装在框架上顶板的下表面，分列于框架尾部两角，沉浮推进器安装在框架上顶板中心位置，密封舱安装于框架上顶板上，驱动模块安装在密封舱内部，接受控制器的控制，驱动推进器工作；

感知设备包括管道路由探测探头、电位测量电极、照明灯及摄像头、压力传感器、姿态仪；管道路由探测探头安装在框架前端，电位测量电极安装于框架的侧立面上，照明灯及摄像头吊装于框架上顶板下表面的前端，压力传感器安装于密封舱内，探头与海水接触，姿态仪安装于密封舱内部平整的平面上；

控制器与水下运动载体和感知设备通过脐带电缆连接；

控制器包括下位机和上位机微处理器；下位机微处理器位于水下运动载体密封舱内，上位机微处理器位于船载控制箱内；

下位机微处理器通过脐带电缆光纤连接上位机微处理器；控制器还包括用于各种信息显示的显示器和对水下运动载体进行操控的控制键盘与控制摇杆。

2.一种海底管道检测方法，含有以下步骤;

3.根据权利要求2的一种海底管道检测方法，其特征在于含有以下步骤；

感知设备安装于水下运动载体上，用于采集管道路由及埋深、水下视频和管道沿线电位及电位梯度数据信息，并上传给控制终端；控制终端控制水下运动载体的水下运动，发送采集指令，并接收感知设备的采集数据并进行处理，获取管道路由、水下影像资料和外防腐层破损状况及阴极保护状况信息；

驱动模块接受控制器的控制，驱动推进器工作；

管道路由探测探头接收管道磁场信号，获取管道路由及埋深数据，电位测量电极采集管道沿线电位及电位梯度数据，判断管道阴极保护及外防腐层状况，摄像头获取水下视频影像信息，探头与海水接触，获取水深数据，姿态仪实时获取检测装置在水下的姿态信息；

控制器的下位机微处理器接收用于判断管道位置及埋深的水下磁场电信号、用于判断管道阴极保护状况及外防腐层状况的管道沿线电位信号、摄像头采集的水下视频电信号、用于计算装置水下深度的压力电信号以及用于判断检测装置水下姿态的电信号，并转换成光信号后，通过脐带电缆光纤上传控制器的上位机微处理器；上位机微处理器负责用于对下位机微处理器上传的上述信息进行处理，并将管道位置、埋深、管地电位曲线、电位梯度曲线、水下视频、装置水下深度及姿态信息显示于终端显示器，并同时进行信息存储。