海底管道漏磁检测应用技术研究

摘要

油气管道担负着输送油气产品的任务,在油气田生产中起着十分重要的作用。对管道进行定期清管,可以有效的去除管道内积存的杂质和产生的积蜡、积液等。对管道实施内检测,准确把握管道状况,并根据一定的优选原则,对一些严重缺陷进行及时维修,这样可以避免管道事故发生,同时也能大大延长管道寿命。本文主要研究海底管线清管现场应用技术并对管道漏磁内检测进行仿真分析。主要研究内容和结论如下:
　　 针对海底管线清管过程中的问题,设计并进行了清管器破碎及密封性能试验研究,并模拟制作了清管收发球阀挡板,试验发现泡沫清管器在管线中一般不会因为遇卡而破碎,压力增加到一定程度,泡沫清管器会产生旁通；直板清管器密封性能不如皮碗清管器,全聚氨酯皮碗清管器密封性能不如钢制骨架皮碗清管器；十字交叉型和圆环型收发球挡板能够对清管器有很好的阻挡作用,不会产生清管器在收发球阀挡板处破碎的情况。
　　 海底输油管线和输气管线清管存在一定的差异,输油管线考虑结蜡问题,输气管线需考虑积液的存在；清管时间的预测方法有多种,根据现场经验总结的差压和流量预测清管器到达的方法能够达到预测清管器到达的目的。
　　 管道的缺陷类型多种多样,腐蚀坑是研究的重点,利用ANSYS软件作为仿真分析工具,建立不同尺寸和不同形状缺陷的数学模型,对缺陷所产生的漏磁信号进行仿真分析,得出不同深度的缺陷,缺陷径向漏磁信号峰值随缺陷深度的增加而增大,并且呈线性关系；对于不同长度的缺陷,缺陷径向漏磁信号正负峰值之间的距离虽长度的增加而增大,并且正负峰值之间的距离等于缺陷宽度；对于不同形状的缺陷,缺陷轴向漏磁信号显示出与缺陷本体相似的形状。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究意义

1.2 国内外管道清管和内检测研究现状

1.2.1 清管技术

1.2.2 管道无损检测技术研究现状

1.2.3 漏磁内检测技术国内外发展

1.3 主要研究内容

第2章 海底管线清管应用技术研究

2.1 清管器破碎及密封试验研究

2.1.1 试验系统介绍

2.1.2 高低密度泡沫清管器的密封和破碎试验

2.1.3 皮碗清管器和直板清管器的密封性能试验

2.2 不同管线清管方法研究

2.2.1 含蜡原油管线清管

2.2.2 存在积液的天然气管线清管

2.3 清管器到达预测方法研究

2.3.1 理论计算

2.3.2 pipephase模拟方法

2.3.3 差压与流量变化预测方法

2.3.4 几种清管器到达预测方法的对比

2.4 小结

第3章 缺陷漏磁检测基础研究

3.1 管道腐蚀类型及腐蚀机理研究

3.1.1 管道腐蚀类型

3.1.2 海底管道腐蚀机理

3.2 缺陷漏磁检测的理论分析

3.2.1 漏磁内检测原理

3.2.2 电磁场理论

3.2.3 漏磁场理论

3.2.4 漏磁内检测器组成

3.2.5 漏磁内检测器检测数据分析

3.2.6 缺陷信号特征分析

3.3 小结

第4章 缺陷漏磁场有限元分析

4.1 缺陷漏磁场的二维有限元分析

4.1.1 模型的建立

4.1.2 定义材料属性

4.1.3 网格划分

4.1.4 边界条件及载荷

4.1.5 求解和后处理

4.2 二维有限元分析结果对比

4.2.1 缺陷深度对漏磁信号的影响

4.2.2 缺陷长度对漏磁信号的影响

4.2.3 缺陷倾角对漏磁信号的影响

4.2.4 不同缺陷形状的影响

4.2.5 不同提离值对漏磁信号的影响

4.3 三维模型的建立与求解

4.4 不同形状缺陷模拟结果分析

4.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士期间取得的成果

致谢