CN103807606A - 埋地管道电流测绘系统三维传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种埋地管道电流测绘系统三维传感器，包括主传感器，在主传感器周身开设至少两处槽，在槽内安装垂直三维线圈，形成双三维正交叉线圈。所述线圈采用直径为0.1mm的漆包线缠绕，绕线匝数10000匝，线圈直径0.02m，线圈面积为3.14×10-4m2，磁芯采用锰-锌铁氧体软磁材料；线圈中增加有磁芯。对PCM内部线圈进行改造。将现有传感器的双水平线圈改为双三维正交叉线圈，将各线圈采集数据在空间叠加，计算流经管道电流值，可以实现对管道电流的准确读数。即，在管道上方附近，垂直于地面的任意一点，都可以计算得出实际的管中电流值，因而可以大幅提高检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及管道电流测绘技术，尤其涉及一种埋地管道电流测绘系统三维传感器。
背景技术
随着国家对管道安全要求的提高，确保管道长期、安全运行成为油田可持续绿色发展的基础保障。
根据2008-2010年防腐所对油田埋地管道的检测评价统计，目前管道失效形式主要为外腐蚀，约占82.7%，而埋地管道外防腐层性能直接影响管道的安全服役状况。美国NACE统计结果表明，管道外防腐层作用占整体保护效果的98%以上。长期以来，英国雷迪PCM管中电流测绘系统为目前最被认可的检测技术，精度达90%，但对于油田近2万公里管道，仍有近2000km存在漏检误判。2009年西二路输油管道泄漏造成上油田千万元经济损失，最终泄漏原因为防腐层破损引起的管道外腐蚀。外防腐层检测精度亟待提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理且有效改善上述缺陷，消除PCM在水平以及垂直方向上的偏移造成的检测误差，适合各种环境下的管道外防腐层精确检测的埋地管道电流测绘系统三维传感器。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
该埋地管道电流测绘系统三维传感器包括主传感器，在主传感器周身开设至少两处槽，在槽内安装垂直三维线圈，形成双三维正交叉线圈。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
所述主传感器为纵向的长方柱型结构，方柱周身所设置的三维线圈为相互垂直的三维磁棒及缠绕在磁棒上的漆包线构成。
所述线圈采用直径为0.1mm的漆包线缠绕，绕线匝数10000匝，线圈直径0.02m，线圈面积为3.14×10-4m2，磁芯采用锰-锌铁氧体软磁材料；线圈中增加有磁芯。
所述主传感器坐落在底座上。
所述底座为旋转式大圆盘，所述主传感器通过传动轴与旋转式大圆盘连接，并且传动轴为非金属传动轴。
本发明对PCM内部线圈进行改造，将现有传感器的双水平线圈改为双三维正交叉线圈，将各线圈采集数据在空间叠加，计算流经管道电流值，可以实现对管道电流的准确读数。即，在管道上方附近，垂直于地面的任意一点，都可以计算得出实际的管中电流值，因而可以大幅提高检测精度。
1、成功探索管中电流读取技术新方法；2、三维传感器检测结果的标准偏差较传统PCM大幅度降低，稳定检测数据质量，使得检测结果更加准确，提高投资决策的科学性，避免盲目投资或遗漏隐患；3、该传感器设计理念新颖，摆脱了传统传感器对检测人员操作水平的依赖，具有良好的推广应用前景。
附图说明：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2、图3、图4、图5分别依次为垂直三维线圈的主视图、左视图、俯视图、立体图。
图中：1-可旋转大圆盘，2-非金属传动轴，3,4-垂直三维线圈，5-主传感器。
具体实施方式：
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
由图1所示，底座为可旋转大圆盘1，底座上接非金属传动轴2，且配有角度刻度盘。非金属传动轴上接主传感器5，分别在20cm和39.5cm处开槽放入2组垂直三维线圈3、4。
图2、图3、图4、图5所示的三维线圈，为xyz三个方向上的相互垂直的线圈，形成双三维正交叉线圈，线圈采用直径为0.1mm的漆包线缠绕，绕线匝数10000匝，线圈直径0.02m，线圈面积为3.14×10-4m2，磁芯采用锰-锌铁氧体软磁材料 。线圈中增加磁芯以增加感应电动势强度。
管道电流测绘系统分两部分：超大功率发射机向管道供入一个低频率电流的电信号；接收机沿管道进行管道定位、管中电流强度和方向的测量。当信号电流在埋地导电管道中流动，周围产生相应电磁场，它与供入电流的大小成正比，从地表的磁场分量便可准确测定管道信号电流大小。
接收机用于测定发射机供入的电流信号，当此三维传感器接收机位于管道上方时，通过置于接收机中的垂直三线圈的感应电动势的读数，可以计算得出待测管道中的实际电流值，从而根据电流在管道中的衰减程度判别是否存在电流外漏的情况，即防腐层破损点的存在。
Claims (5)
1.埋地管道电流测绘系统三维传感器，其特征在于包括主传感器，在主传感器周身开设至少两处槽，在槽内安装垂直三维线圈，形成双三维正交叉线圈。
2.根据权利要求1所述的埋地管道电流测绘系统三维传感器，其特征在于所述主传感器为纵向的长方柱型结构，方柱周身所设置的三维线圈为相互垂直的三维磁棒及缠绕在磁棒上的漆包线构成。
3.根据权利要求2所述的埋地管道电流测绘系统三维传感器，其特征在于所述线圈采用直径为0.1mm的漆包线缠绕，绕线匝数10000匝，线圈直径0.02m，线圈面积为3.14×10-4m2，磁芯采用锰-锌铁氧体软磁材料；线圈中增加有磁芯。
4.根据权利要求1所述的埋地管道电流测绘系统三维传感器，其特征在于所述主传感器坐落在底座上。
5.根据权利要求4所述的埋地管道电流测绘系统三维传感器，其特征在于所述底座为旋转式大圆盘，所述主传感器通过传动轴与旋转式大圆盘连接，并且传动轴为非金属传动轴。
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