CN1940578A - 海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 - Google Patents
海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1940578A CN1940578A CN 200610069706 CN200610069706A CN1940578A CN 1940578 A CN1940578 A CN 1940578A CN 200610069706 CN200610069706 CN 200610069706 CN 200610069706 A CN200610069706 A CN 200610069706A CN 1940578 A CN1940578 A CN 1940578A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- subsea pipeline
- detection method
- electric field
- contact detection
- special device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
本发明涉及海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,属于海洋工程技术领域。所述方法首先在海底管线阴极保护电场的影响因素的可能的参数范围内设定海底管线的状态,应用边界元方法进行系列数值模拟试验,并在此基础上确立一个完备的“阴极保护电场-影响因素数据库”;然后依托水下阴极保护电场的自主式实时数据采集系统,通过现场检测海底管线附近的电场分布,利用“阴极保护电场-影响因素数据库”反演确定海底管线表面保护层的老化状态,同时获得海底管线表面的保护电位和保护电流密度分布,从而实现对海底管线的阴极保护状态的可靠评估。本发明具有非接触式、无缆、实时检测等优点,非常适用于海底管线的阴极保护电场检测。
Description
技术领域:
本发明涉及海洋工程水下检测作业,具体地说是一种海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置。
背景技术:
随着海洋油气资源开发的迅速发展,我国在主要的海上经济专属区和油气田兴建了大量的海底油气管线。海底管线若发生某种形式的破坏,将会导致油气田的停产和海洋环境污染,还可能导致伤亡事件,直接的经济损失和间接损失非常巨大。目前我国部分油气管线已经接近到达其设计使用寿命,急需对其阴极保护状况进行检测和评估,为海上油气开发提供安全保障。目前的海底管线水下阴极保护电位检测方法中,检测系统的一端需要与海底管线(例如海上油气平台的立管处)进行电连接,另一端则由潜水员携带参比电极沿管线路由测量其保护电位,这只是在水深较小、距离平台较近的情况下是合适的、可行的;但是对于水深达数十米甚至数百米,长度少则数十公里,多则数百公里的海底管线而言,这种检测系统在远离油气平台时将面临需携带信号电缆过长、费用偏高、占用工作船有效船载空间大、信号衰减严重且操作不便等诸多难以克服的问题。所需的水下电场检测装置,在没有经过耐高压和密封防护处理之前是不能入水长期并连续进行检测作业的。
发明内容:
为了克服上述不足之处,本发明的目的是提供一种非接触式检测海底管线阴极保护状态的方法,以及一种体积小、重量轻、耐高压、密封性强的海底管线阴极保护电场检测专有装置。
海底管线通常处在一个非均匀的复杂腐蚀环境中,当海底油气管线上的保护层出现老化破损或失效时,牺牲阳极通过管线周围环境(海泥及海水)向裸露的管线表面提供阴极保护。从而,在管线周围的海泥及海水环境中形成连续分布的非均匀电场。影响该电场中电位分布状态的主要因素包括:保护层的老化状态(破损比率及破损处的分布),牺牲阳极和管体表面在其所处环境(海泥或海水)中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度等。在海底管线周围的阴极保护电场中,当保护层的老化状态(破损比率及破损处的分布)和环境诸要素(牺牲阳极及管体裸露表面在其所处环境中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度)确定时,海底管线的阴极保护状态(海管表面的保护电位和保护电流密度分布)及管线周围的阴极保护电场分布也便唯一地被确定下来,并且可以通过边界元方法准确地计算出来。
由于海底管线阴极保护状态(海管表面的保护电位和保护电流密度分布)和管线上保护层的老化状态(破损比率及破损处的分布)难以直接检测,而环境诸要素中,牺牲阳极及管体裸露表面在其所处环境中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度比较容易获得,因此,本发明采用如下的技术方案:首先在6个影响因素(保护层的老化状态、牺牲阳极和管体裸露表面在其所处的海泥或海水环境中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度)的可能的参数范围内设定海底管线所处的可能状态,应用边界元方法进行系列数值模拟试验,确立一个完备的“阴极保护电场-影响因素数据库”。然后通过水下拖体或机器人携带检测装置,沿管线路由现场检测海底管线周围的电场分布,进而反演确定保护层的老化状态信息,同时获得海底管线表面的保护电位和保护电流密度分布,从而对海底管线的阴极保护状态进行可靠的评估。所述检测装置包括一个水上主机和一个水下阴极保护电场检测装置,其特征在于:水上主机运行边界元计算、反演程序和数据通信程序;水下阴极保护电场检测装置由密封舱、参比电极接插件、信号电缆、密封式可充电电池、信号调理模块、模拟量输入模块和分布式电位数据采集、控制系统构成;密封舱舱体中安装有DIN导轨,用于固定密封式可充电电池、信号调理模块、模拟量输入模块和低功耗分布式数据采集、控制系统,密封舱舱体前、后部密封法兰用紧固螺栓与面板法兰盘紧固,面板法兰盘上设有O型槽并放有O型圈对密封舱舱体进行密封;面板法兰盘上固定有参比电极接插件,参比电极测得的水下阴极保护电场信号用信号电缆接入信号调理模块,经信号调理模块进行电气隔离、信号放大、滤波处理后送入模拟量输入模块,并存储在低功耗分布式数据采集、控制系统中;信号调理模块、模拟量输入模块和低功耗分布式数据采集、控制系统由密封式可充电电池进行供电;低功耗分布式数据采集、控制系统上运行实时操作系统,进行实时数据采集,并将数据存储在物理闪存中;低功耗分布式数据采集、控制系统上设有以太网网络接口和RS232串行通信接口,检测结束后可通过以太网网络接口或RS232串行通信接口与水上主机进行离线数据交换,将水下检测数据备份出来进行数据反演,获得海底管线表面的保护电位和电流密度分布。
本发明具有如下优点:耐高压、防腐蚀、耐磨损、抗干扰能力强、有效工作时间长;体积小、重量轻、强度高、绝缘和密封性能均好,便于水下拖体或机器人携带进行阴极保护电场检测。
附图说明:
图1为本发明方法原理示意图。
图2为本发明检测装置示意图。
图3为图2中检测装置的左视图。
具体实施方式:
如图1、2、3所示,所述检测装置包括一个水上主机(1)和一个水下阴极保护电场检测装置(2)。水上主机(1)运行边界元计算、反演程序和数据通信程序;水下阴极保护电场检测装置(2)由密封舱(21)、参比电极接插件(22)、信号电缆(23)、密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和分布式电位数据采集、控制系统(27)构成;密封舱(21)舱体中安装有DIN导轨,用于固定密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27),密封舱(21)舱体前、后部密封法兰用紧固螺栓与面板法兰盘紧固,面板法兰盘上设有O型槽并放有O型圈对密封舱舱体进行密封;面板法兰盘上固定有参比电极接插件(22),参比电极测得的水下阴极保护电场信号用信号电缆(23)接入信号调理模块(25),经信号调理模块(25)进行电气隔离、信号放大、滤波处理后送入模拟量输入模块(26),并存储在低功耗分布式数据采集、控制系统(27)中;信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27)由密封式可充电电池(24)进行供电;低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上运行实时操作系统,进行实时数据采集,并将数据存储在物理闪存中;低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上设有以太网网络接口和RS232串行通信接口,检测结束后可通过以太网网络接口或RS232串行通信接口与水上主机(1)进行离线数据交换,将水下检测数据备份出来进行数据反演,获得海底管线表面的保护电位和电流密度分布。
密封舱(21)采用铝合金经车、钳、铣、刨、亚弧焊、硬质阳极氧化处理等工艺就可生产,保证加工精度和表面光洁度,绝缘电阻500MΩ以上,工作水深可达450米,是目前海底管线阴极保护电场检测的极好装备。使用本发明时可于岸上或现场插合后,再放入水中,进行水下的阴极保护电场检测操作。
Claims (16)
1.海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有检测装置包括一种海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法和一种检测装置。所述检测方法的特征在于:首先在海底管线阴极保护电场的6个影响因素(保护层的老化状态、牺牲阳极和管体裸露表面在其所处的海泥或海水环境中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度)的可能的参数范围内设定海底管线所处的可能状态,应用边界元方法进行系列数值模拟试验,并在此基础上确立一个完备的“阴极保护电场-影响因素数据库”;然后通过现场检测海底管线附近的电场分布,反演确定保护层的老化状态,同时获得海底管线表面的保护电位和保护电流密度分布,从而实现对海底管线的阴极保护状态的可靠评估。所述检测装置包括一个水上主机(1)和一个水下阴极保护电场检测装置(2),其特征在于:水上主机(1)运行边界元计算、反演程序和数据通信程序;水下阴极保护电场检测装置(2)由密封舱(21)、参比电极接插件(22)、信号电缆(23)、密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和分布式电位数据采集、控制系统(27)构成;密封舱(21)舱体中安装有DIN导轨,用于固定密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27);密封舱(21)密封法兰用紧固螺栓与面板法兰盘紧固,面板法兰盘上设有O型槽并放有O型圈对密封舱舱体进行密封;面板法兰盘上固定有参比电极接插件(22),参比电极测得的水下阴极保护电场信号用信号电缆(23)接入信号调理模块(25),经信号调理模块(25)进行电气隔离、信号放大、滤波处理后送入模拟量输入模块(26),并存储在低功耗分布式数据采集、控制系统(27)中;信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27)由密封式可充电电池(24)进行供电;低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上运行实时数据采集、记录程序和数据通信程序,并将数据存储在自带的物理闪存中;低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上设有以太网网络接口和RS232串行通信接口,检测结束后可通过以太网网络接口或RS232串行通信接口与水上主机(1)进行离线数据交换,将水下检测数据备份出来进行数据反演,获得海底管线表面的保护电位和电流密度分布。
2.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述检测方法在海底管线阴极保护电场的6个影响因素(保护层的老化状态、牺牲阳极和管体裸露表面在其所处的海泥或海水环境中的极化特性、海泥的电导率、海水的电导率、管线上海泥的覆盖厚度)的可能的参数范围内设定海底管线所处的可能状态,并应用边界元方法进行系列数值模拟试验。
3.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述检测方法在数值模拟试验基础上确立一个完备的“阴极保护电场-影响因素数据库”。
4.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述检测方法通过现场检测海底管线附近的电场分布,利用“海底管线阴极保护电场-影响因素数据库”进行反演,确定保护层的老化状态,同时获得海底管线表面的保护电位和保护电流密度分布。
5.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述检测装置包括一个水上主机(1)和一个水下阴极保护电场检测装置(2)。
6.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:主机(1)上运行边界元计算、反演程序和数据通信程序。
7.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述水下阴极保护电场检测装置(2)由密封舱(21)、参比电极接插件(22)、信号电缆(23)、密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和分布式数据采集、控制系统(27)构成。
8.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述密封舱(21)采用铝合金经机械加工和硬质阳极氧化处理工艺生产。
9.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:密封舱(21)舱体中安装有DIN导轨,用于固定密封式可充电电池(24)、信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27)。
10.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述密封舱(21)舱体前、后部密封法兰用紧固螺栓与面板法兰盘紧固,面板法兰盘上设有O型槽并放有O型圈对密封舱舱体进行密封。
11.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述密封舱(21)两端面板法兰盘上固定有参比电极接插件(22)。
12.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述参比电极接插件(22)的个数一般采用4个或6个,在密封舱(21)两端面板法兰盘上沿周向均匀分布各2个或3个,组成2个或3个参比电极组(两端各1个投影位置重合的参比电极构成1组);每组参比电极的轴心连线与密封舱(21)的轴线保持平行。
13.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述参比电极接插件(22)测得的水下阴极保护电场信号用信号电缆(23)接入信号调理模块(24),经信号调理模块(24)进行电气隔离、信号放大、滤波处理后送入模拟量输入模块(26),并存储在低功耗分布式数据采集、控制系统(27)中。
14、按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征是:所述信号调理模块(25)、模拟量输入模块(26)和低功耗分布式数据采集、控制系统(27)由密封式可充电电池(24)进行供电;
15.按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上运行实时数据采集、记录程序和数据通信程序,进行实时数据采集并存储在自带的物理闪存中。
16、按照权利要求1所述海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置,其特征在于:所述低功耗分布式数据采集、控制系统(27)上设有以太网网络接口和RS232串行通信接口,检测结束后可通过以太网网络接口或RS232串行通信接口与水上主机(1)进行离线数据交换,将水下检测数据读取出来进行数据反演,获得海底管线表面的保护电位和电流密度分布。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200610069706 CN1940578A (zh) | 2006-07-23 | 2006-07-23 | 海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200610069706 CN1940578A (zh) | 2006-07-23 | 2006-07-23 | 海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1940578A true CN1940578A (zh) | 2007-04-04 |
Family
ID=37958938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200610069706 Pending CN1940578A (zh) | 2006-07-23 | 2006-07-23 | 海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1940578A (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101696994B (zh) * | 2009-10-15 | 2012-09-05 | 杭州电子科技大学 | 海水淡化用电导率在线检测装置 |
CN102667566A (zh) * | 2009-12-22 | 2012-09-12 | 普睿司曼股份公司 | 水下光纤线缆 |
CN103712907A (zh) * | 2012-10-09 | 2014-04-09 | 中国石油大学(华东) | 一种深海现场腐蚀电化学测试装置及其测试方法 |
CN104704190A (zh) * | 2012-08-16 | 2015-06-10 | 韦特柯格雷英国有限公司 | 基于阴极保护系统的用于浸入式海底系统的功率源和电压倍增 |
CN107917943A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-17 | 天津大学 | 一种圆柱形海洋设备电化学保护测试系统 |
CN111188041A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 大连理工大学 | 一种基于无线充电的海底设备防腐蚀保护装置 |
CN113485387A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种巡检机器人自主巡管方法及具有该方法的巡检机器人 |
CN113529092A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种海底管道阴极保护电位检测自主巡检方法及系统 |
CN113718262A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-30 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种用于船舶压载舱的牺牲阳极在线监测及寿命预测装置 |
-
2006
- 2006-07-23 CN CN 200610069706 patent/CN1940578A/zh active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101696994B (zh) * | 2009-10-15 | 2012-09-05 | 杭州电子科技大学 | 海水淡化用电导率在线检测装置 |
CN102667566A (zh) * | 2009-12-22 | 2012-09-12 | 普睿司曼股份公司 | 水下光纤线缆 |
CN102667566B (zh) * | 2009-12-22 | 2014-12-31 | 普睿司曼股份公司 | 水下光纤线缆 |
CN104704190A (zh) * | 2012-08-16 | 2015-06-10 | 韦特柯格雷英国有限公司 | 基于阴极保护系统的用于浸入式海底系统的功率源和电压倍增 |
CN103712907A (zh) * | 2012-10-09 | 2014-04-09 | 中国石油大学(华东) | 一种深海现场腐蚀电化学测试装置及其测试方法 |
CN103712907B (zh) * | 2012-10-09 | 2016-03-02 | 中国石油大学(华东) | 一种深海现场腐蚀电化学测试装置及其测试方法 |
CN107917943A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-17 | 天津大学 | 一种圆柱形海洋设备电化学保护测试系统 |
CN107917943B (zh) * | 2017-10-26 | 2019-10-22 | 天津大学 | 一种圆柱形海洋设备电化学保护测试系统 |
CN111188041A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 大连理工大学 | 一种基于无线充电的海底设备防腐蚀保护装置 |
CN113485387A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种巡检机器人自主巡管方法及具有该方法的巡检机器人 |
CN113529092A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种海底管道阴极保护电位检测自主巡检方法及系统 |
CN113718262A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-30 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种用于船舶压载舱的牺牲阳极在线监测及寿命预测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1940578A (zh) | 海底管线阴极保护状态的非接触式检测方法及其专有装置 | |
CN102841180B (zh) | 一种海洋船舶腐蚀因素综合检测方法 | |
CN101769442A (zh) | 一种监测管道腐蚀的方法 | |
CN109597344A (zh) | 一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统 | |
CN111156425A (zh) | 管道状态监测方法、装置及系统 | |
CN113252735B (zh) | 污染场地地下水水质分层监测系统及方法 | |
CN101894454B (zh) | 基于无线传感器网络的石油井架应力测量与数据采集系统 | |
CN100585010C (zh) | 一种海洋平台牺牲阳极发出电流的监测装置 | |
CN103927834A (zh) | 地下管线周界侵扰预警系统 | |
CN209638791U (zh) | 一种海底管道泄漏监测系统 | |
CN205859480U (zh) | 一种衬胶完整性在线监测系统 | |
CN107247123A (zh) | 一种水质安全预警决策系统 | |
CN201129623Y (zh) | 油气管道雷达安全预警系统 | |
CN203571437U (zh) | 管道安全智能监测预警系统 | |
CN203519529U (zh) | 一种海底管道检测装置 | |
CN206986284U (zh) | 一种埋地管道监测系统 | |
CN105909910A (zh) | 一种衬胶完整性在线监测系统 | |
CN105114815A (zh) | 地下油气管道监控预警系统 | |
CN105953018B (zh) | 一种衬胶设备腐蚀在线监测和控制系统 | |
CN104313598B (zh) | 一种飞溅区钢结构多层防护监测和应急保障系统及方法 | |
CN115541490A (zh) | 海洋环境固定式涂层老化监测探头及涂层寿命预测方法 | |
CN111257213B (zh) | 一种用于海洋结构物水下防腐涂层原位监测的装置及方法 | |
CN208791772U (zh) | 一种阴极保护管道的内部涂层的缺陷检测装置 | |
CN209296539U (zh) | 水下装备硫化氢腐蚀数据探测装置 | |
CN108203833A (zh) | 一种钢筋混凝土监测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070404 |