一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法
阅读说明：本技术 一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法 (Pipeline weak magnetic positioning method for detector in long-distance pipeline ) 是由 刘思博 陈元 刘艳军 于 2021-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法,包括步骤：S1、搜集分析事故管道的基础资料；S2、对事故管线进行勘察与环境条件分析；S3、测量事故管道的埋深及路由并记录标记；S4、对事故管道进行管段划分；S5、逐段检测事故管道,采集完整的管道弱磁信号；S6、对管道弱磁信号进行管道本体弱磁信号特征分析,得到正常管道空间磁信号特征量；S7、对管道弱磁信号进异常弱磁信号分析,得到管道空间弱磁信号特征量的有效值；S8、根据管道空间弱磁信号特征量的有效值划分正常水平界限；S9、根据正常水平界限区分管道弱磁信号异常区域,确定管道内检测器位置。该方法能精确地实现对埋地输油气铁磁管道内检测器的定位,保证输油气管道的安全运行。(The invention discloses a weak magnetic positioning method for a detector pipeline in a long-distance pipeline, which comprises the following steps: s1, collecting and analyzing basic data of the accident pipeline; s2, performing investigation and environmental condition analysis on the accident pipeline; s3, measuring the buried depth and the route of the accident pipeline and recording marks; s4, dividing the accident pipeline into sections; s5, detecting the accident pipeline section by section, and collecting complete pipeline weak magnetic signals; s6, carrying out pipeline body weak magnetic signal characteristic analysis on the pipeline weak magnetic signals to obtain normal pipeline space magnetic signal characteristic quantities; s7, analyzing the pipeline weak magnetic signals to obtain effective values of the pipeline space weak magnetic signal characteristic quantities; s8, dividing a normal horizontal limit according to the effective value of the pipeline space weak magnetic signal characteristic quantity; and S9, distinguishing the pipeline weak magnetic signal abnormal area according to the normal horizontal limit, and determining the position of the detector in the pipeline. The method can accurately realize the positioning of the detector in the buried oil and gas transmission ferromagnetic pipeline and ensure the safe operation of the oil and gas transmission pipeline.)
技术领域
本发明属于一种检测方法领域，具体涉及长输管道内检测器管道弱磁定位方法。
技术背景
管道漏磁内检测技术是当今世界管道全面检测使用最为广泛的接触式检测技术，其检测过程可详细划分为常规清管、几何检测和漏磁检测。该检测手段对于管道腐蚀、应力集中造成的管道等效壁厚减薄、裂纹及生长都有非常好的检出效果。管道漏磁内检测是在不影响管道介质运输的情况下，利用管道内的流体内压，发射管道内运行可实时采集并记录管道信息的内检测器完成检测，也被叫做智能清管。
下面以克独线原油输送管道内检测工作为例，对内检测流程进行详细的介绍，该原油管道漏磁内检测工作有以下三个阶段：
1)清管，通常使用软体清管器、皮碗清管器、磁力清管器以及测径等清管器来完成，目的是清除管道内壁的杂质、水和硫酸根还原菌等等，一方面减缓管道内壁的腐蚀，另一方面降低管道阻力，初步评估几何检测器能否顺利通过。
2)几何测量，除上述所讲的检查管道存在的变形和椭圆度，其次就是检测评估内检测器能否顺利通过。
3)漏磁检测，主要是检测长输管道的腐蚀缺陷、焊缝缺陷以及盗油阀盗油孔等等。
在大多数实际的输油气站场，为了节约时间和经济成本，清管器和内检测器是相继发出的，尤其是对于原油管线，管道内壁附着的粘稠物量大，当管壁附着物对清管器的阻力大于管道流体对清管器的推力时，清管器将停止运动，那么后面发射过来的内检测器也会因为清管器的卡球而滞留。其次，由于管道所处的地理环境和内部运行条件长时间的作用，埋地铁磁管道难免会生长处一些缺陷，尤其是管道受应力集中影响产生的大变形也会出现内检测器无法通过的现象。除此之外，由于建设时期地理条件复杂或者是后期管道路由改变的影响，管道弯头的设计弧度难以通过大型号的清管器的内检测器，也会造成漏磁内检测的滞留。虽然随着科技的发展，内检测器配备有信号发射装置，如若未及时发现内检测器卡管，随着时间的推移，当内检测器信号发射装置电量耗尽时，内检测器的位置也就丢失了，严重影响了输油气管道的安全运行和内检测工作的正常进行，因此开发一种能够定位长输管道内检测器的方法具有重要的现实意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法，旨在对相应内检测卡管的事故管道进行内检测器的精确定位；本发明充分利用VLDM-2埋地铁磁管道精确定位仪、RTK和管道弱磁检测仪，精确测量事故管道的路由及埋深，准确关联管道里程及坐标，逐段检测，进而精确地分析出管道内检测器滞留位置，方便管道修复和内检测器的取出，提高工作效率，节约经济成本。本发明采用以下的技术方案：
一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对事故管道作基础资料搜集与分析；
S2、对事故管线进行勘察与环境条件分析；
S3、使用VLDM-2埋地铁磁管道精确定位仪测量事故管道的埋深及路由并做好记录与标记；
S4、根据里程标识桩对事故管道进行管段划分；
S5、在事故管道正上方使用管道弱磁检测仪逐段检测，采集完整的管道弱磁信号；
S6、对所述步骤S5中采集到的管道弱磁信号进行管道本体弱磁信号特征分析，等效求出正常管道空间磁信号特征量Bx、By和Bz；
S7、对所述步骤S5中采集到的管道弱磁信号进异常弱磁信号分析，使用真实空间弱磁信号特征量Bx1、By1、Bz1减去正常管道等效空间测信号Bx、By、Bz得到管道空间弱磁信号特征量的有效值bx、by和bz；
S8、对所述步骤S7中得到的管道空间弱磁信号特征量的有效值划分正常水平界限；
S9、利用所述步骤S8中划分的正常水平界限区分管道弱磁信号异常区域，确定管道内检测器堵塞的精确位置。
优选的，所述步骤S1中，所述事故管管道的基础资料包括管道的原始建设资料、中途改管资料、在役检修资料以及日常维护保养资料。
优选的，所述步骤S3中，采用VLDM-2埋地铁磁管道精确定位仪和RTK北斗卫星定位仪对目标事故管道进行测绘。
优选的，所述步骤S3中，对所述事故管道进行还包括对沿所述事故管道检测方向路径上的地面建筑以及特征标识物进行标注，且每个标识点与实际坐标的误差低于1m。
优选的，所述步骤S4中，所述里程标识桩为输油气管道分段标识物。
优选的，所述步骤S5中，使用管道弱磁检测仪在事故管道路由正上方逐段检测，收集所述事故管道的弱磁信号。
优选的，所述步骤S6中，所述正常管道空间磁信号特征量为排除信号干扰之后的管道弱磁信号各空间特征量的均值。
优选的，所述步骤S7中，管道空间磁信号的有效值通过所述真实空间弱磁信号特征量减去正常管道等效空间测信号得到。
优选的，所述步骤S8中，正常水平界限由管道空间磁信号有效值的均值得到。
本发明的有益效果是：
1、本发明所采用的长输管道内检测器管道弱磁定位方法，充分利用了管道弱磁检测仪的精确性能，克服了盲目开挖去寻找内检测器的困难，节约了时间和经济成本。
2、本发明所采用的埋地输油气铁磁管道内检测器定位方法，能将管道上方的弱磁信号整理成为管道弱磁信息库，使得整条输油气管道的应力水平信息明确，内检测器滞留的地方会出现异于正常管段的弱磁信号，方便锁定管道漏磁内检测器的位置信息。
3、本发明所采用的埋地输油气铁磁管道内检测器定位方法，充分利用管道弱磁检测仪采集的管道弱磁信号以及管道的坐标系统，不仅能对内检测器实行精确定位，还能修正管道由于环境因素发生变化的路由信息，为输油气管道的完整性管理与风险评估提供可靠的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将实施例的附图做简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施案例，而非对本发明的限制。
图1为本发明埋地输油气铁磁管道内检测器定位检测流程示意图；
图2为铁磁管道弱磁检测原理图；
图3为输油气内检测事故管段内检测器定位原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清晰、完整地描述。显然，所描述的实例是本发明一部分的实施例，而非全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明公开使用的技术专业术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参考图1中的流程图，本实施例一种长输管道内检测器管道弱磁定位方法，包括如下步骤：
S1、对事故管道作基础资料搜集与分析；
根据GB/T 35090-2018无损检测管道弱磁检测技术，在使用弱磁检测仪之前应作管道基础资料收集。基础资料包括管道名称、运营单位、投入运营时间、管道长度、管道壁厚、管道外径、运行压力、设计压力、管道材质、管道埋深范围、输送介质、防腐层、近期检测情况、管道维修情况以及其他相关信息等并对其进行工况和运维作初步分析。
S2、对事故管线进行勘察与环境条件分析；
输油气管道常常敷设在环境条件复杂的地方，在进行检测之前，还需要记录管线区域的交通状况、气象水文、土地利用现状、区域地质构造、新构造运动与地震概况、地形地貌、土壤电阻率、水土腐蚀性，道路穿越以及沟渠穿越等一系列环境条件，便于在数据后处理阶段进行干扰识别。
S3、使用VLDM-2埋地铁磁管道精确定位仪测量事故管道的埋深及路由并做好记录与标记；
地下管线探测仪的工作原理是采用电磁法探测地下管线，通过发射机对金属管线或管道内介质施加电磁激励，在金属管线中生成管线电流并在管线周围产生二级磁场；通过接收机在地面测定管线的二次磁场，从而准确地确定管线的路由及埋深。在探测管道路径过程中，将信号发射器的正极与埋地铁磁管道阴极保护桩相连，经阴极保护桩将电信号传输到输油气铁磁管道上，信号发射器负极接地，使得电信号发射端、金属管道、地面之间形成一个闭合的回路，使用信号接收分析装置对管线所产生的磁场进行探测；连接好信号发射端之后，开启接收机电源，选择适当的频率及增益显示，波谷模式用于埋地位置以及路由探测，在确定管道位置与路由方向之后，选择波峰模式确定管道埋深，并对已探明的管道路由方向进行标记，对已检测管段进行记录。检测数据还包括对沿管段检测方向路径的地面建筑以及特征标识物的标注，且每个标识点与实际坐标之间的误差低于1.0m。
S4、根据里程标识桩对事故管道进行管段划分；
里程标识桩是与管道表面相连接的标识物，相比其他的警示牌、弯头提示以及简单标识物，其位置更加准确，而且里程标识桩上面标有检测管道的完整信息，包括管道名称、管道里程以及桩号等等。除此之外，管道里程标识桩一般间隔1km设立一个，方便后续弱磁检测的数据分析。
S5、在事故管道正上方使用管道弱磁检测仪逐段检测，采集完整的管道弱磁信号；
如图2所示，管道弱磁检测技术原理是基于铁磁材料的逆磁致伸缩效应和金属磁记忆效应。铁磁性材料在受外部磁场激励的作用时，其材料内部磁畴发生重新取向，使得改材料磁感线分布异常，称为磁致伸缩效应。同样地，当有外部应力作用于铁磁材料时，此时外部应力可看作激励场，材料内部的磁畴结构也会发生相应变化，产生相应的漏磁场，该过程称为逆磁致伸缩效应。当外部激励场(应力场或者磁场)撤去时，材料内部的磁畴结构取向不可逆，所产生的漏磁场也不会下降为零，该过程称为金属磁记忆效应，且应力异常位置磁信号法向分量出现过零点，切向分量出现极大值。当漏磁内检测器滞留在管道内部时，一方面管道受到挤压作用会产生弱磁信号，另一方面该位置的弱磁信号为管道本体的弱磁信号和内检测器的弱磁信号的叠加状态，可通过初步应力异常的磁信号特征信息来初步确定管道漏磁内检测器的可能滞留位置。
S6、对所述步骤S5中采集到的管道弱磁信号进行管道本体弱磁信号特征分析，排除干扰后，利用均值等效求出正常管道空间磁信号特征量Bx、By和Bz；
S7、对所述步骤S5中采集到的管道弱磁信号进异常弱磁信号分析，使用真实空间弱磁信号特征量Bx1、By1、Bz1减去正常管道等效空间测信号Bx、By、Bz得到管道空间弱磁信号特征量的有效值bx、by和bz；
S8、对所述步骤S7中得到的管道空间弱磁信号特征量的有效值划分正常水平界限，水平界限为有效值的均值；
S9、利用所述步骤S8中划分的正常水平界限区分管道弱磁信号异常区域，确定管道内检测器堵塞的精确位置。
如图3所示，当管道弱磁信号的有效值超出了水平界限值时，即可快速判断出管道漏磁内检测器的滞留位置。
采用上述方法后，相对埋地说起长输管道内检测器定位，本发明是基于工程实际应用进行内检测器定位，将目标事故管道按照里程标识桩分段处理，当然也可根据实际情况增加或减少距离；相对于地面环境复杂的管道或者弯头处，可明显缩小检测的区域长度；对于现场输油气管道内检测器的开挖找回具有较好的精确保障。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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