海底管道智能非常規內檢測技術研究與應用

樊榮興

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

1 海底管道智能非常規內檢測應用背景

海底管道是海上油氣田的生命線，長期以來海底管道為海上油田發揮著巨大的作用。但隨著管道服役年限變長，管道輸送介質以及惡劣的海洋環境的影響，越來越多的老舊管道出現了管道積垢、管道變形、管道縮徑等現象，嚴重影響海管的輸送能力，同時無法使用常規手段對該類型管道完成內檢測作業，甚至無法進行常規清管作業，這對管道完整性管理及管道安全運行產生了巨大的挑戰。

針對此類海底管道遼東作業公司迎難而上，通過大量的技術研究與論證、陸地實驗等對不同類型的管道疑難問題提出了利用非常規的創新思路定制檢測方案及設備，滿足特殊管道的檢測需求。

2 海底管道智能非常規內檢測技術

2.1 單體電子幾何檢測

針對大變形管道使用單體電子幾何檢測器對變形點進行測量和定位，以便制定相適應的維修方案。單體電子幾何檢測器具有高精度和檢測設備高通過性等特點，設備尺寸與常規機械皮碗清管器相近，最小可通過變形量超過35%管道外徑的變形點，具有里程輪，能夠精確定位變形點位置。可以針對常規電子幾何檢測器無法檢測的管線進行幾何內檢測作業，彌補管道常規測徑技術的不足。自2018 年以來遼東作業公司已經對多條管道實施了單體幾何檢測，為管道的維修和維護提供了重要的數據支撐（圖1）。

2.2 泡沫電子幾何檢測

泡沫電子幾何器其工作原理是在泡沫清管器中心內置小巧的電子倉傳感器，通過數字技術將泡沫球體的壓縮情況轉換為管線的幾何變化信息。設備可以通過35%的變徑點，無卡堵風險。該檢測技術能夠實現對大變形管道的幾何檢測，識別管道內焊縫，彎頭及閥門等特征點。同時，泡沫電子幾何檢測器因其體積短小可定做的特點，能夠滿足含有收發球閥的管道幾何檢測作業（圖2）。

高含垢管道如果實施清管作業或者內檢測作業，單純使用常規漸進式清管作業一方面易造成盲目通球花費大量的清管費用，另一發面極易發生堵管情況。針對此類管道使用泡沫電子幾何檢測技術，在清管作業前實現對管道全程結垢、結蠟分布情況的檢測，對后期制定科學的清管方案尤為重要。

2.3 渦流內檢測

渦流檢測技術是一種利用電磁感應原理，檢測導電構件表面和近表面缺陷的一種探傷方法。與傳統的漏磁/超聲檢測技術相比，渦流檢測技術具有可通過性更好、清潔度要求更低和檢測費用更加低廉等諸多優點，可以應用在無法進行漏磁/超聲內檢測技術的管線，尤其是變形嚴重、含垢含蠟多且無法清干凈的管線（圖3）。

圖3 渦流內檢測設備與現場實施

遼東作業公司已經成功完成了錦州20-2MNW 至錦州20-2 天然氣終端廠大變形管道及SZ36-1APP 至SZ36-1CEP 高含垢管道等的渦流內檢測，彌補了以往因海管通過性差和清潔度差而無法進行內檢測的技術空白，樹立了新的里程碑，為穩步提升海管完整性管理奠定了堅實基礎。

2.4 大變形管道漏磁內檢測技術

漏磁內檢測技術是目前最為成熟和可靠的內檢測技術之一，常規漏磁內檢測器對管道通過性要求較高（圖4）。針對一些變形管道進行漏磁檢測的需求，遼東作業公司通過大量的技術論證和研究，創新性的提出將檢測器勵磁節拆分為前后兩節的方案，通過磁鐵及檢測探頭的前后錯位排列，既保證了檢測單元的完整性，又提高了檢測器的過變形的能力（圖5）。該技術成功應用在JZ20-2MNW 至JZ20-2 終端廠12 寸天然氣海管，排查了管道存在的腐蝕隱患，并及時完成了隱患治理工作，成功避免了管道泄漏事故的發生。

圖4 常規漏磁內檢測器

圖5 大變形管道漏磁內檢測設備與現場實施

3 海底管道智能非常規內檢測技術的可推廣性

遼東作業公司的海底管道智能非常規內檢測技術，已經基本涵蓋管道變形（縮徑）檢測、管道測垢、管道含垢檢測、管道含收發球閥檢測等各種特殊管道的檢測工作。目前海油完成內檢測的管道接近1/3，每年都有一些特殊管道無法按照計劃實施內檢測，給海管的管理帶來了較大難度，通過非常規技術的推廣應用，可以推進管道內檢測工作的開展，解決目前海管管理中的難題，推廣應用具有重要意義。

4 海底管道智能非常規內檢測技術效益及意義

遼東作業公司面臨目前海管出現的各種疑難雜癥，拋開傳統管道檢測思路，立足實際，大膽創新，對不同類型的管道創新性的給出不同的解決方法，逐漸總結了一套非常規內檢測技術。目前已經累計完成高含垢管道泡沫電子幾何測垢檢測7 條，大變形管道單體幾何檢測3 條，大變形（或高含垢）管道渦流內檢測3 條，大變形管道漏磁內檢測1 條，順利完成管道檢測的同時，為公司節約成本近千萬元。

非常規內檢測技術有效的解決了特殊管道的檢測難題，掌握了管道檢測數據，為海管的管理決策提供依據，減少了海管泄漏風險，保障了油田的正常生產，減少了產量損失和環保事故的發生，提高了油氣田安全生產效益，是對常規檢測手段極其重要的補充。

海底管道智能非常規內檢測技術應用參與人員：樊榮興、高書鵬、蘇杰、李貴旺、楊斌。