海底管道智能非常规内检测技术研究与应用

樊荣兴

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

1 海底管道智能非常规内检测应用背景

海底管道是海上油气田的生命线，长期以来海底管道为海上油田发挥着巨大的作用。但随着管道服役年限变长，管道输送介质以及恶劣的海洋环境的影响，越来越多的老旧管道出现了管道积垢、管道变形、管道缩径等现象，严重影响海管的输送能力，同时无法使用常规手段对该类型管道完成内检测作业，甚至无法进行常规清管作业，这对管道完整性管理及管道安全运行产生了巨大的挑战。

针对此类海底管道辽东作业公司迎难而上，通过大量的技术研究与论证、陆地实验等对不同类型的管道疑难问题提出了利用非常规的创新思路定制检测方案及设备，满足特殊管道的检测需求。

2 海底管道智能非常规内检测技术

2.1 单体电子几何检测

针对大变形管道使用单体电子几何检测器对变形点进行测量和定位，以便制定相适应的维修方案。单体电子几何检测器具有高精度和检测设备高通过性等特点，设备尺寸与常规机械皮碗清管器相近，最小可通过变形量超过35%管道外径的变形点，具有里程轮，能够精确定位变形点位置。可以针对常规电子几何检测器无法检测的管线进行几何内检测作业，弥补管道常规测径技术的不足。自2018 年以来辽东作业公司已经对多条管道实施了单体几何检测，为管道的维修和维护提供了重要的数据支撑（图1）。

2.2 泡沫电子几何检测

泡沫电子几何器其工作原理是在泡沫清管器中心内置小巧的电子仓传感器，通过数字技术将泡沫球体的压缩情况转换为管线的几何变化信息。设备可以通过35%的变径点，无卡堵风险。该检测技术能够实现对大变形管道的几何检测，识别管道内焊缝，弯头及阀门等特征点。同时，泡沫电子几何检测器因其体积短小可定做的特点，能够满足含有收发球阀的管道几何检测作业（图2）。

高含垢管道如果实施清管作业或者内检测作业，单纯使用常规渐进式清管作业一方面易造成盲目通球花费大量的清管费用，另一发面极易发生堵管情况。针对此类管道使用泡沫电子几何检测技术，在清管作业前实现对管道全程结垢、结蜡分布情况的检测，对后期制定科学的清管方案尤为重要。

2.3 涡流内检测

涡流检测技术是一种利用电磁感应原理，检测导电构件表面和近表面缺陷的一种探伤方法。与传统的漏磁/超声检测技术相比，涡流检测技术具有可通过性更好、清洁度要求更低和检测费用更加低廉等诸多优点，可以应用在无法进行漏磁/超声内检测技术的管线，尤其是变形严重、含垢含蜡多且无法清干净的管线（图3）。

图3 涡流内检测设备与现场实施

辽东作业公司已经成功完成了锦州20-2MNW 至锦州20-2 天然气终端厂大变形管道及SZ36-1APP 至SZ36-1CEP 高含垢管道等的涡流内检测，弥补了以往因海管通过性差和清洁度差而无法进行内检测的技术空白，树立了新的里程碑，为稳步提升海管完整性管理奠定了坚实基础。

2.4 大变形管道漏磁内检测技术

漏磁内检测技术是目前最为成熟和可靠的内检测技术之一，常规漏磁内检测器对管道通过性要求较高（图4）。针对一些变形管道进行漏磁检测的需求，辽东作业公司通过大量的技术论证和研究，创新性的提出将检测器励磁节拆分为前后两节的方案，通过磁铁及检测探头的前后错位排列，既保证了检测单元的完整性，又提高了检测器的过变形的能力（图5）。该技术成功应用在JZ20-2MNW 至JZ20-2 终端厂12 寸天然气海管，排查了管道存在的腐蚀隐患，并及时完成了隐患治理工作，成功避免了管道泄漏事故的发生。

图4 常规漏磁内检测器

图5 大变形管道漏磁内检测设备与现场实施

3 海底管道智能非常规内检测技术的可推广性

辽东作业公司的海底管道智能非常规内检测技术，已经基本涵盖管道变形（缩径）检测、管道测垢、管道含垢检测、管道含收发球阀检测等各种特殊管道的检测工作。目前海油完成内检测的管道接近1/3，每年都有一些特殊管道无法按照计划实施内检测，给海管的管理带来了较大难度，通过非常规技术的推广应用，可以推进管道内检测工作的开展，解决目前海管管理中的难题，推广应用具有重要意义。

4 海底管道智能非常规内检测技术效益及意义

辽东作业公司面临目前海管出现的各种疑难杂症，抛开传统管道检测思路，立足实际，大胆创新，对不同类型的管道创新性的给出不同的解决方法，逐渐总结了一套非常规内检测技术。目前已经累计完成高含垢管道泡沫电子几何测垢检测7 条，大变形管道单体几何检测3 条，大变形（或高含垢）管道涡流内检测3 条，大变形管道漏磁内检测1 条，顺利完成管道检测的同时，为公司节约成本近千万元。

非常规内检测技术有效的解决了特殊管道的检测难题，掌握了管道检测数据，为海管的管理决策提供依据，减少了海管泄漏风险，保障了油田的正常生产，减少了产量损失和环保事故的发生，提高了油气田安全生产效益，是对常规检测手段极其重要的补充。

海底管道智能非常规内检测技术应用参与人员：樊荣兴、高书鹏、苏杰、李贵旺、杨斌。