[發(fā)明專利]一種海底管道豎向彎曲檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911385356.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111060058B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃新敬;李贊;封皓;李健;郭霖
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B5/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 潘俊達

本發(fā)明屬于精密檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海底管道豎向彎曲檢測方法，包括如下步驟：S1、準備球形檢測器，球形檢測器中包括固定板以及固定在固定板上的電路板和加速度傳感器，加速度傳感器固定在靠近球半徑中點的位置；S2、使得球形檢測器在管道中做定軸滾動；S3、記管道的坐標系為O₁?X₁Y₁Z₁，加速度計的坐標系為O₂?X₂Y₂Z₂，球形檢測器的坐標系為O₃?X₃Y₃Z₃；坐標系O₁?X₁Y₁Z₁的原點O₁固定在球心O₃處，坐標系不隨球形檢測器旋轉(zhuǎn)。該方法檢測精度高，效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海底管道豎向彎曲檢測方法。

背景技術(shù)

海底管道是從海洋向陸地輸送石油最重要的方式。伴隨著海洋油氣資源的開發(fā)，海底管道的長度增長十分迅速。海底管道長期處于惡劣的海底環(huán)境中且工作負荷巨大，非常容易發(fā)生斷裂，而一旦管道斷裂會引發(fā)石油泄漏，導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染甚至生態(tài)災(zāi)害。因此，定期對海底管道進行檢查并采取適當(dāng)?shù)男迯?fù)措施，可以及時發(fā)現(xiàn)缺陷和安全隱患，避免海底管道破裂的發(fā)生。

彎曲是引發(fā)管道破裂的重要原因之一。造成管道彎曲的因素有多種，包括懸跨、熱應(yīng)力屈曲、海床移位、洋流沖刷等。其中，管道懸跨下彎和豎向熱屈曲由于幅度較大，導(dǎo)致管道破裂的風(fēng)險極高。懸跨管道的自重和內(nèi)部流體的重量對管道施加一個豎直向下的載荷使管道向下彎曲。懸跨長度會隨著洋流的沖刷持續(xù)增加，跨度越長，管道遭受的彎曲應(yīng)力越大。當(dāng)彎曲應(yīng)力超過了管道的屈服極限，管道就會發(fā)生損壞。管道輸送原油時，為防止原油結(jié)蠟，需要對原油進行加熱。熱膨脹會使得管道變長，產(chǎn)生很大的軸向應(yīng)力，并發(fā)生向上的屈曲劇變。為了及時修復(fù)和加固彎曲管道以防止其斷裂，必須對海底管道彎曲進行監(jiān)測或準實時檢測。

管道內(nèi)檢測具有不受外界環(huán)境約束、效率高、精度高等優(yōu)點，是陸地管道檢測的主要手段。海底管道除了直立管道較多，其他結(jié)構(gòu)性質(zhì)與陸地管道基本相同。如果可以順利通過海底管道而不卡堵，那么管道內(nèi)檢測可以勝任海底管道彎曲的準實時檢測。管道內(nèi)檢測器有兩種：管道檢查儀(PIG)和球形檢測器(SD)。管道檢查儀廣泛應(yīng)用于陸地管道，但由于體積和重量較大，與管壁接觸緊密，易造成堵塞，不易通過立管段，在海底管道中應(yīng)用十分困難。球形檢測器直徑小于管徑，具有使用方便、不易堵塞的優(yōu)點。經(jīng)過仿真和多次現(xiàn)場實驗，驗證了球形檢測器通過管道的能力，尤其是通過直立管道的能力。其中，對管道的三維定位、拐點和磁異常檢測、傾角測量、懸跨振動檢測充分展示了球形檢測器的豐富檢測能力及準實時檢測的優(yōu)勢。因此，球形檢測器是一種很有前途的海底管道檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種海底管道豎向彎曲檢測方法，能夠精密地檢測出海底管道豎向彎曲度，檢測精度高，效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種海底管道豎向彎曲檢測方法，包括如下步驟：

S1、準備球形檢測器，球形檢測器中包括固定板以及固定在固定板上的電路板和加速度傳感器，加速度傳感器固定在靠近球半徑中點的位置；

S2、使得球形檢測器在管道中做定軸滾動；