[發明專利]一種海洋油氣柔性軟管環空無損檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202011618672.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112798043B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王凱;趙炳亮;謝磊;毛港濤;茅磊
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本發明公開了一種海洋油氣柔性軟管環空無損檢測裝置及方法，檢測裝置包括氣樣收集密封箱、環空壓力測試箱、供氣裝置；氣樣收集密封箱內有氣樣收集袋，環空壓力測試箱包括真空泵、氣液分離器、流量計、壓力表、球閥、減壓閥和安全閥；供氣裝置包括氮氣瓶，氮氣瓶通過環空壓力測試箱內的管路與氣樣收集袋和柔性軟管分別連接；真空泵與氣樣收集袋連接。檢測方法包括以下5個項目的測試：柔性軟管環空氣樣收集、柔性軟管氣體滲透率測試、柔性軟管環空體積測算、柔性軟管外保護層泄漏檢測、柔性軟管環空腐蝕防護。可實現檢測柔性軟管環空真實狀況的功能，同時為柔性軟管安全運行，提升柔性軟管實際使用壽命提供數據支撐和技術指導。

技術領域

本發明涉及一種海洋油氣集輸柔性軟管檢測技術，尤其涉及一種海洋油氣柔性軟管環空無損檢測裝置及方法。

背景技術

海洋油氣柔性軟管主要用于海上油氣田開發的海洋柔性軟管和海底管道，一般由多層高強度的金屬層和高阻隔性的聚合物層通過非黏結方式組合而成。管體由內到外主要由骨架層、內壓密封層、抗壓鎧裝層、抗拉鎧裝層和外保護層等組成。骨架層由耐腐蝕的金屬材料制成，抗外壓起支撐作用。內壓密封層和外保護層均為聚合物材料，內壓密封層包裹在骨架層上，起到流體屏蔽、保持管孔內壓力的作用，外保護層在抗拉鎧裝層之外，用于保護管體免受海水等外部環境的影響。這兩層聚合物材料之間的多層金屬結構稱為環空，主要由承受內壓、徑向強度和軸向拉伸載荷的金屬增強材料構成，如鋼制的線、帶、互鎖鎧甲等。此外，在金屬層之間還設置了防磨帶，用以避免相互接觸金屬之間的磨損。根據溫度需要，也可在外保護層內側設置保溫層，防磨帶和保溫層均會對氣體滲透起到一定的抑制作用。

由于柔性軟管內部聚合物材料自身氣體滲透的特性，在油氣運輸過程中，管孔內的小分子氣體組分(CH₄、CO₂、H₂S、氣相水等)會不斷滲透，通過內壓密封層進入環空，對管道造成傷害。如冷凝水在環空形成后不及時排出管外，可能會造成灌水；環空壓力達到上限后不能盡快排出，會造成外保護層鼓脹甚至破損；內管泄壓與環空壓力不匹配時，會導致骨架層壓潰；滲透到環空的CO₂、H₂S氣體遇到環空中冷凝的水蒸氣時會形成腐蝕環境，進而對金屬增強材料造成危害，特別是對于動態軟管而言，在交變應力和H₂S的共同作用下，會誘發環空金屬層的應力腐蝕疲勞，大大降低柔性軟管的實際使用壽命。在API SP 17J非黏結柔性軟管規格(2014版)標準中，規定了柔性軟管應安裝監測調控系統，該系統可將管壁環空內氣體有計劃、周期性地排放出來，并要求設計中必須給出環空金屬層允許的腐蝕速率，對于環境的預測必須同時考慮到由于二氧化碳和水的滲透導致環空金屬層腐蝕以及消耗。

柔性軟管環空狀態檢測是管道實現完整性管理的重要前提和基礎，環空狀況是評價柔性軟管是否安全可靠、能否達到預期壽命的關鍵因素之一。因而，提供了一種無損檢測柔性軟管環空狀況的方法和裝置，通過定期查看柔性軟管環空的狀況，并采取一些必要措施來防止或減少因氣體滲透給海洋油氣柔性軟管帶來的損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種海洋油氣柔性軟管環空無損檢測裝置及方法，用于檢測海洋油氣柔性軟管環空的安全狀況。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的海洋油氣柔性軟管環空無損檢測裝置，包括氣樣收集密封箱、環空壓力測試箱、供氣裝置；

所述氣樣收集密封箱內有氣樣收集袋，用于收集柔性軟管環空內的氣體；

所述環空壓力測試箱包括真空泵、氣液分離器、流量計、壓力表、球閥、減壓閥和安全閥；

所述供氣裝置包括氮氣瓶和球閥；

所述氮氣瓶通過所述環空壓力測試箱內的管路與所述氣樣收集袋和柔性軟管分別連接；

所述真空泵通過氣液分離器與所述氣樣收集袋連接。