管道电流测绘系统可行性研究

管道电流测绘系统可行性研究报告油气储运管理处二○一○年六月管道电流测绘系统可行性研究报告一.项目的立项依据石油、天然气、城市用燃气和地下水管道的腐蚀与保护虽然人们很重视，但由于管网大修没有前期检测诊断，对管段尚未穿孔但防腐保温层破损失效的隐患不能有效地发现，就成了埋地管道年年修补、年年穿孔的现象产生的一个原因。管道防护层由于埋地时间长久而出现老化、发脆、剥离、脱落，进而造成管道的腐蚀、穿孔，引发泄漏造成不可估量的损失。因此，检验埋地管道的防护层状况，对埋地管道外防腐层进行不开挖检漏（破损），对绝缘状况进行评价、有针对性的更换修补可有效地予以由于腐蚀而造成的损失，延长管道使用寿命，可以节省大量维修改造投资。对保证管道正常运行，至关重要。我处作为中原油田的原油集输主干线的管理主体，管线的运行状况是我处生产的一个主要参数。而长期以来，管线外防腐层的破坏和腐蚀程度一直是一个空白。虽然近两年请油田技术监督处、濮阳市锅检所等单位做了一些检测，但一直没有形成自己的完整的数据资料。如果我们能够定期对管线的外防腐层状况进行检测，并对监测数据进行分析、存档，那么我们就可以发现腐蚀严重的地段，并且可以分析造成的原因，从而制定相应的防范措施，确保管线的安全平稳运行和最优化运行。1二.项目的技术来源英国雷迪公司成立于1970年，是一家专业性很强的技术型跨国公司。公司专业生产各类工程探测仪器和工具，他们生产的管道电流测绘系统——PCM+，将埋地管道的腐蚀情况通过测绘电流用直观的数字以及图形等形式形象的表现出来，从而克服了现有各种技术的局限性，为管道状况的评估提供了科学的依据，其效果已在国内外油田、燃气公司中得到证实。曾荣获《RESEARCH&DEVELOPMENT》世界百佳奖。㈠、设备构成：管道电流测绘系统——PCM+主要由PCM发射机、PCM接收机、磁力仪、A字架、便携式微机、防腐层评价软件、24V蓄电池、充电机以及带GPS定位功能的PDA组成。为了提高系统效率，需要PCM+与RD8000同时使用。㈡、技术特点：1、PCM+（1）快速定位并有效测量管道防腐层故障。测量管道腐蚀的电磁检测设备逐渐的和GIS系统以及市场上现售的GPS系统结合，提供管道状况、位置和时间的相对关系的精确记录，以进行后期的绘图分析，这是PCM+的主要功能之一。（2）对管道进行预防性维护，延长管道寿命，并在早期发现侵蚀。2PCM+系统包括一个便携式发射机及手持式接收机。发射机和CPS站点连接，可以向管道施加一个特殊的近直流信号。接收机可以在最大30公里（19英里）的范围内识别这种特殊信号来定位管道的位置和深度。一旦管道被定位，技术人员就可以绘制沿管道的泄漏电流图，显示出信号电流大小和方向，从而迅速的确定防腐层破损。确定了管道的破损段之后，使用A字架，可以进一步将破损位置和深度确定在1米（3英尺）的范围内。PCM+具有自动信号衰减（ASA），先进电流方向（ACD），以及适应接地补偿（AGC）的强大功能，甚至能够对与其它金属结构搭接，存在电干扰或管线密集区域内的管线进行准确、轻松地定位和测绘。并提供PCM电流（ACCA）和电压梯度（ACVG）的同步测量。实时测量PCM电流（ACCA）和电压梯度（ACVG）。（3）简便测量的沿管道传播的CP（阴极保护）电流。操作者不需完成“电流跨度”，不需手工计算，就可以确定通常需要直连才能测量的沿管道传播的CP（阴极保护）电流。PCM+在任何模式下的测绘信息，也同时储存和显示在接收机上，记录的测绘信息可以使用蓝牙传输到PC机或者可选的PDA（和GPS数据连接）上，以图形格式显示来进行快速分析。PCM+及其配套设备是适合管道技术人员最新的准确、快捷和可靠的管道电流测绘工具。PCM+接收机：手持式接收机即使在复杂拥挤的区域，也可以用来定位管道，测量系统发射机施加的近直流信号的电流强度和方向，然后提供给3操作者。接收机能够进行需要的运算，同时瞬时显示结果。提供给操作者一种通过和金属管道相连来定位防腐层破损以及确定阴极保护系统管道故障点的先进方法。PCM-Tx发射机PCM+系统特有大功率发射机，最长探测距离可达30公里（19英里）。最少的管线接入点减少了评估一段管线的时间。发射机有三种操作模式，可以确保对输配管道系统进行有效的测绘。PCM+的连接是非常简单的，电流读数和电源的发光二极管指示功能帮助操作者根据不同的管线，选择最佳设定。2、RD8000罗盘：指示被测管道或电缆的走向，以使深度更精确。高对比度LCD显示屏，所有光线条件下都清晰可见自动测深：当定位仪置于目标管线正上方时，方可显示最精确的深度读数CD电流方向：用电流方向指示箭头来区分相邻平行管线频率微调：允许操作者调整发射机频率，避免无关信号干扰互联网接入功能，在线注册、网上标定、远程故障诊断、频率下载和软件升级410瓦大功率输出，探测距离和深度更大多达24种可选的探测频率，应用范围更广改进的谐振电路，使感应法探测效果更好多种定位方法：双线圈极大值和极小值法、双线圈极大值法、垂直线圈极小值法和单线圈极大值法多种测深方法：自动读数法、双线圈70%测深法；单线圈80%、50%测深法与PCM和ACID-M兼容㈢、工作原理：PCM+系统和RD8000系统均由发射机和接收机两部分组成。发射机是一个独立的0.1A-3A的探测信号输出设备，手持式接收机用于管道路由的追踪和电流测量。管道上的电流强度随距离的增加而衰减，在管径、管材、土壤环境不变的情况下，防腐层对地的绝缘性越好，则电流损失越少，衰减亦越小。反之，若防腐层损坏，如老化、脱落、绝缘性能越差，电流损失越严重，衰减也就越大。PCM+采用了英国雷迪公司独创的双水平线圈和垂直线圈电磁技术专5利。在检测时，由发射机向管道发送4Hz甚低频电流和128Hz/640Hz的定位电流。接收机磁力仪，使用独特的信号处理技术，在目标管道的正上方可以精确地测量出4Hz的磁场，从而自动计算出相应的电流大小。在测量过程中，交流信号的频率很低，该近似直流的电流在管道上的分布和衰减与直流信号基本相同。通过128Hz或640Hz的定位电流确定管道的准确位置和埋深，并能提供管道上的测绘电流的大小和方向。知道测绘电流大小分布和电流方向，技术人员可以很轻松地找出管道的破损点和与外部物体的接触点，并通过分析电流的衰减和损失情况，实现对防腐层状况的评估。当确保所有的破损点和外部接触都已经清除之后，可以对该区域用PCM在选定位置重新进行电流分布测绘。电流分布的数据可以在事后下载到电脑中以供将来参考。PCM可以和PDA或者PC机进行无线传输，直接上载所有信息，也可以和GPS系统套合一起，通过测绘软件将所有信息上载至数据库。每次测绘后数据库都会更新，而且在PDA或者PC机可以立刻以数据库或可选择的图形格式看到这种变化。信息可以输入到大多数可用的标准后期处理软件中，可以通过各种格式展示测绘数据，还支持进行新旧测绘的对比。6三.达到的经济技术指标PCM+系统达到的经济技术指标：1、测量精度PCM+：深度测量范围：8米；深度定位精度：深度的±5%（无临近管线干扰）；电流测量精度：实际电流的±5%（无临近管线干扰）。RD8000：2、适用管径不限。3、技术经济效果本项目的推广应用，可以建立完善的管线腐蚀档案，及时发现管线存在的破损点，从而可以提前采取措施，对管线存在的安全隐患及时采取措施进行排除，延长管线使用寿命，既可以增强管线的安全性，又提高管理水平，在产生经济效益的同时，还体现了良好的社会效益和安全效益。四.系统构成为了加快该系统的实际测量速度，设备支持1拖2工作模式，即一个发射机带两个接收机，工作方式是以发射机为中心向管线两侧同时进行测7量。为了配合PCM+系统的应用，需要配备精密管线定位仪RD8000一套。结合单位实际情况，建议PCM+和RD8000均按照1拖2模式购买。五.经费预测1．设备购置费用：40.5万元PCM发射机+PCM接收机+磁力仪+A字架17万元PCM接收机+A字架8万元RD8000系统一套8万元RD8000接收机1个4万元便携式微机1.0万元防腐层评价软件1.5万元24V蓄电池0.3万元带GPS定位功能的PDA0.7万元2．设备安装、调试费用：0.2万元3．差旅、调研、培训费用：0.5万元4．资料、印刷费用：0.1万元合计：41.3万元六.项目进度安排1、1~3月份落实计划2、4月份设备配备到位，培训学习3、5~7月份对基础数据进行采集。4、8~9月份对数据进行分析，确定管线薄弱地段。85、10月份，建立数据库和定期监测制度。6、11月份对项目进行总结。七.项目保证措施1．技术成熟使用PCM管道电流测绘系统对埋地管道进行检测，能在非开挖状况下，实现对埋地管道的外防腐层的破坏情况进行定性、评估，并能对管道进行精确定位、测深，解决了以前在非开挖状况下无法检验的难题，该检测技术既可作为新竣工管道的检测、验收手段，也可对正在运行的管道进行定期监测。中原油田天然气产销厂目前就正在使用该产品。濮阳市锅检所在2008年也利用该仪器对我处的部分管线进行了检测，取得了良好的效果。2．护线大队有原来使用雷迪400管线探测仪的经验，在经过对相关人员的技术培训，可以满足使用要求。同时该公司有良好的售后服务，周边单位也在使用该设备，可以从另一个方面给与支持。3．我处的计量技术研究所技术力量比较强大，可以从多方面给予支持。八.效益预测1．本项目的成功推广，可以对我处的管线进行全面的评测，并建立完善的档案，通过分析，可以对存在隐患的管段提前采取措施，减缓管线腐蚀速度，从而延长管线的使用寿命，产生可观的经济效益。92．减少腐蚀穿孔的发生率，减少环境污染，产生良好的社会效益。3．提高管线安全系数，体现一定的安全效益。