基于磁记忆效应的新型管道机器人

目前国内管道内检测技术水平低,无法满足日益增长的油气管道检测需求,为此,研制了一种基于磁记忆效应的新型管道机器人。该装置由机械行走机构、信号采集与处理系统、姿态控制与定位系统、辅助系统4部分组成。机械部分提供支撑与动力,信号部分采集并处理管道漏磁场信号,姿态部分确定缺陷的位置,辅助系统提供电力,并可进行应急定位。试验情况表明,该装置可有效识别各种管道缺陷,具有检测精度高、定位准确、通过性能好、结构简单和稳定可靠等优点,达到了设计要求,这对于保障我国油气管道安全运行,推进管道完整性管理具有重大意义。     

基于磁记忆技术的油气管道缺陷检测研究

采用金属磁记忆方法对管道缺陷进行精确测定,是当前无损检测领域的研究热点和难点。文章介绍了磁记忆检测的优势和原理,分析了采用磁记忆仪检测油气管道缺陷的结果,并对磁记忆检测的影响因素进行了研究。检测试验结果表明,磁记忆检测仪能比较准确地定位管道缺陷;提离对金属磁记忆检测的影响比较明显,随着提离值的增加,磁场信号越来越弱;扫描速度对检测信号影响较小;不同的检测姿态对磁记忆检测信号特征值的影响效应存在较大差异,这对磁记忆检测信号特征量的提取极为不利,建议开发三维探头进行检测。     

油气管道缺陷二维轮廓重建及处理技术

目前,我国油气管道缺陷的检测主要是通过漏磁检测装置来完成,检测人员根据经验分析波形以了解管道缺陷状况。但这种方式的数据分析工作量大、效率低。介绍了漏磁检测装置的工作原理,对管道漏磁检测装置在φ457mm管道中实际采集的数据进行了预处理和图形转换,将漏磁检测数据重建生成二维缺陷轮廓,并用图形编程软件Labview对上述图像进行噪声消除、平滑、滤波、锐化处理,这样可以直观和清晰地显示根据磁漏生成的缺陷轮廓,提高了管道监测数据分析效率及可靠性。     

基于EMD技术的管道漏磁内检测信号研究*

为了解决油气管道漏磁内检测信号识别不准确的问题,采用EMD（经验模态分解）理论,对管道漏磁内检测信号做EMD分解和重构,得到信号处理后的信噪比信息,与原始信号和小波分析后信号的信噪比进行比对分析,结果显示,EMD技术在处理漏磁内检测信号方面比小波分析更为优越。研究表明:采用EMD技术处理管道漏磁信号可以获得更好的信噪比,能更迅速、准确地识别管道中的缺陷。     

高清晰度油气管道腐蚀检测器数据分析系统设计

及早对油气管道管壁缺陷进行识别、定位和量化统计是指导管道维修工作、维护管道完整性的重要手段。目前，针对管道腐蚀和金属损失缺陷比较成熟的在役检测方法是使用行进于管道内部的漏磁检测器来进行检测。安装霍尔元件探头的管道漏磁检测器本身是缺陷漏磁信号的采集装置，采集到的数据最终要送到计算机上进行分析和处理。介绍了用于直径1016 mm的国内第一台高清晰度油气管道腐蚀检测器数据分析和处理的软件系统的设计。该软件能够自动完成检测数据的分析和处理工作，从而最大限度地节约数据分析人员的时间并提高了数据分析的准确性和可靠性，满足管道检测自动化的整体需求。     

基于TOFD的管道焊缝无损检测技术研究

在高温、高压、高流速、高腐蚀环境下,油气长输管道焊缝处在应力和腐蚀的交互作用下极易出现各种裂纹和腐蚀缺陷。针对该问题,采用超声波衍射时差法(TOFD)开展了管道焊缝的相关检测,研究了TOFD相关信号的特征及缺陷信号的提取;对典型焊缝缺陷分析后,应用小波变换进行了增益数的模型优化。在现场,通过检测某段管道的环焊缝以及支架角焊缝,得到以下验证:TOFD可以用于壁厚大于12 mm的管道检测,可快速、准确地定位和检测焊缝缺陷,为管道完整性的评估提供理论依据。     

油气管道漏磁检测缺陷的三维成像技术

漏磁检测是油气管道常用的无损检测方法,检测的重点是根据测量的漏磁信号重构缺陷的轮廓。提出了基于小波神经网络的三维成像方法,利用图像函数矩阵表达出管道缺陷的三维图像,矩阵元素值对应着缺陷的深度。利用小波神经网络,建立了由缺陷漏磁信号到图像函数矩阵关系的映射。选用的小波函数是墨西哥草帽小波,采用随机梯度下降算法训练。训练样本为三维有限元仿真数据和测量数据。采用训练数据对小波神经网络进行逼近缺陷图像函数矩阵的训练,然后用训练好的小波神经网反演给定数据,重构缺陷图像。实验结果表明,该方法能够实现三维缺陷漏磁检测的成像化及可视化。     

油气管道河流穿越段外防腐层检测系统改进与应用

目前油气管道河流穿越段主要采用防腐涂层加阴极保护的方法进行保护,由于河流穿越段地理位置的特殊性,其检测方法和手段一直缺乏规范指导。文章针对油气管道河流穿越段外防腐层检测中存在的难点,结合河流穿越管段的实际情况,对检测系统的发射机、磁场传感器、接收机和分析软件进行了优化和完善,最终形成了基于电磁感应法进行油气管道河流穿越段外防腐层检测新技术。通过在川渝地区油气管道检测的现场应用,该检测系统具有管道定位、管道定深、管道防腐层破损点查找等功能,能够准确地进行防腐层质量评级。     

长庆油田油气管道腐蚀检测与剩余寿命评价

埋地油气管道发生腐蚀将会导致油气管道穿孔、泄漏甚至破裂,造成巨大的财产损失,因此有必要对存在腐蚀缺陷的油气管道进行检测并对其剩余寿命进行预测。以长庆油田油气管道为研究对象,分析其管道的腐蚀特征及防护措施,结合各检测技术的优缺点,采用CIPS与DCVG联合检测方法对管道腐蚀进行检测,效果较好。同时在管道剩余寿命预测方法的研究基础上,提出采用灰色理论预测和人工神经网络相结合的方法来预测油气管道的剩余寿命。     

提高地震图像分辨率的小波域扩散滤波法

地震图像属于线形纹理图像的一种,因此地震同相轴表现为线条结构.采用一致增强性扩散算法可以有效地增强同相轴的连续性并去除地震图像中的随机噪声,在对一致增强性扩散算法仔细研究的基础上,将该算法与小波图像分解算法结合起来.对地震图像小波分解后的低频分量和水平高频分量进行采用一致增强处理,对垂直高频分量和对角高频分量采用阈值收...     

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图像融合是一种信息综合处理技术，通过对多个图像信息的提取与综合，获得同一目标的更准确、更为全面和更为可靠的图像描述，以利于目标的检测、识别或跟踪。油气储层图像（形）融合方法是一种空间域的加权图像融合的方法，它既可适用于无噪声图像的融合，也可适用于含噪声图像的融合；加权系数可采用简单方法确定，也可采用PCA变换确定，在图像融合过程中加权是自动进行的。油气储层图像融合充分利用和继承了多个表征储层特征和品质的图像中包含的冗余信息和互补信息，强化了图像中的信息，增强了图像的可靠性，因此融合后的储层图像具有良好的鲁棒性。文章基于储层裂缝富集区是油气的储集空间，成功地对某地区嘉凌江组嘉二1储层的储层裂缝分布图和储层地震综合预测图进行了融合处理，应用该图形在嘉二1储层的含天然气背景区中更准确和更可靠地圈定出天然气富集目标区，并为钻探所证实，这极大地提高了勘探成功率。     

基于MRF模型的金属工件红外热像表面缺陷检测

基于MRF模型图像分割方法,建立了红外热像处理流程,实现金属工件表面缺陷的自动检测。对红外热像进行预处理,得到了具有较强缺陷特征的图像;基于MRF模型对图像进行分割,将缺陷对应的像素分割为单独的一类;进行缺陷类识别及形态学后处理,最终得到完整的缺陷信息。实例分析结果表明：红外热像处理流程可以自动检测金属工件表面缺陷的位置及尺寸信息,适用于粗糙表面工件的缺陷检测。     

基于阵列涡流技术的管道变形检测数值分析

及时发现管道变形缺陷并排除安全隐患,对保证油气资源正常运输有重大意义。鉴于此,针对阵列涡流管道变形检测技术进行了电磁理论分析,从磁畴的微观水平上解释了涡流信号的变化机理,提出管道内检测器上阵列探头的3种布置方案,利用Maxwell有限元分析软件对阵列涡流管道变形缺陷检测的三维模型进行数值模拟,以磁感应强度峰值为特征量对管道变形缺陷进行分析。分析结果表明：基于电涡流传感技术的管道变形缺陷检测中,管道磁畴磁化产生的磁场强度大于感应涡流产生的磁场强度;阵列涡流传感器输出信号变化量随管道变形量呈四次多项式递增的变化规律;对比单独布置的传感器,阵列涡流传感器对管道变形缺陷检测的灵敏度至多下降10%。所得结论可为油气管道涡流变形内检测探头的研制提供技术支撑。     

基于深度学习的金属焊接管道内壁缺陷检测方法研究

针对目前管道内壁缺陷检测方法不足的问题,提出了一种基于管道机器人和深度学习模型算法的管道内壁缺陷检测方法,对管道内壁缺陷图像进行识别与分类。通过对Faster RCNN目标检测算法进行改进,以密集连接卷积网络（DenseNet）作为检测模型的特征识别核心,从而提高了模型的泛化能力和识别精度。试验结果表明,基于深度学习的识别方法实现了金属焊接管道缺陷的检测,运用改进后的Faster RCNN深度学习算法进行管道缺陷识别具有识别精度高、成本低的优点,平均准确率达到93.2%。     

含缺陷石油管道应力分析

以陆地输油管线和海底输油管线为例，介绍了石油管道的受力情况，重点分析了管道现场焊接接头区，管道施工与运行过程中通常可能出现的缺陷以及应力分布，为管道设计和建设及建立适合于我国实际情况的油气管道缺陷评定规范提供了基础理论依据。     

基于B/S模式的钢管生产监造与质量控制系统研究

为确保重大油气输送管线用钢管的质量,研制了基于B/S模式的网络化钢管生产监造与质量控制系统。提出了基于J2EE/MVC架构的系统软硬件设计总体方案,利用Oracle 10 g关系型数据库实现了监理数据实时处理,综合运用Office组件和XML语言实现了异构信息集成与复杂报表输出。该系统已成功应用于西气东输二线、陕京三线、漠大线、涩宁兰等管线用钢管实际生产监造,使用效果良好且具有很高的推广价值。     

基于GIS及耦合协调原理的长输管道山洪泥石流风险性评价

山洪泥石流是影响山区长输油气管道安全运营的主要地质灾害,开展长输油气管道山洪泥石流灾害风险评价有助于预防和减轻其所造成的损失。为此,以兰成渝长输油气管道广元段为例,基于耦合协调原理,将风险评价总系统分解为管体和自然环境2个子系统,前者包括埋深、夹角(管体与斜坡单元夹角)、壁厚、缺陷密度、位置(管体距斜坡单元距离)共5个指标,后者则包括坡向、坡度、高程、植被覆盖指数、年平均降水量、高差、地形剖面曲率、距断层距离、地质岩性等9个指标,利用熵权法确定了不同指标的权重,进而结合GIS技术构建系统耦合协调模型,确定了该区长输管道的风险等级。研究结果表明:①耦合协调度与风险度具有较好的一致性;②研究区南部区域管道的风险度和耦合度均偏高,该区的自然环境、地质构造和气候变化更易诱发山洪泥石流自然灾害;③管体子系统中的缺陷密度、自然环境子系统中的归一化植被指数(NDVI)分别占最大权重,广元段管道应加强管体损坏与植被变化监测。结论认为,该评价方法能迅速而准确地反映现场实际情况,可以较好地应用于管道风险评价。     

HFW钢管焊缝疲劳特性与疲劳寿命预测方法研究

受停输启用和供需变动的影响,油气管道的输送压力会发生周期性的变化,疲劳失效问题异常突出.特别是对于含有裂纹缺陷的管道,在疲劳载荷的作用下,若管道的应力强度因子幅超过疲劳裂纹扩展门槛值,裂纹就会发生疲劳扩展.当裂纹扩展到一定程度,超过管道运行压力下所能承受的临界缺陷极限尺寸,管道就会发生疲劳失效,从而影响到管道的使用寿命...