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。     

基于多数据融合和小波分解的油气管道缺陷检测方法研究

针对油气管道检测过程中泄漏区域及缺陷区域难以准确定位的问题,提出了一种基于多数据融合的油气管道缺陷自动检测方法。首先利用无人机和红外热成像技术实现油田管道红外图像的分段采集,并通过移动终端实时上传到处理系统;采用改进的加权中值滤波算法对红外图像做去噪处理,并根据综合特征来自动识别管道区域以提升检测效率;然后采用Sobel算子和Canny算子对管道区域进行图像处理,并加权平均;最后,采用Haar小波做分解得到高频分量,高频分量和红外图像中温度异常区域重合的部位即为油气管道缺陷区域。实验结果表明:该方法可准确地定位油气管道的缺陷区域,其准确率最高可达97.8%,检测效率也有所提升。     

海底管道内智能引导装置的研制

海底油气管道内智能引导装置为可变径智能轮式引导机构,该装置可在油气管道内进行长距离的智能牵引,为管道内的缺陷检测,管道的施工作业和环境保护提供可靠的保障。     

基于振动传感器的油气输送管道监控报警系统

本文系统叙述了油气输送管道监控报警系统的原理。该系统利用振动传感器采集油气管道的振动信号,并通过数字信号处理将异常振动信号的特征提取出来,传榆给监控终端,可以快速有效地发现油气管道出现的异常现象,起到监控报警的作用。     

油气管道划痕非饱和漏磁检测与识别

油气管道在线检测技术可有效检测出金属损失缺陷,但对腐蚀和机械损伤划痕识别区分能力有限。针对现有管道检测技术存在不足的问题,提出了一种直流磁轭式非饱和漏磁检测技术。建立了管道机械损伤划痕部位的瞬态力学三维有限元模型,仿真结果显示在管道划痕部位产生明显的压应力。搭建了非饱和漏磁检测试验装置,同时开展了非饱和磁化下油气管道划痕和腐蚀两种缺陷的对比试验。试验结果表明：与腐蚀漏磁信号相比,在划痕区域中间部位信号产生畸变,由应力作用引起的峰值占整个负峰值的40%;非饱和漏磁检测技术不仅能有效检测出腐蚀及划痕缺陷,而且实现了对二者的识别区分。研究结果可为非饱和漏磁检测技术应用于油气管道腐蚀和机械损伤划痕的检测与识别提供技术支撑。     

管道安全预警系统应用分析

介绍一种基于双马赫-曾德尔光纤干涉仪原理的管道安全预警系统,该系统利用与管道同沟敷设的光缆中的通信光纤作为传感纤和回传纤,形成连续分布式振动传感器,实时采集管道沿线的土壤振动信号并且进行信号分析处理、甄别分析。介绍管道安全预警系统的应用管道情况,系统现场应用表明,该系统能实时有效检测到机械施工、人为破坏、自然冲蚀等事件;系统告警事件统计与定位分析表明,该系统具有较高的灵敏度与定位精度;该系统可以有效结合技防与人防手段,保障管道的安全输送,预防与阻止管道破坏事件的发生。     

埋地油气管道外防腐层智能化检测技术研究

为提高检测效率、保证检测数据的准确性、突破传统人工方法在恶劣环境下无法检测的瓶颈，针对服役状态下的埋地油气管道外防腐层检测问题，采用测量埋地管道电流衰减梯度方法，通过检测装置的硬件设计、信号接收及传输系统的软件开发、遥控终端的引入，设计完成了一套埋地油气管道外防腐层智能化检测系统。样机性能测试结果表明，该系统可以在任何恶劣环境下完成检测任务，自动绘制管道路由图、接收管道电流衰减信号以及自动测量管道的埋深，并通过无线传输系统传递给远程控制终端，从而判断防腐层破损点位置并实时遥控接收装置的检测路线、实时保存检测数据，为管道的开挖修复提供数据支持。研究结果可为实现埋地油气管道外防腐层的智能化检测提供理论依据。     

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。     

分布式光纤泄漏检测与安全预警系统在天然气管道中的应用

及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位，可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点，对比光纤泄漏检测方法，提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成、模式识别、现场测试等。经过现场应用表明：该系统反应灵敏可迅速采集信号进行报警，实现了高含硫天然气管道全面、实时的安全防护，提高了泄漏处置效率。     

应用负压波法检测管道泄漏的技术研究

应用负压波法检测长输管道泄漏是目前国内外应用较多的管道实时泄漏检测和泄漏定位的方法，负压波检测定位通过安装在管道两端的压力传感器采集压力信号，根据两端拾取负压波的梯度特征和压力变化率的时间差，利用信号相关处理方法就可确定泄漏程度和泄漏位置，如何检测到并认识泄漏引发的负压波是提高负压波法检测定位准确性和灵敏度的关键。     

漏磁检测技术在长输管道维护中的应用

介绍了油气长输管道的发展状况及在维护管理中存在的主要问题,智能管道检测技术在美国和英国等发达国家的发展状况和国内在智能管道检测方面的研究进展。叙述了管道漏磁检测技术的基本原理,以研20mm智能管道检测器为例说明了智能管道检测器（漏磁检测器）的基本结构及主要功能、机械性能指标、检测性能指标;介绍了漏磁检测器研发中磁路优化设计、检测系统和数据处理硬件、无损压缩算法、缺陷重构技术、漏磁信号成像、信号特征库和几何成像等关键技术。以研20mm管道为例介绍了管道漏磁检测技术的实施过程、检测数据分析、现场开挖验证及管道腐蚀状况评价等内容。     

海底管道损伤悬跨段磁记忆检测研究

海底管道是保障海上油气田持续开发的重要运输手段,海底管道在生产运行过程中容易受到腐蚀及外力作用产生缺陷而导致失效,因此定期对海底管道进行内检测是保障管道安全运行的必然需求.鉴于此,对试验管道损伤部位进行了力磁耦合仿真,仿真结果显示在管道的受力部位产生了磁场强度的变化.又以磁记忆检测技术为基础并结合已有的管道漏磁内检测技...     

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。     

X80管线钢凹坑-划痕缺陷的磁记忆检测研究

为了研究不同机械损伤类型的力磁耦合特性,设计了带凹坑和划痕缺陷的X80管线钢试样,通过静载拉伸试验,对比分析两种缺陷在不同载荷作用下的磁记忆信号特征。结果表明:凹坑缺陷处切向磁场强度出现峰值,梯度值过零点,磁记忆信号的畸变程度随载荷的增加而降低;划痕缺陷在初始状态未表现出磁信号异常,但随载荷的增加,其切向磁场分量的应力集中特征渐趋明显;两种缺陷处,切向磁场梯度的峰谷值差与试样的损伤程度存在近线性关系,但变化趋势相反,这一特征可为X80管线钢机械损伤程度的定量评估提供参考依据。     

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。     

埋地金属管道泄漏点金属磁记忆定位技术

埋地管道泄漏往往会造成外防腐层及管体的破坏,在管道外防腐层破损等级评定的基础上对防腐层破损严重管段进行磁记忆检测,利用金属磁记忆技术可以有效检测管道泄漏、盗油点造成的应力集中区。对含有噪声的管道金属磁记忆检测数据,利用Daubechies小波进行垂直分量检测数据的降噪处理以提高信噪比,并应用Hilbert变换对分量数据进行数据分析提取泄漏点特征信号。某输油管道泄漏现场检测结果表明,该方法对管道泄漏点定位精度误差小于±1．0m。     

海底管道微小泄漏球形内检测器结构设计

针对海底管道微小泄漏检测,提出球形内检测器结构设计方案:法兰式密封球壳内装载水听器、惯导模块和磁传感器、电路板、电源模块等。智能球随管内液体一起流动,沿途采集管内泄漏声音信息、自身运动信息和管内磁场信息。不同的智能球,其内部核心部分不变,变化的是球的壁厚和外径。通过仿真计算确定了不同工况下智能球的机械结构。     

X52管线钢接触损伤的磁记忆检测试验研究

接触损伤会对油气管道的完整性和安全性造成严重威胁,采用磁记忆检测技术可实现损伤的早期诊断,为此对X52管线钢试件不同接触载荷下的磁记忆信号特征进行了试验研究。结果表明:在接触损伤点磁记忆信号的法向分量过零点,切向分量出现极值;通过与摩擦损伤的磁记忆信号进行对比分析,说明压应力集中对磁记忆信号的影响更大;利用法向分量的峰-谷值差和水平间距两个特征参数随接触载荷增加而增大的特点,可以表征接触损伤的严重程度和影响范围。通过对X52管线钢接触损伤与磁记忆信号之间的关联性进行分析,为油气管道接触损伤的无损定量化评价奠定了基础。     

埋地管道磁记忆检测机器人机械结构设计与运动学仿真

针对目前国内管道机器人在行进过程中极易卡堵、变径范围小且检测效率低下的问题,提出一种用于埋地管道的分体式可变径磁记忆检测机器人。设计了管道机器人的机械结构,通过SolidWorks建立三维模型,利用ADAMS对机器人在弯管与变径管道内的通过性进行了仿真分析。在此基础上,制造物理实体模型,进行管道内通过情况与磁记忆检测试验。试验结果表明,机器人结构设计合理,可以顺利通过曲率半径不小于1.5倍管径的弯管以及280～340 mm的变径管道,且磁记忆检测结果与X射线复验结果一致,为可变径、自适应、全寿命埋地管道检测机器人的设计提供了新的思路。     

基于改进型小波阈值的输油管道磁记忆信号降噪方法

利用金属磁记忆检测方法对输油管道进行早期诊断时,磁记忆检测信号常常被各种噪声源污染,极大地降低缺陷信号可检测性。在传统软、硬阈值降噪方法基础上,根据磁记忆检测信号的特点,提出了一种改进小波阈值函数与自适应阈值相结合的方法,选用Daubechies小波作为小波函数,分解级数为4层,采用自适应方法计算阈值。用新型漏磁/磁记忆检测仪进行了算法验证,将改进降噪方法应用于磁记忆检测信号的降噪处理。与传统软、硬阈值降噪算法相比,新算法克服了软阈值信号失真和硬阈值不连续、振荡等缺点,提高了重建信号的信噪比,降低了均方根误差值,有效地消除了信号噪声,为正确判断输油管道的应力集中位置及早期诊断提供了理论依据。