[发明专利]一种埋地油气输送管线清管器磁异常通球监测与卡堵定位方法

说明书

技术领域

本发明属于油气输送管道清理领域，具体涉及一种基于单轴磁通门磁异常检测的埋地油气输送管线清管器磁异常通球监测与卡堵定位方法。

背景技术

大型埋地油气输送管线在长期输油输气过程中会结蜡、生锈形成聚合物及生成水合物等影响正常的油气输送，因此必须对管道进行定期清理。目前所采用的清管器一般由气体推动，具有较高前进速度，清管工况较难监测。目前在清管器通球监测与卡堵监测方面，主要有放射性同位素法，压力差法，机械法，声学法，磁脉冲信号发射法及永磁法等多种方法；同位素法对环境存在着污染，已经摒弃，机械法较为复杂，压力差法与声学法在精度上有很大缺陷；目前磁脉冲信号发射法是清管器定位系统的主流方式，磁脉冲是穿透钢管的有效可行方法，并且该方式相对成熟，具有定位精度高的优点，容易区分来自管道环境内的其它信号。但当前的电磁式发射机存在一定的缺陷，主要是由于发射机的功率较小，易受到周边环境（高压线、高铁等）的干扰；同时，磁脉冲发射源必须使用较大电能作为能源供应，该信号源不仅增加了监测设备成本而且容易发生故障而失效。永磁法是使用永磁铁作为磁源通过检测磁场波动判断清管器通管情况的一种监测方法，目前该方法使用巨磁阻传感器连接在管道上实现通球监测，无法实现埋地管线较远距离通球监测，且清管器卡堵后该方法未能解决清管器卡堵定位的问题。因此寻找一种经济、有效、能够进行遥感检测，且具有较高精度的清管器通球监测与卡堵定位方法对大型埋地油气输送管道运营维护有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有问题，提供了一种埋地油气输送管线清管器磁异常通球监测与卡堵定位方法。

本发明通过以下技术方案实现一种埋地油气输送管线清管器磁异常通球监测与卡堵定位方法，通过监测磁场波动判断清管器通球工况；清管器卡堵后，通过磁异常探测极值点分布进行清管器磁精确定位，通球的监测方法包括以下内容：

（1）将永磁铁组呈中心放射状安装在预发射的清管器上，放射状分布永磁铁相邻外端磁极相反，对以永磁铁作为磁源引起的磁异常进行监测；

（2）将单轴磁通门弱磁检测仪每隔一定距离安装在油气输送管道上方地表处；

（3）在清管器发射后使用弱磁检测仪监测各个通球监测点磁场波动，并将检测数据实时上传至上位机；

（4）由上位机设定程序判断清管器是否在预定时间段内通过监测点：如果监测到清管器在预定时间内经过了全部监测点，则给出清管器清管成功的提示；如果监测到清管器发生卡堵，在读取发生卡堵的管道区段，通过弱磁检测仪阵列探测地表平面磁异常分布对卡堵位置进行精确定位；

其中，所述通过弱磁检测仪阵列探测地表平面磁异常分布对卡堵位置的精确定位方法包括以下步骤：

1）当清管器未能正常通过监测点时，将多个弱磁检测仪安装在磁异常探测支架上组成弱磁检测仪阵列，该阵列为直线阵列；

2）依据监测方法中所确定的卡堵管道区段，使用弱磁检测仪阵列沿管线搜寻，在磁异常探测平面上，使用磁异常分布平面上不在同一直线上的4到6个极值点连线确定清管器卡堵的定位区间，使用到各个极值点距离的和最小的点作为清管器卡堵的定位点。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中永磁铁组包括6-12个条形永磁铁，条形永磁铁呈中心放射状安装在铝金属固定圆盘上，将圆盘固定安装在与清管器后端，放射状安装的条形永磁铁外端相邻磁极相反。

作为对上述方案的进一步改进，所述通球监测与卡堵定位磁场异常探测时所用弱磁检测仪为相同的检测装置，弱磁检测仪磁场检测方向与清管器及永磁铁组所致磁异常最强时磁力线方向平行。

作为对上述方案的进一步改进，使用单轴磁通门弱磁传感器制作单轴磁通门弱磁检测仪。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（3）中设置无清管器通过时的平静磁场作为检测阈值，将高于平静磁场日平均10nT的磁场波动作为检测到的有效信号用于判断清管器是否通过监测点。

作为对上述方案的进一步改进，上位机界面实时显示清管器即将通过的两个监测点及与其相应的预计时间，并记录已通过的监测点以及通过时间，根据监测结果给出清管成功或发生卡堵的提示。

作为对上述方案的进一步改进，所述监测结果以警报形式发出卡堵信号，警报形式包括文字警示、灯光警示和声音警示。

一种埋地油气输送管线清管器磁异常通球监测与卡堵定位方法，所述弱磁检测仪阵列为：在清管器发生卡堵后，收集用于通球监测的单轴磁通门弱磁检测仪安装在磁异常探测支架上形成探测阵列，用于清管器上方磁异常探测。