[发明专利]一种海底管道竖向弯曲检测方法

说明书

本发明属于精密检测技术领域，具体涉及一种海底管道竖向弯曲检测方法，包括如下步骤：S1、准备球形检测器，球形检测器中包括固定板以及固定在固定板上的电路板和加速度传感器，加速度传感器固定在靠近球半径中点的位置；S2、使得球形检测器在管道中做定轴滚动；S3、记管道的坐标系为O₁‑X₁Y₁Z₁，加速度计的坐标系为O₂‑X₂Y₂Z₂，球形检测器的坐标系为O₃‑X₃Y₃Z₃；坐标系O₁‑X₁Y₁Z₁的原点O₁固定在球心O₃处，坐标系不随球形检测器旋转。该方法检测精度高，效率高。

技术领域

本发明属于精密检测技术领域，具体涉及一种海底管道竖向弯曲检测方法。

背景技术

海底管道是从海洋向陆地输送石油最重要的方式。伴随着海洋油气资源的开发，海底管道的长度增长十分迅速。海底管道长期处于恶劣的海底环境中且工作负荷巨大，非常容易发生断裂，而一旦管道断裂会引发石油泄漏，导致严重的环境污染甚至生态灾害。因此，定期对海底管道进行检查并采取适当的修复措施，可以及时发现缺陷和安全隐患，避免海底管道破裂的发生。

弯曲是引发管道破裂的重要原因之一。造成管道弯曲的因素有多种，包括悬跨、热应力屈曲、海床移位、洋流冲刷等。其中，管道悬跨下弯和竖向热屈曲由于幅度较大，导致管道破裂的风险极高。悬跨管道的自重和内部流体的重量对管道施加一个竖直向下的载荷使管道向下弯曲。悬跨长度会随着洋流的冲刷持续增加，跨度越长，管道遭受的弯曲应力越大。当弯曲应力超过了管道的屈服极限，管道就会发生损坏。管道输送原油时，为防止原油结蜡，需要对原油进行加热。热膨胀会使得管道变长，产生很大的轴向应力，并发生向上的屈曲剧变。为了及时修复和加固弯曲管道以防止其断裂，必须对海底管道弯曲进行监测或准实时检测。

管道内检测具有不受外界环境约束、效率高、精度高等优点，是陆地管道检测的主要手段。海底管道除了直立管道较多，其他结构性质与陆地管道基本相同。如果可以顺利通过海底管道而不卡堵，那么管道内检测可以胜任海底管道弯曲的准实时检测。管道内检测器有两种：管道检查仪(PIG)和球形检测器(SD)。管道检查仪广泛应用于陆地管道，但由于体积和重量较大，与管壁接触紧密，易造成堵塞，不易通过立管段，在海底管道中应用十分困难。球形检测器直径小于管径，具有使用方便、不易堵塞的优点。经过仿真和多次现场实验，验证了球形检测器通过管道的能力，尤其是通过直立管道的能力。其中，对管道的三维定位、拐点和磁异常检测、倾角测量、悬跨振动检测充分展示了球形检测器的丰富检测能力及准实时检测的优势。因此，球形检测器是一种很有前途的海底管道检测方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提出一种海底管道竖向弯曲检测方法，能够精密地检测出海底管道竖向弯曲度，检测精度高，效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海底管道竖向弯曲检测方法，包括如下步骤：

S1、准备球形检测器，球形检测器中包括固定板以及固定在固定板上的电路板和加速度传感器，加速度传感器固定在靠近球半径中点的位置；

S2、使得球形检测器在管道中做定轴滚动；