[发明专利]一种基于主动磁化的海底管道定位方法

说明书

本发明公开了一种基于主动磁化的海底管道定位的方法，包括：构建整体测量磁场装置的系统，基于所述系统进行海底管道定位；系统包括：在管道上方设置有支撑结构，在所述支撑结构上方布置磁铁阵列或磁化线圈阵列，所述阵列和所述支撑结构通过铜柱连接；阵列上访设置有磁场测量装置，所述磁场测量装置所布置的平面为测面，分布着线阵磁传感器电路；对测面上由管道产生的约化磁通密度进行测量，测得的数据通过串口发送至上位机，上位机根据测面上的约化磁通密度对管道轴线的位置进行判断。本发明通过在磁场测量面附近施加磁铁或磁化线圈阵列，给管道施加主动磁化，实现提高极限探测距离的方法。

技术领域

本发明涉及海底管道探测领域，尤其涉及一种基于主动磁化的海底管道定位的方法。

背景技术

海底油气管道长期处于复杂的服役环境中，容易因腐蚀、移位、外力撞击等发生损坏。海底管道数量随着海洋油气资源开发的蓬勃发展而迅速增加，破裂事故的发生概率大大增加。海底管道一旦发生泄漏将会产生非常严重的经济损失和环境污染，所以对其进行例行检查和维修十分重要。对海底掩埋或裸露管道进行精确定位和跟踪，是实现对其精细检测、维修、加固的前提。

海底管道定位方法可分为视觉的、声的和磁的三大类。在利用磁法进行管道定位时，由于海底管道的磁导率远大于1，会在管道内外产生明显区别于背景磁场的磁分布特征。管道内部的磁场与管道和地磁场的夹角、管道尺寸、磁导率等有着确定的数学关系，可借助管道内检测器实现对管道走向和轨迹的测量，但测量精度无法满足管道检修对定位精度的要求以及对管道跟踪检测需求。

在利用管道外磁场定位海底管道方面，长直管道在不同方向地磁场的磁化作用下所产生的磁异常分布可以通过泊松方程推导得到，并利用横向磁异常剖面判断管道位置，此处的磁异常定义为总磁场模量与背景磁场模量的差值，管道的定位偏差与磁偏角和管道的方位角有关，但是数学关系不详。在使用移动式磁力仪阵列来获取扫查海底管道附近的磁场，并利用磁异常梯度定位管道方面，由于磁传感器过于稀疏和少，海底管道的磁异常及其梯度并没有被完全、准确地捕获和呈现出来。根据管线井中磁力梯度公式，通过正演模拟与统计分析得到由磁梯度计算管线埋深及水平位置的公式，发现水平定位偏差较大并与管线尺寸有关。

对钢管附近总磁场和约化磁场的各个分量和总量的分布规律分析，总磁通密度模及其各分量、约化磁通密度的各个分量的特征峰位置均随着径向磁化方向的改变而改变；而约化磁通密度模的特征峰位置一直与管道在测面上的投影重合，与径向磁化方向无关。由此提出了一种利用管道外磁场精确定位海底管道的方法，但是由于测量距离增加时，磁场强度减弱，无法精准定位。

发明内容

本发明提供了一种基于主动磁化的海底管道定位的方法，本发明通过在磁场测量面附近施加磁铁阵列或磁化线圈阵列，实现提高极限测量距离的方法，详见下文描述：

一种基于主动磁化的海底管道定位的方法，所述方法包括：

构建整体测量磁场装置的系统，基于所述系统进行海底管道定位；

其中，所述系统包括：

在管道上方设置有支撑结构，在所述支撑结构上方布置磁铁阵列或磁化线圈阵列，所述磁铁阵列或磁化线圈阵列和所述支撑结构通过铜柱连接；磁铁阵列或磁化线圈阵列上方设置有磁场测量装置，所述磁场测量装置所布置的平面为测面，分布着线阵磁传感器电路；

对测面上由管道产生的约化磁通密度进行测量，并根据测面上的约化磁通密度对测量的极限距离进行判断，测得的数据通过串口发送至上位机。

其中，所述方法还包括：

测量时选择磁铁在下，测面在上的测量方式。

进一步地，所述方法还包括：