一種海底管道檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】一種海底管道檢測裝置及檢測方法，屬于海底管道路由、外防腐層及陰極保護狀態的檢測【技術領域】。水下運動載體、感知設備及控制終端；感知設備安裝于水下運動載體上；控制終端連接水下運動載體、感知設備；水下運動載體采用水下葉輪推進器；感知設備包括管道路由探測探頭、電位測量電極、照明燈及攝像頭、壓力傳感器、姿態儀；管道路由探測探頭安裝在框架前端，電位測量電極安裝于框架的側立面上，照明燈及攝像頭吊裝于框架上頂板下表面的前端，壓力傳感器安裝于密封艙內，探頭與海水接觸，姿態儀安裝于密封艙內部平整的平面上；本發明檢測過程無需開挖，并具有檢測距離遠、檢測準確、檢測成本低的優點，適用于海底管道的全線檢測。
【專利說明】一種海底管道檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種海底管道檢測裝置及檢測方法，屬于海底管道路由、外防腐層及陰極保護狀態的檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著海洋石油的不斷開發，擔負海上油氣輸送任務的海底管道不斷增多，海底管道失效事故也呈現逐年增長趨勢。據統計，在海底管道失效事故中，約有50%是由腐蝕引起的，而與此對應的卻是海底管道腐蝕檢測一尤其是外腐蝕檢測手段的單一、技術的落后。
[0003]目前，海底管道的外檢測主要集中在管道路由、懸跨、周圍支撐情況等常規檢測方面，而對海底管道外防腐層及陰極保護狀態等腐蝕信息僅僅依靠潛水員的水下檢測獲取，而海底管道多埋于海底管溝中，潛水員檢測不適用于海底管道的全線檢測，同時也受制于海況、水深、季節等條件限制。海底管道外腐蝕檢測技術手段的缺乏已經成為了影響海底管道安全運行的技術屏障。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種海底管道檢測裝置及檢測方法。能夠實現海底管道路由、外防腐層及陰極保護狀態的檢測與評價，從而維護管道的運行。
[0005]一種海底管道檢測裝置，其特征在于包括:水下運動載體、感知設備及控制終端。所述感知設備安裝于水下運動載體上，用于采集管道路由及埋深、水下視頻和管道沿線電位及電位梯度數據信息，并上傳給控制終端；所述控制終端控制水下運動載體的水下運動，發送采集指令，并接收感知設備的采集數據并進行處理，獲取管道路由、水下影像資料和外防腐層破損狀況及陰極保護狀況信息。
[0006]優選的，所述水下運動載體采用水下葉輪推進器。
[0007]優選的，所述水下運動載體包括框架、水平推進器、沉浮推進器、密封艙及驅動模塊；所述水平推進器組吊裝在框架上頂板的下表面，分列于框架尾部兩角，所述沉浮推進器安裝在框架上頂板中心位置，所述密封艙安裝于框架上頂板上，所述驅動模塊安裝在密封艙內部，接受控制器的控制，驅動推進器工作。
[0008]優選的，所述感知設備包括管道路由探測探頭、電位測量電極、照明燈及攝像頭、壓力傳感器、姿態儀；所述管道路由探測探頭安裝在所述框架前端，用于接收管道磁場信號，獲取管道路由及埋深數據，所述電位測量電極安裝于所述框架的側立面上，用于采集管道沿線電位及電位梯度數據，判斷管道陰極保護及外防腐層狀況，所述照明燈及攝像頭吊裝于框架上頂板下表面的前端，照明燈用于為攝像機提供照明，攝像頭用于獲取水下視頻影像信息，所述壓力傳感器安裝于密封艙內，探頭與海水接觸，獲取水深數據，所述姿態儀安裝于密封艙內部平整的平面上，用于實時獲取檢測裝置在水下的姿態信息。
[0009]優選的，所述控制器與所述水下運動載體和感知設備通過臍帶電纜連接。
[0010]優選的，所述控制器包括下位機和上位機微處理器；所述的下位機微處理器位于水下運動載體密封艙內，所述的上位機微處理器位于船載控制箱內。
[0011]優選的，所述的下位機微處理器負責接收用于判斷管道位置及埋深的水下磁場電信號、用于判斷管道陰極保護狀況及外防腐層狀況的管道沿線電位信號、攝像頭采集的水下視頻電信號、用于計算裝置水下深度的壓力電信號以及用于判斷檢測裝置水下姿態的電信號，并轉換成光信號后，通過臍帶電纜光纖上傳上位機微處理器；所述上位機微處理器負責用于對下位機微處理器上傳的上述信息進行處理，并將管道位置、埋深、管地電位曲線、電位梯度曲線、水下視頻、裝置水下深度及姿態信息顯示于終端顯示器，并同時進行信息存儲。
[0012]優選的，所述控制器還包括用于各種信息顯示的顯示器和對水下運動載體進行操控的控制鍵盤與控制搖桿。
[0013]一種海底管道檢測方法，含有以下步驟；
[0014]利用水下運動載體在水下三維空間運動，通過感知設備尋找管道后，控制水下運動載體沿管道沿線運動，利用感知設備獲取管道沿線的電位、視頻、水深數據、載體的姿態等數據信息，并由控制器進行處理，獲取管道沿線的電位及電位梯度數據曲線，從而判斷管道外防腐層狀況及陰極保護狀況。
[0015]本發明涉及一種海底管道檢測裝置，其包括水下運動載體、感知設備及控制終端。所述感知設備安裝于水下運動載體上，用于采集管道路由及埋深、水下視頻和管道沿線電位及電位梯度數據信息，并上傳給控制終端；所述控制終端控制水下運動載體的水下運動，發送采集指令，并接收感知設備采集的數據并進行處理，獲取管道路由、水下影像資料和管道外防腐層破損狀況及陰極保護狀況信息。該檢測裝置具有檢測距離遠、檢測準確、檢測成本低的優點。
[0016]本發明的優點是上述的海底管道檢測裝置，利用水下運動載體在水下三維空間運動，通過感知設備尋找管道后，控制水下運動載體沿管道沿線運動，利用感知設備獲取管道沿線的電位、視頻、水深數據、載體的姿態等數據信息，并由控制器進行處理，獲取管道沿線的電位及電位梯度數據曲線，從而判斷管道外防腐層狀況及陰極保護狀況。檢測過程無需開挖，并具有檢測距離遠、檢測準確、檢測成本低的優點，適用于海底管道的全線檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，如圖其中:
[0018]圖1為本發明的結構示意圖。
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
【具體實施方式】
[0020]顯然，本領域技術人員基于本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明的保護范圍。
[0021]實施例1:如圖1所示，
[0022]一種海底管道檢測裝置，該海底管道檢測裝置用于檢測海底管道路由、埋深、夕卜防腐層狀況及陰極保護狀況，包括:水下運動載體100、感知設備200及控制終端300。感知設備200安裝于水下運動載體100上，用于獲取海底管道路由和埋深、管地電位、管道沿線電位梯度、水下視頻數據以及水下運動載體100于水下的深度及姿態信息，并交于控制終端300。控制終端300控制水下運動載體100于水下的運動，并接收管道路由、埋深、電位、水下視頻、裝置水下深度及姿態信息并進行處理，獲取管道陰極保護及外防腐層狀況。
[0023]水下運動載體100采用水下葉輪推進器，能夠在水下三維空間運動。該實施例中，水下運動載體100包括框架110、水平推進器120、沉浮推進器130、密封艙140及驅動模塊150。水平推進器120設置在框架110上頂板的下表面，分列于框架尾部兩角。沉浮推進器130設置在框架110上頂板的中心鏤空處。密封艙140設置在框架110上頂板的左右兩側。驅動模塊安裝在密封艙140的其中一個內，接受控制終端300的控制，驅動水平推進器120和沉浮推進器130工作。
[0024]感知設備200包括管道路由探測探頭210、三個電位測量電極220、照明燈及攝像頭230、壓力傳感器240、姿態儀250。管道路由探測探頭210安裝在所述框架前端，用于接收管道磁場信號，獲取管道路由及埋深數據。電位測量電極220安裝于所述框架的三個側立面上，用于采集管道沿線電位及電位梯度數據，判斷管道陰極保護及外防腐層狀況。所述照明燈及攝像頭230吊裝于框架上頂板下表面的前端，照明燈用于為攝像機提供照明，攝像頭用于獲取水下視頻影像信息。壓力傳感器240安裝于密封艙內，探頭與海水接觸，獲取水深數據。姿態儀250安裝于密封艙內部平整的平面上，用于實時獲取檢測裝置在水下的姿態信息。
[0025]控制終端300與水下運動載體100和感知設備200通過臍帶電纜連接，通過有線方式進行通訊，保證信號的穩定性。
[0026]控制器300包括位于密封艙140內的下位機微處理器320和位于船載控制箱310內的上位機微處理器330、用于各種信息顯示的顯示器340以及用于對水下運動載體100進行操控的控制鍵盤350與控制搖桿360。
[0027]該實施例中，下位機微處理器320負責接收管道路由探測探頭210采集的水下磁場電信號、電位測量電極220采集的管地電位及管道沿線電位梯度信號、照明燈及攝像頭230采集并轉換的水下視頻電信號、壓力傳感器240采集并轉換的壓力電信號及姿態儀250采集并轉換的裝置水下姿態電信號，并將上述電信號轉換成光信號，通過臍帶纜光纖上傳上位機處理器330，再經光電轉換后，將所有電信號處理成為各種參數、信息與數據曲線，包括:利用磁場電信號峰值法判斷的管道路由；通過管道路由探測探頭210內兩級磁線圈采集的磁場電信號計算的管道埋深；繪制的管道沿線管地電位及電位梯度曲線(參照有關標準按照管地電位數據曲線判斷管道陰極保護狀況，以及按照電位梯度數據曲線的變化判斷管道外防腐層破損狀況)；轉換水下視頻電信號成視頻圖像；轉換水壓電信號成水深數據；轉換裝置水下姿態電信號成方位角、俯仰角和翻滾角信息。最終的管道路由、埋深、管地電位曲線、電位梯度曲線、水下視頻、裝置水下深度及姿態信息顯示于終端顯示器340，并同時進行信息存儲。
[0028]上述的海底管道檢測裝置，利用水下運動載體在水下三維空間運動，通過感知設備尋找管道后，控制水下運動載體沿管道沿線運動，利用感知設備獲取管道沿線的電位、視頻、水深數據、載體的姿態等數據信息，并由控制器進行處理，獲取管道沿線的電位及電位梯度數據曲線，從而判斷管道外防腐層狀況及陰極保護狀況。檢測過程無需開挖，并具有檢測距離遠、檢測準確、檢測成本低的優點，適用于海底管道的全線檢測。
[0029]如上所述，對本發明的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種海底管道檢測裝置，其特征在于包括:水下運動載體、感知設備及控制終端；感知設備安裝于水下運動載體上；控制終端連接水下運動載體、感知設備； 水下運動載體采用水下葉輪推進器； 水下運動載體包括框架、水平推進器、沉浮推進器、密封艙及驅動模塊；水平推進器組吊裝在框架上頂板的下表面，分列于框架尾部兩角，沉浮推進器安裝在框架上頂板中心位置，密封艙安裝于框架上頂板上，驅動模塊安裝在密封艙內部，接受控制器的控制，驅動推進器工作； 感知設備包括管道路由探測探頭、電位測量電極、照明燈及攝像頭、壓力傳感器、姿態儀；管道路由探測探頭安裝在框架前端，電位測量電極安裝于框架的側立面上，照明燈及攝像頭吊裝于框架上頂板下表面的前端，壓力傳感器安裝于密封艙內，探頭與海水接觸，姿態儀安裝于密封艙內部平整的平面上； 控制器與水下運動載體和感知設備通過臍帶電纜連接； 控制器包括下位機和上位機微處理器；下位機微處理器位于水下運動載體密封艙內，上位機微處理器位于船載控制箱內； 下位機微處理器通過臍帶電纜光纖連接上位機微處理器；控制器還包括用于各種信息顯示的顯示器和對水下運動載體進行操控的控制鍵盤與控制搖桿。
2.一種海底管道檢測方法，含有以下步驟； 利用水下運動載體在水下三維空間運動，通過感知設備尋找管道后，控制水下運動載體沿管道沿線運動，利用感知設備獲取管道沿線的電位、視頻、水深數據、載體的姿態等數據信息，并由控制器進行處理，獲取管道沿線的電位及電位梯度數據曲線，從而判斷管道外防腐層狀況及陰極保護狀況。
3.根據權利要求2的一種海底管道檢測方法，其特征在于含有以下步驟； 感知設備安裝于水下運動載體上，用于采集管道路由及埋深、水下視頻和管道沿線電位及電位梯度數據信息，并上傳給控制終端；控制終端控制水下運動載體的水下運動，發送采集指令，并接收感知設備的采集數據并進行處理，獲取管道路由、水下影像資料和外防腐層破損狀況及陰極保護狀況信息； 驅動模塊接受控制器的控制，驅動推進器工作； 管道路由探測探頭接收管道磁場信號，獲取管道路由及埋深數據，電位測量電極采集管道沿線電位及電位梯度數據，判斷管道陰極保護及外防腐層狀況，攝像頭獲取水下視頻影像信息，探頭與海水接觸，獲取水深數據，姿態儀實時獲取檢測裝置在水下的姿態信息； 控制器的下位機微處理器接收用于判斷管道位置及埋深的水下磁場電信號、用于判斷管道陰極保護狀況及外防腐層狀況的管道沿線電位信號、攝像頭采集的水下視頻電信號、用于計算裝置水下深度的壓力電信號以及用于判斷檢測裝置水下姿態的電信號，并轉換成光信號后，通過臍帶電纜光纖上傳控制器的上位機微處理器；上位機微處理器負責用于對下位機微處理器上傳的上述信息進行處理，并將管道位置、埋深、管地電位曲線、電位梯度曲線、水下視頻、裝置水下深度及姿態信息顯示于終端顯示器，并同時進行信息存儲。
【文檔編號】G01N27/00GK104374802SQ201310356358
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月15日
【發明者】王志濤, 韓文禮, 林竹, 范云鵬, 周冰, 張盈盈, 郭繼銀 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團海洋工程有限公司, 中國石油集團工程技術研究院
專業數控銑床產品供應商
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