海底管道智能清管器分类研究
深水海底管道预调试流动保障分析
文 章 编 号 ：１０００７４６６（２０１９）０４００７３０５
深水海底管道预调试流动保障分析
王 东，刘培林，陈文峰，张淑艳，程寒生，张 欢
（海 洋 石 油 工 程 股 份 有 限 公 司 ，天 津 ３００４５１）
摘要：海底管道在投入使用之前均需进行预调试工作，以 确 保 海 底 管 道 达 到 投 产 要 求。 以 南 海 某 深水气田水下生产系统回接已有水下设施的海底管 道相 关预调 试 工 作 为 基 础，模 拟 分 析 了 预 调 试 过程中清管、测径、试压、排水和 干 燥 阶 段 需 要 注 意 的 流 动 安 全 保 障 问 题，确 保 预 调 试 作 业 顺 利 进 行。可为深水油气田开发中海底管道预调试流动保障设计提供参考。 关 键 词 ： 海 底 管 道 ；深 水 ；预 调 试 ；流 动 保 障 中图分类号：ＴＱ０５０；ＴＢ４２ 文献标志码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００７４６６．２０１９．０４．０１４
预调试作业对其进 行 检 查，确 保 海 底 管 道 达 到 水 下 油气田投产要求。预调试作业能够清除管内铁锈等 杂 质，减 少 海 底 管 道 腐 蚀，提 高 海 底 管 道 使 用 寿 命 。 ［６］ 海底管道预 调 试 中 清 管、测 径 等 操 作 都 需 要 用到清管器，因此 清 管 器 的 运 行 情 况，以 及 压 力、温 度的变化成为流动保障分析的重点。国内外对清管 技 术 已 经 开 展 了 诸 多 研 究 ，包 括 管 道 清 管 器 的 类 型 、
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第４８卷 第４期 ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ Ｊｕｌｙ２０１９
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犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｅｆｏｒｅｓｕｂｓｅａｐｉｐｅｌｉｎｅｓ’ｓｉｔｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｓｈｏｕｌｄｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ
清管器清管技术在海底管线预调试中的应用
专题报告清洗世界C l昀I l i ng W or l d第29卷第2期2013年2月文章编号：1671—8909(2013)02—0007—06清管器清管技术在海底管线预调试中的应用郭冀江(中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司，天津300452)摘要：以sZ36—1海底管线预调试项目为实例，介绍清管技术在海底管线中的应用情况和遇到的各种技术难点。
关键词：海底管线；清管器；清管技术中图分类号：T E973文献标识码：BA ppU cat i on f or pi g酉ng t ec hnol ogy of PI G i n subse a pi peU ne pre-co删鲻ioIIingG U o J刁硫g(C N O O C E ner g)r T echnol og)，＆Ser vi ces—O i l f i el d C onst m c t i on E ngi nee ri ng C o．，Lt d．，Ti anj i n300452，C hi na)A bs t r ac t：The p玎oj ect of subsea pi pel i ne pr e—com m i ss i oni ng i n SZ36—1oi l fi el d as em bodi m ent t heappl i cat i o n of pi ggi ng t ec hnol ogy i n s ubs e a pi pel i ne and V ar i et yof t echni ca l di f h cul t i es w eI℃de。
sc ri bed．K ey、—，0r ds：subs ea pi pel i ne；PI G；pi ggi ng t echnol og)r清管器清管技术也称清管器管道清洗。
该技术以输送介质为动力，推动清管器在管道中行进，实现管道首端到尾端的全程清洗，以达到清理管线内部杂质的目的。
海底管道清管作业过程中清管器卡堵原因分析及预防控制措施
海底管道清管作业过程中清管器卡堵原因分析及预防控制措施摘要：长距离海底管道清管过程中存在诸多难点。
海管长度增加导致内部杂质累积量增大，清管器运行阻力增加，进而增大清管器卡堵的风险，如何降低杂质累积导致的卡堵风险是长距离海底管道清管的难点之一。
本文以某海底管道为例，就海底管道清管作业过程中清管器卡堵的主要原因进行了详细分析，并就如何做好预防控制措施进行了详细阐述。
关键词：海底管道；清管作业；清管器；卡堵；预防控制措施0前言在海洋石油工程中，海底管道将海上油气田、储油设施或陆上处理终端连接成一个有机的整体，使海上生产设施的各个环节通过管道形成相互关联、相互协调作业的生产操作系统。
对于海底管道来说，其稳定高效安全运行只管关键，这其中清管发挥着很重要的技术支撑作用。
然而长距离海底管道清管过程中存在诸多难点，如清管器密封板与海管内壁间存在摩擦损耗，长距离的摩擦损耗影响清管效果甚至出现密封失效导致卡堵，而如何评判清管器密封板的耐磨性能也是长距离清管的又一难点，此外，清管过程中存在多种阻力影响清管器的运行，如何降低这些阻力以及设置准确的输入动力也是长距离清管的难点；清管过程中，准确判断清管器的具体位置以及清管器进入收球筒的时间至关重要，而采用什么方法判断也是长距离清管的难点。
本文结合某清管技术，针对上述难点进行重点分析，为长距离海管清管提供技术指导。
1清管器卡堵原因清管器的受力主要分为两类：动力部分与阻力部分。
其中动力部分包括清管器前后压差力，阻力部分包括清管器重力的轴向分量、清管器前端杂质重量的轴向分量、清管器与管内壁的摩擦阻力。
清管过程中最致命的问题是清管器在运行过程中出现卡堵。
根据清管器所受外力的计算公式可知，清管器卡堵直接原因是其受到的阻力大于最大推动力。
清管器在运行的过程中可能会因为下列情况而卡堵在管道内。
（1）管道自身问题。
施工过程中由于外力破坏造成的管道变形；管道上的附属设施，如阀门、法兰、变径管等的内径与管道内径不一致甚至相差很大；管道弯头曲率半径未达到清管要求（弯头的曲率半径应≥1.5D）；管道焊接施工结束后管道内壁焊瘤未及时清除；管道施工后期，在管道整体焊接时不慎遗留在管道中的较大杂物。
渤西南海底输气管网联合清管技术
渤西南海底输气管网联合清管技术
王玉;詹燕红
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2010(030)012
【摘要】渤西南海底输气管网是中国第一个海底输气管网,管网具有距离长、结构复杂、气源多和气质差异大的特点,由于管网节点在海上平台,整体清管难度大,投产以来发生了多次积液和冻堵.为此,针对该管网的特点,分析了管道的沿程温度分布,预测了管道积液量;据此设计了分阶段清管的清管方案,选择了专门研制的泡沫清管球,首次对该管网成功地实施了联合清管作业,共清除积液约170m3,保障了海底输气管道的安全生产.
【总页数】3页(P81-83)
【作者】王玉;詹燕红
【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司;中海石油技术检测有限公司【正文语种】中文
【相关文献】
1.渤西油气田海底输气管道堵塞问题研究 [J], 兰峰;崔大勇
2.渤西油气田海底输气管道清管技术 [J], 朱凯;崔大勇
3.海底输气管道变径清管器的投产应用 [J], 许忠亮
4.海底输气管网不停产改线技术应用 [J], 杜应军
5.长距离输气海底管道清管方案优选研究 [J], 张文欣; 陈宏举
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检测内柔外刚的海底管线要内外兼修
海底输送管线多数埋在海底土中一定深度，其检测不同于陆上管线，陆上管线可以用飞机巡线或人工步行巡线，而深海管道只能用间接地经过潜艇等带仪器随着线路扫描，收集数据，通过计算机判断管线是否处于安全范围，或处于可接受的边缘。
没有人直接检查来得直接、准确可靠、权威。
深海管道的检测需要一套特殊的船只与潜艇，因此检测费用是很高的。
浅海海底管线可以依靠潜水员下水检测，但某些处于潮差波浪破碎带的管段，受风浪、潮流、冰凌等影响很大，潜水员检测有困难。
海底管线剩余壁厚和管体裂纹的检测只能内检测，不能进行外检测。
因此，海底管道的检测与陆上管道根本不同。
检测要选择合理季节，避开台风，捕渔季节。
1内检测01剩余壁厚和裂纹检测海底管线腐蚀剩余壁厚和管线裂纹适宜用清管器型内检测装置（smart pig）进行全线检测。
漏磁检测清管器（MFL）适用于油、气管线检测，只允许检测壁厚12mm以内的管道，检测精度不高，不能检测裂纹，可以检测到外壁腐蚀区段。
超声波内检测清管器（UT）既不适用于海底厚壁管的检测，海底海管大多是厚壁管，也不适用于气管线检测，但其精度较高，通过改进可以探测纵向裂纹。
不同类型的清管器漏磁检测器检测漏磁检测器是目前管道检测中应用历史较长，技术较成熟的设备，主要用在管道穿孔之前确定腐蚀剩余壁厚和行走距离。
漏磁检测器由电池模块、传感器模块一起通过联轴器连接成一体。
漏磁检测的原理是：漏磁式检测器的磁铁将磁通引入管壁，当检测器在管内行走时，如果管壁无缺陷，则磁力线囿于管壁之内；如果管道内外表面有缺陷，则有一部分磁力线会穿到管壁之外，并发生扭曲。
这些穿出管壁且被扭曲的磁力线可被漏磁式检测器的线圈或磁铁两极之间的传感器检测出来并形成电信号。
中国、美国、英国、德国都可以生产先进的漏磁检测器。
美国公司系缆式海底集油、集气管线漏磁检测器能检测管线的腐蚀状况和准确确定泄漏点位置，最大检测长度为3.2km。
我国中石化具有完全知识产权的三轴高清漏磁检测器、惯性导航测量系统和基于弱磁技术的管道应力检测系统，可以检测出最小长度5毫米、最小深度0.5毫米的腐蚀和机械划伤等缺陷，并能对缺陷位置进行高精度定位，还能检测出海底管道应力异常情况和管道漂移情况。
清管器清管作业分析与研究
清管器清管作业分析与研究作者：王俊颖毕权来源：《当代化工》2015年第11期摘要：目前根据清管器功能大致分四类，有清扫型清管器、隔离型清管器、检测型清管器和管道维护型清管器。
介绍了不同功能清管器各自的工作原理和特点，并研究分析了清管器未来的发展趋势，以及输送不同流体介质的管道包括原油管道、天然气管道和多相流体管道的清管作业特点，最后简要介绍了清管器清管周期的确定方法和清管流程。
关键词：清管器；原油管道；天然气管道；清管工艺中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）11-2691-04Analysis and Research of Pipeline PigWANG Jun-ying，BI Quan（Beijing Key Laboratory of Urban Oil and Gas Distribution Technology，China University of Petroleum， Beijing 102249， China）Abstract： Currently pigs can be broadly divided into four categories according to their specific functions， including the sweeping pig， the isolated pig， the detective pig and the pipeline maintenance pig. In this paper， their working principles and their working features were described，and their future development trends were analyzed. Different pigging characteristics of crude oil pipelines， gas pipelines and multiphase fluid pipelines were discussed. In the end， some methods to determine pigging cycles were introduced as well as the pigging processes.Key words： Pig； Crude oil pipeline； Gas pipeline； Pigging process清管作业一直是管道系统中必不可少的过程。
【来稿】海底天然气管道清管风险分析及应对——以东海平湖油气田14”天然气海底管道清管作业为例
【来稿】海底天然⽓管道清管风险分析及应对——以东海平湖油⽓⽥14”天然⽓海底管道清管作业为例编者按：这是⼀篇读者来稿。
这是⼀篇读者来稿。
东海最长天然⽓管道内检测项⽬顺利完⼯，这也是东海长输东海最长天然⽓管道内检测项⽬顺利完⼯，这也是东海长输海管的⾸次成功先例。
海管的⾸次成功先例。
为确保清管作业安全为确保清管作业安全,有必要在作业前进⾏充分的风险识别,并制定相应的防范措施。
以东海平湖油⽓⽥14”(1”=24.5 mm )天然⽓海底管道清管作业为例进⾏风险分析，结果表明：风险主要集中在管线本⾝及管线设备、管道内积液、清管器、⼈、清除的污物、⾃然环境等⽅⾯。
针对这些风险,给出了相应的应对措施。
⽂：⾼ 超、王 皓、郭东升 上海⽯油天然⽓有限公司0、前⾔平湖14” (1”=24.5 mm )天然⽓海底管道全长389.9 km,是东海最长的天然⽓海底管道,管线内为⼆相流动介质：凝析油和天然⽓，部分管段曾有机械接头修复经历,⾃1998年投产以来从未进⾏过清管作业,因此对海底管道的通过能⼒、承压⽔平、以及管内的清洁程度等现况不甚了解,清管作业难度和风险巨⼤。
本⽂以该管线清管作业为例,从管线本体及管线设备、管道积液、清管器、⼈、清除的污物、⾃然环境等⽅⾯⼊⼿,识别风险,并制定了相对应的防范措施。
1、清管⼯艺流程图1 清管⼯艺流程图清管⼯艺流程,见图1。
清管器通过发球筒进⼊海底管道,在输送介质的压⼒推动下,最终到达收球筒。
清管器的外径相对于管道内径有⼀定的过盈量,保证其与管内壁的密封。
通过清管作业,可以清除管道内的积液、碎屑、污物，减少内部腐蚀，降低管道阻⼒,提⾼管输效率和管道的清洁度,同时也可以为智能检测做准备。
2、清管风险分析及应对2.1 管道本体风险管道本⾝的风险包括：管道厚度、变径、变形，弯头的数量、位置、曲率半径，是否有内涂层，管道路由的⾛向，海底管道的⾼程变化，管道介质运⾏⼯况等。
2.1.1 管道厚度及内涂层管道厚度决定了清管器的监听难度,如果太厚,接收仪可能接收不到清管器内发射机的发射信号导致丢球；管道内如有内涂层,钢刷清管器和智能检测器可能会对内涂层造成损伤,降低管道寿命。
管道清管设施清管器介绍
因此，与清管球相比，皮碗在运行中的密封性更为可靠，寿命较长。
附着力大、较硬的污物能起到很好的清扫作用 长距离输油气管道中常用的清管器，根据其在管线中的应用可分为：扫线用清管器；
中空注水型清管球，其壁厚30～50mm，球上有一个可以密封注水排气孔，注水孔有加压用的单向阀，用来排气和控制注入球内的水 量以调节清管球直径内径的过盈量。 使用时，清管球内充满水，使球成为弹性实体，在管内具有一定的顶挤能力。
3.带刷清管器 管道清管器用皮碗和钢刷
因此，与清管球相比，皮碗在运行中的密封性更为可靠，寿命较长。 管道清管设施 清管器介绍
泡沫清管器，外貌呈炮弹形，头部半球形或抛物线形，外径比管线的内径约大2%～4%，尾部呈蝶形凹面，内部芯体为高密泡沫，外
，但对于有内涂层的管道不能使用。 敷强度高、韧性好和耐油性较强的聚氨脂材料。
蝶形清管器则常用于管道的置换、隔离、扫线。 长距离输油气管道中常用的清管器，根据其在管线中的应用可分为：扫线用清管器； 清管球由耐油橡胶制成，有实心、空心充气、空心注水三种形式。
•
中空注水型清管球，其壁厚30～50mm，球上有一个可
以密封注水排气孔，注水孔有加压用的单向阀，用来排气和
控制注入球内的水量以调节清管球直径内径的过盈量。为保
证清管球对管内壁的密封，清管球要有一定的过盈量（一般
为2%～5%）。使用时，清管球内充满水，使球成为弹性实
体，在管内具有一定的顶挤能力。管道温度低于0℃时，球
• 3.2蝶形清管器 中空注水型清管球，其壁厚30～50mm，球上有一个可以密封注水排气孔，注水孔有加压用的单向阀，用来排气和控制注入球内的水
海底油气管道通球技术解析-20151101
二、清管器分类
8、几何测径清管器
（2）电子几何测径清管器
功能：用于检查管道内表面腐蚀情况、管道的内径、椭圆度等几何变 功能 用于检查管道内表面腐蚀情况 管道的内径 椭圆度等几何变 形情况。主要判断管道是否能够进行其他的管道内检测通球。 原理：以电磁感应理论为基础，根据缺陷处的磁通量变化而出现磁力 线扭曲，会产生不平衡电动势。
积水腐蚀严重，包括微生物腐蚀、二氧化碳腐蚀、溶解盐类水溶液
的腐蚀、含硫和聚硫化物引起的腐蚀、氧引起的腐蚀、杂质引起的腐蚀、 氧 应力腐蚀、冲蚀引起的腐蚀、杂散电流腐蚀等。陆续实施清管内检。
三、清管频率 2.海底油气管道清管频率研讨 海底油气管道清管频率研讨
（1）海底油气管道清管频率调研分析
① ①国外海底管线的清管周期是不固定的，是一个与输送工艺、操作条件、 管 管 输 条 输送介质的性质、环境状况等诸多因素相关的动态的参数。 ☞清管器在定期清管的管线运行时较少发生卡堵，卡堵一般发生在 较少清管或从未清过管的管道中。 ②湿气管道 油气水混输管道因为可能积水增加腐蚀倾向 应定期清管 ②湿气管道、油气水混输管道因为可能积水增加腐蚀倾向，应定期清管 排水，保持可通球状态，随时进行内检测评估。
三、清管频率 2.海底油气管道清管频率研讨 海底油气管道清管频率研讨
（2）海底油水管道清管频率
①原油管道、油水管道可以参照陆地输油管道管理规范进行通球清管操作，年 清管频率以2次为宜； ②生产水海管考虑机械杂质沉积、腐蚀原因，年清管频率不少于1次；
三、清管频率 2.海底油气管道清管频率研讨 海底油气管道清管频率研讨
二、清管器分类
8、几何测径清管器
（1）机械式几何测径清管器
功能：完成管道内径、路由等测绘工作，为智能检测器进一步检测提 功能 完成管道内径 路由等测绘工作 为智能检测器进 步检测提 供安全保障。 原理：沿设备周向均布的检测臂一端在支撑弹簧的弹力下与管道紧密 接触，经过管道变形处时，检测臂以根部为中心旋转，将变形信号通 过位移传感器（直线位移和角位移）记录。 过位移传感器（直线位移和角位移）记录
海底管道检测最新技术及发展方向
１ １ ２ 智能内检测
目前通过智能内检测器测量管道厚度是应用最
广泛的内检测技术， 但检测费用较高， 国内检测技
术尚不成熟， 市场及技术被美国和德国等公司高度
垄断。 常见的智能内检测器包括几何变形检测器、
漏磁检测器和超声波检测器等， 如图 ２ 所示。 几何
变形检测器主要用于检测管道几何变形、 断面变
ＲＯＶ （ Ｒｅｍｏｔｅ Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ） ⁃ｂａｓｅｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ—Ｏｃｅａｎｅｅｒｉｎｇｓ Ｍａｇｎａ ｓｕｂｓｅａ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｄｅ⁃
ｖｉｃｅ ａｎｄ Ｔｒａｃｅｒｃｏｓ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｕｂｓｅａ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａｓ ｓｕｂ⁃
— １１２ —
石 油 机 械
ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
２０１６ 年 第 ４４ 卷 第 １０ 期
◀石油管工程▶
海底管道检测最新技术及发展方向
∗
王金龙 何仁洋 张海彬 郭 晗 吴庆伟
（ 中国特种设备检测研究院压力管道事业部）
摘要： 随着海洋油气资源开发的不断深入， 海底管道的铺设规模越来越大， 但是异常复杂环
输送的油气对人体有害， 一旦海底管道发生泄漏或
清管球等。 检测前清管， 可将附着在管内壁上的污
破坏， 就会给周围环境和人员带来严重影响， 轻则
垢、 蜡状沉积物和水合物等清扫干净， 使得检测传
导致海底管道出现泄漏而浪费资源， 重则会因为原
感器探头可以与管壁紧贴， 以便获得真实数据。
环境异常复杂， 存在着许多不确定性因素。 随着海
海底管道检测技术研究与应用
海底管道检测技术研究与应用摘要：我国有关标准规定，海底管道在寿命周期内要开展完整性管理，并定期对海底管道开展内检测和试压，并根据检测数据分析评估海底管道的安全风险等级。
为了获取浅海海底管道真实准确的检测数据，研究一套合适的内检测流程非常必要。
本文对海底管道检测技术研究与应用进行分析，以供参考。
关键词：海底管道；检测技术；研究应用引言深海管道是海上油气勘探生产系统不可或缺的组成部分，也是海上运输石油的主要方式。
由于海洋环境复杂，随着生产时间的增加，海底可能会出现腐蚀、机械损坏、疲劳损伤等情况，使管道失效。
管道故障不仅影响了海上石油和天然气的正常生产，还可能带来严重的环境问题和安全问题。
因此，及时发现下行线路、及时发现故障段并排除安全漏洞至关重要。
1海底管道智能非常规内检测应用背景海底下水道是海上油气田的生命线，长期以来对海底油田起着很大作用。
但是，随着管道寿命的延长，管道的影响以及不利的海洋环境，新旧管道对管道运输能力的影响越来越大，无法通过传统手段对这类管道进行内部控制，甚至无法进行正常操作，以维护管道的完整性和管道的安全运行。
对于这种水下排水系统，辽东营运公司，通过各种技术研究课题、着陆实验等提出，利用异常创新的思路和仪器，满足管道检验的特殊要求。
2海底管道外检测技术水文外部检测的主要目的是控制外部通道，控制外部力量对外墙的外部冲击和损伤，特别是在操作过程中地震或台风，对于机械损坏严重的管道，应注意管道的外部检测。
当深海管道无法进行内部检测时，外部仪表是了解管道状况和检测管道故障的主要方法。
外包检测技术主要基于声学原理，采用更先进的侧测深技术和多波段景深。
侧缩放技术利用声波采集或发送获得高速侧扫描的高分辨率探测图像，了解海底地形特征，隐藏水下通道复盖范围，提高高度，降低深度。
侧缩放技术的研究重点是进一步提高侧扫描的精度和分辨率，以便更好地可视化检测目标。
3管道内检测流程初步确定（1）检测前准备。
CB30A至海五联海底管道内检测工艺与结果分析
一 ２ 一 一 一 一 ～ 无
胜利油田 Ｃ Ｂ ３ ０ Ａ至 海 五 联 海底 管 道建 于 ２ ０ ０ ４
海底 管道 内检 测跟 陆地 管道 内检 测技术胜利海上油田一条重要 的海底管道。经过多年的运行 ， 管道 内部腐蚀情况 不明， 一旦发生泄露会造成严 重的海洋环境污染和 重大的经济损失。为防止管道 因发腐蚀穿孔而发生
２ ０ １ ３年第 ４ ２卷
干线变形处就造成卡堵设备 ， 因此收球筒旁通管线 也作为反打推球的流程 ， 所 以旁通管线不可能尺寸 太小， 尺 寸至少 与干线 尺寸基 本相 近 。 为解 决上述 问题 ， 设 计 制做 了缩 颈收球 笼 ， 收球 笼 的内径 跟管道 内径 一致 ， 将 收球笼 放人 收球 筒 内 ，
表１ Ｃ Ｂ ３ ０ Ａ井组平 台 一海五联 海底管线基本情况表
管线名称 投产时间 设计寿命／ 年
管线类型
优点而满足管道运营 中的连续性 、 快速性和在线检
测 的要 求 而成 为 目前 最 常 用 的 管道 内检 测技 术 ， 国
外９ ０ ％以上管道内检测设备采用漏磁检测技术… 。 漏磁 内检测器的工作原理 如 图 １ 所示 ： 利用 自 身携带的强磁铁产生的磁 通量 ， 通过钢刷耦合进 入管壁 ， 在管壁圆周上产生 １ 个纵向磁场回路 ， 使磁 铁间的管壁达到磁饱 和状态。若管壁没有缺陷 ， 则 磁力线在管壁内均匀分布。若管道存在缺陷， 管道 横截面减小 ， 由于缺陷的磁导率远 比铁磁性材料小 ， 因此磁阻增大 ， 磁通路变窄 ， 磁力线变形 ， 部分磁力 线穿出管壁两侧产生漏磁场 ， 其形状取决于缺陷的 几何形状。位于两磁极之间紧贴管壁的探头（ 传感 器） 检测到漏磁场， 并产生相应的感应信号 ， 其经过 滤波、 放大、 模数转换等处理后被记录到存储器中。 检测完 成后 ， 通 过专 用分 析软 件对 数据进行 回放 、 识 别和判断 ， 获得缺陷的类 型、 位置 、 形状和尺寸等信 息。
清管器清管作业分析与研究
清管器清管作业分析与研究王俊颖;毕权【摘要】目前根据清管器功能大致分四类，有清扫型清管器、隔离型清管器、检测型清管器和管道维护型清管器。
介绍了不同功能清管器各自的工作原理和特点，并研究分析了清管器未来的发展趋势，以及输送不同流体介质的管道包括原油管道、天然气管道和多相流体管道的清管作业特点，最后简要介绍了清管器清管周期的确定方法和清管流程。
%Currently pigs can be broadly divided into four categories according to their specific functions, including the sweeping pig, the isolated pig, the detective pig and the pipeline maintenance pig. In this paper, their working principles and their working features were described,and their future development trends were analyzed. Different pigging characteristics of crude oil pipelines, gas pipelines and multiphase fluid pipelines were discussed. In the end, some methods to determine pigging cycles were introduced as well as the pigging processes.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P2691-2694)【关键词】清管器;原油管道;天然气管道;清管工艺【作者】王俊颖;毕权【作者单位】中国石油大学北京城市油气输配技术北京市重点实验室，北京102249;中国石油大学北京城市油气输配技术北京市重点实验室，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TE832清管作业一直是管道系统中必不可少的过程。
海底管道通球卡堵原因及解决办法
35随着我国海洋石油工业的不断发展，尤其是在近几年国家在海洋环境方面的高度重视，使得海底油气管道安全高效运行变得更加有意义。
管道通球是最常见管道日常管理工作之一。
由于海底管道的复杂性，通球过程中时常发生卡堵，对海上油田和海洋环境产生严重影响。
本文通过分析常见海底管道结构特点、运行现状、常用清管器结构、典型卡堵案例等，总结了海底管道通球卡堵原因，并针对各类原因给出了预防措施和解决办法。
一、概述本文主要针对渤海海域可通球海底管道进行研究通球过程中球体卡堵的原因和解决方法。
1985年我国在渤海海域铺设了第一条海底管道，到目前渤海海域已有200余条海底管道。
除近5年内铺设的管道外，平均使用年限约为14年，大量管线处于设计寿命的后期，处于管道问题多发阶段，清管球卡堵是较常见的问题之一。
二、海管结构分析海底管道系统主要组成结构为：海底平管、膨胀弯、立管、阀门等，各部分之间常用弯管、法兰或焊接等连接。
一般管道内径一致，法兰及球阀为全通径。
1.球筒。
海上石油平台常用的管道收发球装置为：收发球阀、收发球筒。
对于收发球筒，均由球筒部分、缩径、直管段及过球指示器等组成。
球筒主要由快开盲板、放空管道（或排污管道）等组成。
PIC（Pipe Internal Cartridge）阀是一种把清管球送入管道内或从管道中取出的装置，它的构造和外形与普通全通径球阀类似。
2.三通。
管道三通开孔直径大于30%管道外径的三通应设置档条或挡板。
套管三通开孔区域轴向长度应不大于管道的外径。
管道三通无挡条或尺寸不合适易造成清管球卡堵。
相邻两个三通（开孔直径大于30%管道外径的三通）中心间距离应大于下列计算值：式中：D——管道外径；21d ，d ——两相邻三通的开孔直径。
3.阀门。
非全通径及不能全开球阀易造成卡堵。
4.立管。
渤海区域的大多数立管系统是“外部立管”，这种立管在设计上壁厚比平管段较厚。
立管与水平管连接处设置坡口，便于焊接和内径平滑过渡。
海底管线清洗通球器追踪定位新技术
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高 新 技 术
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ ０ Ｇ Ｙ
水中管道智能巡检机器人设计
水中管道智能巡检机器人设计
摘要
针对水中管道巡检复杂20，技术落后的现状，本设计拟研制一种先进、灵活、高效的水中管道智能巡检机器人.基于VSLAM、机器视觉技术和六轴控制系统，本机器人体系结构由机器人本体、激光测距雷达、多核处理器、超声波测距传感器4大部分组成。
首先，本机器人可以通过机器视觉与激光测距雷达构建三维环境地图，回放管道内病害状态；其次，本机器人可以通过六轴控制系统实现灵活的操作；最后，本机器人巡检时可以通过超声波测距传感器实时采集管道内病害状态，使病害检测可临场更新，提升巡检效率。
实验结果表明，本机器人在水中管道的巡检中具有较高的准确率和稳定性，使得水中管道智能巡检更加可靠且准确无误。
1绪论
水中渠道的巡检是当前水利管理行业的一个热点，它不仅能够发现病害早期症状，并且能够针对性检测并预防渠道的破坏，从而延长其使用寿命与安全性，提高渠道的使用效益。
然而，对水中渠道进行检查，传统的方法存在诸多的局限性，其中最主要的问题就是它既昂贵又费时间，而且缺少全面性查看管道状况的手段。
此外，对检查人员提出了更高的安全性要求。
海底管线清洗通球器追踪定位新技术
海底管线清洗通球器追踪定位新技术作者：陈池陈如江沈珊杨天笑张曼杰来源：《科技资讯》2013年第16期摘要：海底管线清洗通球器在清理海底输油管线过程中，如遇堵塞或卡住等意外情况，由于很难确认被卡住的清洗器具体位置，给处理解堵措施带来时间和费用的进一步损失。
本新技术通过在清洗通球器上加装磁力发生器，配合水下磁力仪，根据磁场的变化，实现对清洗通球器的追踪定位，可以迅速判断和确定清洗通球器的具体位置，为解决清洗通球器堵塞问题而采取必要的措施节省大量的时间。
关键词：磁力发生器磁力仪定位中图分类号：TE973.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（a）-0001-02Subsea pipeline chenchi chenRujiang shenshan Yang Tian xiao ZhangManjie cleaning pig track positioning technologyChen chi Chen Rujiang Shen Shan Yang Tianxiao Zhang Manjie（CNOOC Chian Limited Panyu Operating Company，Shenzhen，Guangdong Province，518067，China）Abstract：The Subsea pipeline cleaning pig in the cleaning process of seabed pipeline， such as congestion and other issues，will pass the pig cleaning device gets stuck，because it is hard to find a location to dredge，can only rely on experience，will result in oil field production for a long time，cause huge losses.This new technology through a cleaning pig device mounted on the magnetic generator，cooperate with underwater magnetometer，according to the change of the magnetic field，track and position to the cleaning pig，you can quickly determine the cleaning pig position，to solve the cleaning pig congestion and save a lot of time.Key Words：Magnetic generator；Magnetometer；Location海底管线是海洋石油运输石油、天然气等物质的主要运输设备，在国民经济中发挥着重要的作用。
300米水深海管水下清管试压技术研究
【 关键词 】 水下清管试压 ； 水下接头 ； 水下生产 系统 ； 热 交换 ； 海管终端
０ 引言
目前 世界上 已投产 的深水 油气 田主要 是通 过水下井 Ｅ ｌ 回接方式进行油气开采 ． 流花 ４ — １ 油 田ｆ 以下 简称 Ｌ Ｈ ４ — １ ） 是我 国第一个 自主 开发 的 采用 水下模 式的较深 水油 田 ．以水 下系统 为主 体． 依托 周边油 田原有生 产设施进行 开发 ． 作业 水深范 围为 ２ ６ ７ ｍ至 ３ １ ０ ｍ 油 田外输海管采用 的 是管道终端（ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｄ ｔ ｅ ｒ ｍ／ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． 简写为Ｐ Ｌ Ｅ Ｔ ） 庙 重 Ｉ ～ ； ｌ Ｊ ｝ 《 ｝ 噼 墼 ・ ｆ 毒 睡 豳 ＋ 平管 的典型深水水下模 式 ．海管 两端 Ｐ Ｌ Ｅ Ｔ随 海管 进行 ｓ型铺设 ． 铺设完成后 进行水下清管试 图 １ 发 射 器 阀门 示 意 图 压 海管与跨接管 的连接 接头均为 Ｆ ＭＣ公司提 供 的水 下接头 （ Ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ） ． 海管铺设及 清管试压 根 据注水泵流量显示 ， 注水 ２ １ ｍ， 后， 打 开阀门 ２关闭 阀门 ３ ， 将 第 施 工 过程 中的 全部 水下 操 作 工作 均 由工 作级 水 下 机 器人 （ Ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ 球： 三个清管球打 出； 继续注水 ２ １ ｍ ， 打开阀 门 １ 关闭 阀门 ２， 将最 后一个 Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ． 简写为 Ｒ ０ Ｖ） 完成。 清管球 打出。第 四个清 管球 打出后 ． 由Ｒ Ｏ Ｖ使用信号接 收装置 ． 探查 １ 清 管 试 压 总 体 方 案 确认 ４个清管球全部打 出。 之后将 ２ — ５号阀门全部 打开进行 注水 。通 流量 的监控 ， 计算 出清管球预计到达接收器 的时 间。 当注水 清管试压 的基本方 案如下 ： 清管试压 主作业船 （ Ｄ Ｓ Ｖ ） 位于 Ｌ Ｈ ４ — １ 过对压力 ， 再 继续注入 ２ ０ ％的总水量 ． 确保清管球 完全 到 端． 另一条在 辅助拖 轮位于 Ｌ Ｈ１ １ － １ 端． 分别打开 Ｐ Ｌ Ｅ Ｔ压力帽上 的注 达 到计 算 的注水量后 ． Ｒ Ｏ Ｖ关 闭发射器各个 阀门． 回收注水软管及发射器 水 阀门注水 ： 然后拆 除 Ｌ Ｈ１ １ －ｌ 侧Ｐ Ｌ Ｅ Ｔ的压力帽并安装清管接收器 ． 达。清管结束后 ． 将压力 帽重新安 装在 Ｐ Ｌ Ｅ Ｔ 上 。 Ｄ Ｓ Ｖ到达 Ｌ Ｈ ４ — １ 侧． 由Ｒ Ｏ Ｖ使用信号 将 Ｌ Ｈ１ １ — １ 侧作为接 球端 ：拆除 Ｌ Ｈ ４ — １ 侧 的压力 帽 ．安装清 管发射 接 收器 确认 ４个 清管球 全部 到达接 收器 ：并 回收清管接 收器到甲板 ． 器 将 注水软管连接 到清管发射器 上 ， Ｄ Ｓ Ｖ上布置清管泵开始清管 ： 通 取出清管球并 对测量板状况进行 检查 过监控清管泵压力来判断清管球是否到达了清管接 收器内 ． 清管球到
长距离输气海底管道清管方案优选研究
表1 要因分析长距离输气海底管道清管方案优选研究张文欣，陈宏举（中海油研究总院有限责任公司， 北京 100028）[摘 要] 国内某海上气田长距离登陆输气海底管道，地形存在较大起伏，因生产年限后期输气量较低，导致管内滞液量远大于下游设备接收能力，严重影响管道运行安全和清管操作。
为避免终端改造、降低投资，通过模拟分析优选合理的清管方案，控制清管段塞，保证终端设备能够完全接收清管段塞，确保清管操作的安全，从而保障气田得以实现开发，并为长距离输气海底管道的清管段塞分析提供技术依据。
[关键词] 海底管道；清管段塞；管内滞液量；吹扫清管作者简介：张文欣（1987—），女，山东东营人，2013年毕业于中国石油大学（华东），硕士，工程师。
现从事海管工艺和流动安全保障的设计和研究工作国内某海上气田长距离登陆输气海底管道长约350km ，管道尺寸28in ，设计输气量为40亿立方米/年，其输送介质为区域内处理合格的干气以及原油稳定系统凝液（标况下为气相）。
生产年限后期输气量较低且地形存在较大起伏，使得正常运行工况管内滞液量远大于终端设备接收能力（740m 3）。
管内巨大的滞液量影响有效管输效率，不利于管道的正常运行，且严重影响清管操作的安全性。
但是，过于频繁的清管周期会带来不必要的资金浪费和作业风险[1]。
因此，优选合理的清管方案对于管道运行安全十分重要。
1 清管段塞控制要因分析对于管道中的清管段塞，通常涉及段塞体积和段塞泄放时间两个参数[2]。
因此，对于清管段塞的控制也主要从这两方面进行分析。
清管段塞体积与管内滞液量成正比，清管操作前，管内滞液量越大，清管段塞体积就越大。
因此，在清管前减少管内滞液量是有效降低清管段塞的方法。
可以通过增加输气量或减少输液量增大气液比，从而提高气相的携液能力来降低管内滞液量。
清管段塞泄放时间与清管球速度相关，清管操作过程中可以适当提高管道出口压力或降低管道输量来降低清管球速度，延长段塞泄放时间，从而增加下游设备对段塞的处理量，减小需下游设备接收的段塞量[2][3]。
深水天然气集输管道清管器选型与清管方案设计
深水天然气集输管道清管器选型与清管方案设计
王金榜
【期刊名称】《清洗世界》
【年(卷),期】2024(40)4
【摘要】定期对海底管道开展清管作业,既可将管道内沉积的杂质清除,减缓管道腐蚀发展速度;又可降低管道输送压力损失,提高管道输送效率。
某深水天然气集输管道上存在水下连接器、集气管汇、PLET(Pipeline End Termination)、球法兰、立管、跨接管段、高壁厚段、三通等结构,常规清管器无法满足定期清管需求,结合管道特点设计出具有针对性的清管器和清管方案,以期能够对其他类似天然气管道的清管作业能够有所裨益,提升管道完整性管理水平。
【总页数】3页(P35-37)
【作者】王金榜
【作者单位】中海油(天津)管道工程技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE832
【相关文献】
1.集输管道分段清管捕集器负荷计算探讨
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海底管道智能清管器分类研究
【摘要】清管器是一种借助于本身动力或在油、气流推动下，在管腔内运动，用于清洁及监测管道的工具。
智能清管器主要是指通过涡流、超声、漏磁等无损检测原理对管道的几何形状、金属损失、裂纹进行检测的一种器具。
【关键词】海底管道智能清管器
清管器，也称清管球（pig），是一种借助于本身动力或在油、气流推动下，在管腔内运动，用于清洁管壁及监测管道内部状况的工具。
清管器的工作原理是在作业的管道中，按作业的要求置入相应系列清管器，清管器的密封外沿与管道内壁弹性密封，用管输介质产生的压差为动力，推动清管器沿管道运行。
1 清管器分类
清管器按照其功能一般分为两类：第一类：是以管道清污为主要目的的普通清管器；第二类：是以管道内检测为主要目的的智能清管器。
智能清管器主要是指通过涡流、超声、漏磁等无损检测原理对管道的几何形状、金属损失、裂纹进行检测的一种器具。
1.1 涡流智能清管器
涡流检测法虽然可适用于多种黑色金属和有色金属，但是涡流对于铁磁材料的穿透力很弱，只能用来检查表面腐蚀，一般使用涡流等技术对管道的内径、椭圆度等参数进行测量。
涡流检测结果除了作为管道内检测的一项检验结果之外，也是其他管道智能清管器
（如漏磁检测器、超声检测器等）通球的基础，通过对涡流检测的结果的分析，来判断管道是否能够进行其他的管道内检测通球。
1.2 漏磁智能清管器
漏磁法检测的基本原理是建立在铁磁材料的高磁导率这一特性
之上，其检测的基本原理是钢管中因腐蚀产生缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，钢管在外加磁场作用下被磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线均匀分布，当钢管内部有缺陷是，磁力线发生弯曲，并且有一部分磁力线泄露出钢管表面。
检测被磁化钢管表面逸出的漏磁通，就可以判断缺陷是否存在。
漏磁检测器可以从管道内部对铁磁性材质管壁进行壁厚变化的
测量。
漏磁技术可以应用到气体和液体管道中。
可以检测由于比如凹坑或者常规腐蚀造成的金属损失缺陷。
漏磁检测器通过检测管道中磁场的变化来检测金属损失。
检测出的信号时腐蚀缺陷的体积信息，漏磁检测技术是一种间接的缺陷尺寸检测技术。
为了确定缺陷的尺寸，需要对漏磁检测信号进行充分的分析。
漏磁检测器能够检测内部和外部的金属损失缺陷。
漏磁检测器分为高分辨率（hr）和超高分辨率（xhr）两种。
对于外部的缺陷或者比较厚的管道其检测精度会有所降低。
1.3 超声智能清管器
超声检测法主要是利用超声波的脉冲发射原理来测量管壁受蚀
后的厚度，检测时将探头垂直向管道内壁发射超声脉冲基波，探头首先接受到由管壁内表面发射的脉冲，然后超声探头又会接受到由
管壁外表面发射的脉冲，前后两次之间的间距反映了管壁的厚度，若管壁受蚀，间距将减小。
这种检测方法是管道腐蚀缺陷深度和位置的直接检测方法，检测原理简单，对管道材料的敏感性小，检测时不受管道材料杂质的影响，能够实现对厚壁大于管径的管道进行进行精确检测，使被测管道不受壁厚的限制。
此外，超声法的检测数据简单准确，且无需校验，检测数据非常适合作为合作为管道最大允许输送压力的计算，为检测后确定管道的使用期限和维修方案提供了极大的方便，并能够检测出管道的应力腐蚀开裂和管壁内的缺陷。
超声检测的不足之处就是超声在空气中衰减很快，检测是一般需要声波的传播介质，如油和水等。
1.4 裂纹&涂层剥离智能清管器
一种新的检测能够用于探测裂纹&涂层剥离，叫emat crack detection，这种方法声波在管壁内产生，不需要液体耦合剂，产生的声波对表面非常敏感。
其核心是电磁超声换能器。
emat是一种新型的超声波发射和接收装置。
与传统的压电超声换能器靠压电晶片的压电效应来发射和接收超声波不同，emat 利用电磁效应发射和接收超声波。
超声波能在一种弹性导电介质中得到激励，而不需要机械接触或液体耦合。
这种技术是利用电磁物理学原理以新的传感器替代了超声波检测技术中的传统压电传感器；当管壁上有异常出现时，在异常边界处的声阻抗的突变产生波的反射、折射和漫反射，接收到的波形就会发生明显的改变。
由于基于电磁超声传感器的管壁检测最
重要的特征是不需要液体耦合剂来确保其工作性能。
因此该技术提供了输气管道超声波检测的可行性，是替代超声波检测的有效方法。
1.5 应力集中智能清管器
磁记忆检测技术是基于金属磁记忆效应的无损检测技术，可以通过缺陷表面主动散发出来的微弱漏磁场来查找应力集中区或微观缺陷区域，发现宏观缺陷形成的早期萌芽阶段，检测时不需要专门的磁化设备，检测灵敏度高。
磁记忆检测技术是目前管道缺陷早期诊断和预报方面唯一可行的无损检测方法。
在应力集中部位的磁记忆效应表现为漏磁场水平分量hp（x）具有最大值，而垂直分量hp（y）则改变符号并具有过零点。
因此，利用仪器通过测定铁磁性管道表面漏磁场垂直分量过零点，可以诊断铁磁性管道内部应力集中的部位，对微观缺陷及应力集中程度进行诊断和评价；但是，在实际的检测中发现，并不是应力集中区域的hp（y）值一定过零点，还与其他的因素有关，有待进一步的试验研究证明。
2 结语
智能清管器内检测为完整性评估中重要的一项内容，围绕高精度，高可靠度和智能化的清管器研究业已成为研究热点之一。