五分钟让你洞晓海底机器人检测海管的玄机

清新de花

五分钟让你洞晓海底机器人检测海管的玄机

2016-01-30 09:11:00

　　在2015年海洋技术大会（OTC）上，Oceaneering公司的Magna水下检测系统获得了最新技术奖。该系统是一个带有ROV的自行检测工具，能够在深度达1万英尺的水下从外部对海底管道进行检测。
　　该系统通过对超声波技术的优化，能够检查不适合清管器通过的海底设备，检测管道的管壁损失和局部缺陷。通常我们认为可以进行清管的海底管道才是实用的，清管器需要进入这些管道内，穿过管道以对其进行检测或者清理，某些情况下也可用于分隔流体。
　　但是，如果管道尺寸不符合标准，或者管道本身的设计与清管器发射装置/接收装置不匹配，那么，这些海底管道则不能进行清管。目前，管道检测工作仍然是运营商在设备统一管理方面的首要任务之一。

　　管道技术全球峰会的最近一项调查和InnovOil公司的杂志证明：25％的受访者认为腐蚀是管道破损的主要原因。其他受访者则主要将注意力放在了另一重要问题上，即怎样创新性地对不适合清管器通过的海底管道进行检测。
　　其结果是，检测工具比以往面临着更多的挑战，需要比以往具有更好的灵活性和更多的性能。Oceaneering公司的Magna水下检测系统就是其中的一项创新，该技术最近受到2015年海洋技术大会（OTC）的认可，并获得了最新技术奖。
　　Oceaneering公司的Magna水下检测系统，是一个部署有远程操作潜水器（ROV）的自行检测工具，它利用电磁声换能器或EMATs，实现了在深度达1万英尺的水下从外部对管道进行检测。
　　Oceaneering公司的Magna水下检测系统（Magna扫描仪）基于其创新性技术，广泛吸引了油气行业的注意力，通过成熟的、全面的应用以及它在超越现有技术的利益方面的显著影响，证明了该项技术的优异功能。
　　Magna扫描仪简介
　　Magna扫描仪是一个可部署ROV管道的扫描仪，它将Oceaneering公司的自动化SeaTurtle扫描仪与特有的超声波扫描技术进行了结合。它可以部署在任何ROV上，为其提供所需的电能和通讯功能。
　　利用Magna扫描仪，运营商能够实现海底设备的检查和监控（即使是在不适合清管器通过的海底管道），都可以以较快速度进行检测，无需停止或中断生产，所有工作都可在单程作业中完成。
　　Magna扫描仪通过优化超声波技术，可识别管道的局部缺陷和一般壁厚损失。该系统结合了Oceaneering公司的自动化SeaTurtle扫描仪，该扫描仪因其特殊的超声波传感器而闻名，该系统能够检测内部和外部损伤机理，包括腐蚀、点蚀和龟裂等。

　　Oceaneering公司高级监理工程师DonaldMcNicol向InnovOil公司解释道，“一般整个系统在平台上就开始进行部署，有时将扫描仪安置在ROV控制器上，有时将其安置在ROV附带的吊篮上。
　　当到达检测位置时，ROV会将SeaTurtle放置到被测管道的顶部，扫描仪通过其磁性轮保留在管道上”。之后将ROV拉回，利用ROV的摄像系统观察管道的检测进展。由于SeaTurtle连接在ROV主机上，因此，在ROV控制室操作员的控制下，尽管SeaTurtle沿管道顶部移动，但移动装置的位置可保持不变。
　　Magna扫描仪是一种多功能的扫描工具，它只需要接触管道上部的裸露部分，能够在不中断生产的情况下快速评估设备的机械完整性。该先进系统具有可展开的ROV，并且在单一部署的情况下就能够提供管壁状况的实时数据。
　　该系统能够对管道进行360°检查，提供黑色和有色金属结构管壁状况的实时数据。Magna扫描仪可在直径为4英寸（101.6毫米）、厚度为0.062-1.125英寸（1.5-28.57毫米）、涂层深度为0.070英寸（1.77毫米）的管道上工作。
　　超声波扫描仪包括蝶形和水平剪切导波系统，能够检测管道的管壁损失和缺陷，包括腐蚀、点蚀和龟裂等潜在的异常现象。由于SeaTurtle扫描器需要与一台更大的ROV结合起来使用，这就意味着数据采集速度是该系统的一个重要性能评价参数。
　　基于大约每天1000英尺（300米）的检测长度，该系统的扫描速度大约为每秒6英寸（即每分钟不到10米）。McNicol说，“数据集以多种方式存在，其中最基本的形式包括信号的幅度和渡越时间。
　　通过对基本数据的集成，展示幅值和渡越时间的变化，能够迅速简单的识别由异常现象引起的变化，并判断出异常位置”。另外还有一些其他的数据呈现模式，我们可以根据其特定的应用、被检查管道的几何形状和材料来进行选择。

　　Magna水下检测系统特征
　　作为一种创新性的扫描工具，Magna扫描仪只需要与海底管道顶部的干净表面进行接触就可进行检测，它具有以下几方面特征：
　　1.高速的超声波扫描仪；
　　2.能够检查不适合清管器通过的海底管道；
　　3.能够对管道360°范围内的异常现象进行检测；
　　4.通过对超声波技术的优化，使用包括蝶形和水平剪切导波性能等，检测管道的管壁损失和局部缺陷；
　　5.该系统结合了Oceaneering公司的具有特殊超声波传感器的自动化SeaTurtle扫描仪，能够检测海管的内部和外部损伤机理，包括腐蚀、点蚀和龟裂等潜在的异常现象；
　　6.该系统有助于防止重大灾难事故，这些灾难可能是由于海底管道破损，致使油气泄漏到周围环境。
　　Magna扫描仪技术数据汇总
　　直径范围：4英寸/扫描块；电子温度：32-122°F；传感器温度：0-250°F；测量速度：6英寸/秒；壁厚范围：0.062-1.125英寸；涂层厚度：0.070英寸；每天扫描的管道长度：1000英尺以上。注：Magna扫描仪可以在黑色和有色金属材料中使用。
　　开创了海管水下外检测的先河
　　随着多种技术的发展，Magna扫描技术开创了水下检测方法的先河。与其他传统水下检测方法相比，Magna扫描技术拥有众多优势。在Magna扫描技术发展之前，常规UT方法是行业首选的用于在线设备检验的技术。
　　Oceaneering公司海底设备完整性经理MarkAdams说：“这基本上是一个外部清管器，它可以检测管道腐蚀、龟裂和由微生物引起的像小虫一样的点蚀。”一般来说，这些点蚀更容易在老化管道内形成，它们就像一个小钻机那样一点一点地破坏管道，并使得越来越多的新管道也处于危险之中。
　　“现在，我们产油的同时会产出大量的水。”Adams说，“以前生产的只是油，而现在我们需要注入大量的水才能产出油，这些水有时也进行回注。正是这些注入水给管道带来了伤害。”早在1993年，Adams就研发出了Magna扫描仪的最初原型，但直到很久以后，他才在一个朋友的提示下，将其应用到从未接触过的海底管道检测市场中。2013年，Adams做出了他的第一台样机，次年他的公司并入到Oceaneering公司。同时，Adams也成功部署了五台商业化Magna扫描仪，目前，五台Magna扫描系统已经处于运行状态，另还有两台即将投入使用。Adams说，“我们要对它进行改进，使其能够实现更多的功能，我们初步打算实现测量破损区域大小的功能，从而能够准确测量海管的破损程度。”