賈會(huì )英 楊寒

中油管道檢測技術(shù)有限責任公司

摘要：基于管道變形檢測和管道漏磁檢測多元數據分析，可以對管道盜油孔進(jìn)行精準識別。通過(guò)分析不同類(lèi)型模擬小開(kāi)孔漏磁檢測牽拉試驗信號和工業(yè)現場(chǎng)盜油孔漏磁檢測信號，將盜油孔與常規小開(kāi)孔、貼近管壁的金屬、非規則金屬損失、補焊點(diǎn)等相似特征信號的關(guān)鍵數據要素進(jìn)行提取分析，提出了只基于管道漏磁檢測數據對盜油孔的判識方法。通過(guò)現場(chǎng)開(kāi)挖驗證了判識方法的準確性，為管道排除安全風(fēng)險隱患提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：長(cháng)輸管道；漏磁內檢測；盜油孔；判識方法

2006年至2015年，中石油所轄5家地區公司油氣長(cháng)輸管道共發(fā)生134起泄漏事件，其中打孔盜油是最主要的失效因素，占比高達50%。近年來(lái)這一比例雖然不斷降低，但盜油孔依然是危害我國管道安全運行的重要風(fēng)險因素。實(shí)際工程應用中，通過(guò)定期開(kāi)展管道智能檢測，是排查盜油孔的有效技術(shù)手段。

1  傳統判識方法

管道智能檢測主要包含變形檢測和漏磁檢測。傳統判識方法將變形檢測數據中出現的特殊小開(kāi)孔信號與漏磁檢測數據中存在的疑似小開(kāi)孔信號進(jìn)行綜合對比分析，再結合盜油孔特性，可精準判斷管道上的盜油孔。大量實(shí)際工程開(kāi)挖驗證表明這種判識方法可信度達到85%以上。

2  基于管道漏磁檢測數據的判識方法

在巴基斯坦某管道智能內檢測項目中，因管道所處地勢平坦，不易造成幾何變形，為節省檢測成本，管道業(yè)主僅選擇漏磁檢測。但管道途經(jīng)地區盜油猖獗，需要僅依據管道漏磁檢測數據判識管道上存在的盜油孔。

漏磁檢測信號中，小開(kāi)孔與貼近管壁的金屬、非規則的金屬損失、補焊點(diǎn)等特征信號非常相似，需要將這些特征作為研究對象深入分析。常規小開(kāi)孔均位于收發(fā)球筒或中間閥室，依靠漏磁檢測數據可進(jìn)行準確判定。通過(guò)分析牽拉試驗及在役管道的盜油孔分布規律等，總結出與盜油孔信號極易混淆的特征物特點(diǎn)，建立基于管道漏磁檢測數據判識盜油孔的方法。

2.1  牽拉試驗

在管徑為457 mm，壁厚為7.1 mm的牽拉管段上預制了不同尺寸的焊接鋼管（表 1、圖 1）及人工通孔和補�。ū� 2），全面模擬與現場(chǎng)盜油孔信號相似的管道特征物。這四種管道特征物分別為：通孔（未焊接鋼管）、 焊接鋼管（只焊接鋼管、未打孔）、小開(kāi)孔（打通孔后焊接鋼管）、補丁。

表 1 預制焊接鋼管測量結果

圖 1 牽拉試驗管段預制特征物布局圖及實(shí)例

表 2 預制通孔及補丁測量結果

 

通過(guò)分析判識這四種管道特征物的信號，提取信號關(guān)鍵數據要素，全面提升盜油孔判識的準確性。

（1）通孔。其漏磁檢測信號與內部金屬損失信號一致，信號形態(tài)尖銳。主通道軸向信號表現為1個(gè)波峰（帶2個(gè)小波谷），軸向分量峰谷值較大，IDOD通道信號特征為典型金屬損失信號。這為分析管道上是否存在針孔類(lèi)泄漏點(diǎn)提供了相關(guān)參考依據。

（2）焊接鋼管。其漏磁檢測信號與金屬增加信號一致，主通道軸向信號表現為1個(gè)波谷（帶2個(gè)小波峰），彩色圖中可呈現明顯的“孔型”金屬增加信號，由于存在焊接操作，IDOD通道也檢測到“孔型”金屬增加信號。

（3）小開(kāi)孔。其漏磁檢測主通道軸向信號與通孔信號不一致。焊接鋼管為金屬增加，通孔為金屬減少，由于交互作用，使主通道軸向信號呈現 “W”型信號特征，信號的長(cháng)度和寬度尺寸相同。IDOD通道信號為明顯的波峰和波谷信號特征。

（4）補丁。其漏磁信號表現與焊接鋼管的漏磁檢測信號非常接近。補丁在焊接后表面不平整，漏磁檢測主通道軸向信號波谷存在基值不均勻現象， 由于焊接操作，IDOD通道信號存在擾動(dòng)。

2.2  工業(yè)現場(chǎng)盜油孔周向分布

實(shí)際工程應用發(fā)現，工業(yè)現場(chǎng)管道盜油孔周向位置普遍處于管道頂部09:00～00:30時(shí)鐘方向（圖 2）。在依據實(shí)際管道檢測數據分析盜油孔時(shí)，需要重點(diǎn)對8:00~4:00（順時(shí)針）即管道頂部的疑似小開(kāi)孔信號進(jìn)行篩查，能最大限度排查管道盜油孔。

圖 2 工業(yè)現場(chǎng)管道盜油孔周向分布圖

2.3  盜油孔IDOD通道信號研究

根據對漏磁檢測牽拉試驗中小開(kāi)孔和工業(yè)現場(chǎng)漏磁檢測盜油孔的IDOD通道信號的研究，小開(kāi)孔的IDOD 通道信號清晰明顯。在排查相關(guān)疑似信號時(shí)，應重點(diǎn)分析IDOD通道信號表現明顯的疑似信號。某管道盜油孔漏磁檢測信號（圖 3）的IDOD通道信號清晰，形態(tài)明顯。

圖 3 某管道盜油孔漏磁檢測信號

2.4  盜油孔判識方法

考慮到工業(yè)現場(chǎng)可能存在的各種盜油孔情況，通過(guò)人工預制的各種口徑、各種類(lèi)型小開(kāi)孔及補丁牽拉試驗，以及實(shí)際管道檢測項目中盜油孔漏磁檢測信號特征的分析及對信號特征的進(jìn)一步細化，提高數據分析人員信號特征辨識能力，縮小了疑似盜油孔的篩查范圍，使盜油孔的判識準確度和吻合度大大提升，使數據分析人員在僅有漏磁檢測數據的情況下準確識別盜油孔。疑似盜油孔判識方法如下。

（1）確定初步小開(kāi)孔排查數據列表。分析篩選管道上存在的小開(kāi)孔、貼近管壁的金屬、較深金屬損失、補焊點(diǎn)、未知物等信號。

（2）依據初步小開(kāi)孔排查數據列表，將管道上的常規小開(kāi)孔和疑似小開(kāi)孔進(jìn)行分類(lèi)。常規小開(kāi)孔，均位于收發(fā)球站及中間閥室，或位于管道業(yè)主已知的維修改造位置，周向位置明確，判識準確性高；除常規小開(kāi)孔外，均分類(lèi)為疑似小開(kāi)孔。

（3）對疑似小開(kāi)孔信號進(jìn)行分級。依據主通道信號是否具有“W”型且IDOD信號波峰波谷是否明顯作為分級依據。

（4）確定盜油孔重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)。將已分級的疑似小開(kāi)孔進(jìn)行信號長(cháng)寬尺寸相等及周向位置判定，排除尺寸參數及周向位置不符合的信號，最終確定出盜油孔的重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)。

（5）依據現場(chǎng)檢測踏勘信息，結合地理信息，對盜油孔進(jìn)行開(kāi)挖優(yōu)先級排序。將盜油孔列表提交管道業(yè)主進(jìn)行現場(chǎng)開(kāi)挖驗證。

3  應用實(shí)例

中油管道檢測技術(shù)有限責任公司執行巴基斯坦某管道公司智能內檢測項目時(shí)，依據管道漏磁檢測數據發(fā)現管道腐蝕嚴重，且存在大量維修補丁、貼近管壁的金屬和疑似小開(kāi)孔等信號。數據分析人員采用盜油孔判識方法，在3段管道上共發(fā)現8處疑似盜油孔和15處維修補丁，經(jīng)提交管道業(yè)主現場(chǎng)開(kāi)挖驗證確認：8處疑似盜油孔中有7處為盜油孔，其中4處為在用盜油孔，1處為廢棄盜油孔和2處打孔未遂盜油孔；另外1處為內部非規則金屬損失，盜油孔的判識可信度達到87.5%。15處維修補丁全部為維修補丁，可信度達到100%。

4  結語(yǔ)

基于管道漏磁檢測數據的盜油孔判識方法，實(shí)現了數據分析人員在僅有漏磁檢測數據情況下判識盜油孔和維修補丁的目的，其可信度和準確性較高。在實(shí)際工程應用中，還需要結合不同國家或地區的盜油孔形式和特點(diǎn)進(jìn)行判識。對于兩輪或多次智能檢測數據，應通過(guò)數據對比分析，將具有小開(kāi)孔信號特征的新增小開(kāi)孔在第一時(shí)間報告給管道運營(yíng)公司排查。 

作者簡(jiǎn)介：賈會(huì )英，1974年生，高級工程師，畢業(yè)于中國農業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，現主要從事管道智能檢測數據分析技術(shù)研究及工程應用工作。聯(lián)系方式:13831689896，jia_ huiying@cnpc.com.cn。