石油工业埋地管道瞬变电磁法研究

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摘要：本文介绍了埋地管道外检测技术在油田油气集输管线检测中的应用情况，并根据检测结果和数据归纳了检测过程中出现的埋地管道存在的主要问题，并对影响埋地管道安全运行的原因进行了总结分析，提出了相应的建议和措施，为指导油田埋地管道的设计、施工、日常生产管理与维护提供技术支持。

关键词：埋地管道；瞬间磁变法；外检测技术；剩余壁厚

随着我国石油工业的不断发展，埋地管道的应用日趋增多。大部分管道地处野外，运行环境复杂，随着服役时间的延长、人为破坏以及管理不当等因素，导致其服役能力逐渐降低，管道事故时有发生。由于管道输送介质的易燃易爆性，一旦发生事故，不仅造成油气资源浪费，还将造成环境污染，甚至威胁到周围人民群众的财产安全。同时由于埋地管道深处地下，受其运行环境、输送介质的限制，绝大多数管道无法进行内部检测，因此，对油田埋地管道进行外部检测对保证埋地管到安全运行十分重要。

1埋地管道主要的缺陷形式

石油工业埋地管道内输送的介质主要包括原油、成品油、天然气和油气混合物等。随着管道运行时间的延长，运行的外部环境、自身的老化、保护措施的失效等原因都将会造成管道损伤甚至失效。管道缺陷除过制造缺陷外，通常有内腐蚀、外腐蚀、外部损伤等[1]。其中管道内腐蚀主要是输送介质、管内积液、污物等因素造成，管道外腐蚀主要是环境因素、阴保失效、外防腐层破损等因素造成，外部损伤可能由于地质灾害、震动和人为破坏等。以上因素都可能导致管道壁厚缺失，造成管道剩余壁厚减小，大面积的壁厚减薄将直接威胁到管道安全运行。

2瞬变电磁检测方法的主要原理

瞬变电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送电磁脉冲，在一次电磁场的激励下，地下导体内部产生感应涡旋电流。在一次脉冲电磁场的间隙期间，涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失，即有一个瞬变过程，利用线圈或接地电极观测二次磁场，研究其与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态[2]。根据不同规格、材质的管道在瞬变衰减特征上的区别来评估管体金属损失的一种检测手段。图1为瞬变电磁检测方法的主要原理示意。

3瞬变电磁检测方法应用实例

以下检测试验使用国产管道腐蚀智能检测仪，采用连续数据采集法进行检测。3.1原油输送管道检测检测中石化西北局某段原油集输管道，管道规格为Φ355×7.0mm，管道埋深1m，输送压力2.5MPa，管道运行年限15年，检测距离约4公里。检测先用管道探测设备确定管道准确走向，然后使用TEM检测设备检测管道壁厚。该管段管壁厚度TEM检测均值为6.28mm，最小值5.50mm，最大值6.99mm；管壁厚度在6.30～6.65mm范围内的测点有41个，占此段测点的42.27%，管壁厚度小于6.30mm的测点有48个，占此段测点的49.48%，管体为重度减薄。经后期五处局部开挖验证，该管段外防腐层基本失效，管道外腐蚀严重，剩余壁厚最大6.90，最小5.23，TEM检测结果基本准确。3.2排污管线检测检测塔里木油田天然气处理厂某排污管线管道，管道规格为为Φ119×7.2mm，管道埋深0.5m，管道运行年限4年，检测距离约1.2公里。后期对检测结果突变处（检测点号7200处）进行开挖验证，发现该处为管道弯头，因冲刷腐蚀已造成污水泄露，TEM检测结果基本准确。3.3应力集中检测检测华北油田某天然气输送管道，管道规格为Φ89×6.3mm，管道埋深0.8m，TEM应力集中检测发现一处电压幅值突变，经开挖验证，该处为一盗油卡子，TEM检测结果基本准确。

4应用效果分析

使用瞬变电磁法探测埋地管道的优点在于：（1）管道内检测受很多条件限制，而瞬变电磁法检测不受管径大小、管道结构、传输介质的影响，能够检测埋地管线、地面管线、架空管线等。（2）瞬变电磁法可以在不开挖、不影响管道输送工作的情况下对管道进行全面细致的检测，大大的提高了检测效率并降低了检测成本。（3）通过瞬变电磁法初步检测管道的剩余壁厚，为制定进一步检测方案和管道维护提供依据。（4）因为管道的导电率和导磁率的变化，利用瞬变电磁法能够检测到管道应力集中的部位，对管道某些缺陷可以做到观测和预防[3]。瞬变电磁法检测目前还存在着很多缺点：（1）目前检测得到的结果仅是管道的平均剩余壁厚，腐蚀发生在内壁还是外壁无法区分，对于管道小的点蚀也无法检出；（2）因高压线、电机设备等其它磁场的影响，容易检测到虚假信号，同时检测结果可能受到管材和管内介质的影响；（3）对于并行的管道，管道剩余壁厚检测尚不准确，也不能区分腐蚀具体是其中的哪一根管道，只能确定发生腐蚀的地段。

5结束语

管道TEM检测方法是一项很有前景的检测新技术，非常适用于管道的大面积普查，能够实现对埋地管道的不开挖检测，能够实现对架空管道及工艺管道隔热保温层不剥离检测，是管道内检测技术的有效补充。同时该检测方法不够成熟，检测仍有很多局限性，有待于进一步试验研究。

参考文献

[1]龙媛媛，石仁委，柳言国，等.原油长输管道非开挖外检测技术与应用[J].石油工程建设，2007，6：1001-2206.

[2]陈载林，黄临平，陈玉梁.我国瞬变电磁法应用综述[J].铀矿地质，2010，26：100-658.

[3]郝延松.埋地管道腐蚀瞬变电磁法检测试验方法及数据处理研究[D].南昌：南昌航空大学，2013.

作者：姚欢 刘琰 冯挺 单位：中国石油集团公司石油管工程技术研究院