科技成果——长输油气管道内检测系统
天然气长输管线无人机智慧巡检应用
天然气长输管线无人机智慧巡检应用摘要：在石油化工和天然气的发展中，油气管道起到了运输和保存介质的作用，随着科学技术的快速发展和能源消费的不断增长，油气管道的应用和研发得到了广泛的提高。
但随着油气管道使用寿命的延长，容易出现污染、腐蚀、堵塞等问题，且管道大多深埋地下、铺设在海底、悬浮在空中、穿梭于建筑物中，对检测和维护的要求更高，一旦隐患未被发现，就会造成经济损失、人员伤亡甚至导致整个系统的崩溃。
目前最常见的是人工检测管道，需要携带大量的设备，配备大量的人员，而且效率不高，检测的结果和准确性得不到保证，而且存在危害检测人员安全的危险。
随着无人机科技的迅速发展以及对油气管道安全问题的特别重视，衍生了以油气管道检测的无人机代替人力进行全面检测油气管道。
关键词：天然气；长输管线；无人机智慧巡检；应用引言天然气长输管道承担着油气资源长距离输送的重要任务，其检测质量将直接影响油气资源的输送效率和管道运行的安全可靠性。
近年来，中国天然气管道总里程呈现出持续增长的趋势，对社会经济的可持续发展起到了显著的促进作用。
但是，由于在天然气长输管道的检查中影响因素很多，一些操作人员不能掌握技术要点，从而产生各种各样的问题。
针对这种情况，有必要结合长输管道工程的检测目标，选择科学先进的检测技术，提高天然气长输管道的输送质量。
接下来文章将对机器人在天然气长输管道巡检方面的总体方案设计和无人机长输燃气管道巡检系统的应用作对比，凸显无人机的使用优势。
1.无人机技术的应用特点无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机控制系统操作的无人驾驶飞行器，具有以下特点。
(1)灵活、小型无人机体积小、重量轻，可以在不需要使用其他工具的前提下进行携带，此外该无人机对起飞地形没有严格要求，起飞条件简单。
(2)视野全面，无人机可以利用无线技术实现超视距控制，根据场景需要，从不同角度、不同距离在不同光照条件下完成操作，既可以完成高空目标的全局射击，也可以根据需要完成关键细节的射击。
长输天然气管道智能监测预警系统设计与应用
文章编号：2095-6835（2023）22-0165-04长输天然气管道智能监测预警系统设计与应用延旭博（河北省天然气有限责任公司，河北石家庄050000）摘要：管道线路安全是长输天然气管网运行管理的难点，其安全防控技术和体系仍处于起步阶段。
除加强传统的巡护、检测工作外，还需要积极引进新的监控技术手段提前进行预防，依托快速发展的4G/5G、人工智能、智能视频监控、光纤预警等多种手段实时监测，对第三方破坏和违法占压行为提前预警，从而降低管网系统的安全风险。
关键词：长输管道；智能监测预警；视频监控；预警系统中图分类号：TP29文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.22.047长输天然气管网是连接上游油气管网和下游天然气用户的纽带和中间环节，其安全运行对能源保障和民生都有重要意义。
随着经济发展，城乡建设加快，长输天然气管网周边高后果区明显增多，一旦发生破坏事故，将会严重影响周边安全和下游用户的能源供给。
为弥补传统人工巡检空窗期长、时效性差的不足，在管道沿线加装智能视频监控、光纤预警设备及环境参数采集等设备，并结合大数据、人工智能分析等手段，开发长输管道智能监测预警系统[1]，全时全天候监控第三方在管线周边实施灵活机动的机械挖掘、地勘钻探和定向穿越等影响管道安全的高危作业，可在管道遭遇实质性破坏之前给出报警信息，为管道安全巡护提供指导。
1智能监测预警系统设计思路1.1长输管道的安全风险长输天然气管道管理的主要依据和规范有《石油天然气管道保护法》《油气输送管道完整性管理规范》《关于加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》《压力管道定期检验规则—长输管道》等。
上述法律、规范对于管道的线路安全，特别是对高后果区段管道提出了明确要求：要采取有效的措施，降低高后果区的风险，严格控制高后果区增加，同时提升风险处置能力。
管道面临的主要风险有以下3个方面：①第三方施工破坏。
浅析长输管道清管及内检测
浅析长输管道清管及内检测长输管道清管及内检测是管道运营和维护中非常重要的环节。
长输管道作为能源运输的重要通道，其安全运行直接关系到能源供应的稳定和国家经济发展的持续。
对长输管道的清管和内检测工作必须高度重视，做到及时、全面、准确，确保长输管道的安全运行。
一、清管工作长输管道的清管工作一般包括机械清管、水力清管和化学清管三种方式，清管工作的目的是清除管道内部沉积物和杂物，消除管道内的腐蚀和结垢，保证管道的畅通和安全运行。
1. 机械清管机械清管是通过机械设备清除管道内的杂物和沉积物，常见的设备有管线清洗车、管道除垢机等。
机械清管可以快速、彻底地清除管道内的污物，恢复管道的流通状态，是清管工作中常用的一种方式。
2. 水力清管水力清管是通过高压水流冲击管道内的污物和沉积物，将其冲刷出管道，常见的设备有高压水射流清洗车。
水力清管具有操作简单、清洁彻底等优点，而且不会损坏管道内壁，因此在清管作业中也有着广泛的应用。
3. 化学清管化学清管是通过投放特定的化学清洗剂，溶解管道内的结垢和污物，达到清洁管道的目的，常见的清洗剂有碱性清洗剂、酸性清洗剂等。
化学清管通常需要严格控制清洗剂的投放浓度和清洗时间，以免对管道材质造成腐蚀，因此在清管作业中需要严格按照操作规程进行。
二、内检测工作长输管道的内检测工作是通过将检测设备送入管道内部，对管道的内部情况进行检测和评估，发现管道内部存在的问题和隐患，进行及时修复和处理，确保管道的安全运行。
1. 内壁测厚内壁测厚是通过超声波或磁粉探伤等方式对管道内壁厚度进行检测，发现管道内壁腐蚀、磨损和损伤等情况，评估管道的使用寿命和安全状况。
内壁测厚是长输管道内检测工作中的一项重要内容，可以及时发现管道内壁的问题，为管道的维护和修复提供准确的数据支持。
2. 内部泄漏检测内部泄漏检测是通过检测设备对管道内部进行检测，发现泄漏和渗漏等问题。
常见的内部泄漏检测设备有内部泄漏探测器、气体检测仪等，可以对管道内部的泄漏情况进行实时监测和检测，保障管道的安全运行。
长输油气管道漏磁内检测技术
着眼于管道内检测技术侧重介绍基于漏磁的管道内检测技术对油气管道漏磁内检测器基本结构检测原理和影响因素进行归纳总结阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的研究现状对工程化应用的国内外漏磁内检测器检测能力进行对比介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术提出了管道漏磁内检测行业的未来展望
１ ９ ２ ０ ］ 对漏磁场进行了准确的建模， 仿真分析； 黄作英等人 ［
质， 可用于石油、 天然气管道检测， 但其换能效率低、 受噪 声干扰严重
［ ３ ］
。漏磁检测技术可检测出油气管道金属损
通过测量漏磁信号离散傅里叶变换后的系数， 实现对管 ｕ ｓ ａ ｎＮ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ 的Ｈ ｕ ｉ Ｍ． 道裂纹的检测； 韩国 Ｐ
７ ］ Ｋ ． 等人 ［ 利用三维有限元法对轴向定向裂纹的检测进 ８ ］ 行了研究； 印度的 Ｄ ａ ｎ ｉ ｅ ｌ Ｊ 等人 ［ 利用神经网络和小波
长输油气管道漏磁内检测技术 李娟
长输油气管道漏磁内检测技术李娟摘要：管道运输的优点是输送量大、运费低、耗能少，一般可深埋于地下，安全可靠，对环境污染小，占地面积少。
随着油气管道服役时间的增长，这一运输方式的缺点也开始逐渐的显现。
管体腐蚀穿孔造成输送油气的泄漏是长输管道存在的一个非常严重的问题，所以为了掌握管体状况，保证管道安全平稳运行，必须定期对管道进行检测。
基于此，本文主要对长输油气管道漏磁内检测技术进行分析探讨。
关键词：长输油气管道；漏磁内检测；技术分析1、前言长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用，被称为“能源血脉”。
为保证管道的安全有效运行，应定期对管道进行检测。
管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术，该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的，可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。
２、管道漏磁内检测技术2.1管道漏磁内检测系统基本结构管道漏磁内检测系统应用漏磁检测原理，以管内所输送介质为动力，完成对管道的无损检测评价。
管道漏磁内检测系统主要包括管道漏磁内检测装置、里程标定装置和数据分析处理系统3部分。
管道漏磁内检测装置主要实现对管道上缺陷的检测及保证检测器的平稳运行，主要包括驱动单元、测量单元、计算机单元和供电单元4部分。
里程标定装置实现对管道上腐蚀缺陷及管道特殊部件等的精确定位，主要由管道外标记标定、管道内外时间同步标定和里程轮记录3部分组成，三者共同工作，可对行进里程等信息进行记录。
数据分析处理系统完成对磁传感器检测得到的漏磁数据进行可视化处理，生成最终的管道缺陷检测结果，主要由数据格式处理软件、初步分析软件、人工判读软件、数据管理软件等部分组成。
将磁传感器检测得到的数据经一系列处理之后绘成彩色线图并在计算机上显示，数据判读人员可以直观地从彩色图上观察出缺陷的有无及腐蚀程度，同时界面会进行里程信息显示，可通过里程信息判定缺陷所在位置并进行标记，为检测或评估管道寿命提供依据。
长输油气管道漏磁内检测技术
长输油气管道漏磁内检测技术摘要：近年来，长输油气管道漏磁内检测问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了管道检测技术的分类以及管道焊缝的识别，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就长输油气管道漏磁内检测技术应用问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：长输油气管道；漏磁；内检测；技术1前言作为一项实际要求较高的实践性工作，长输油气管道漏磁内检测的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对长输油气管道漏磁内检测技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2管道检测技术的分类管道外检测技术是对管道进行挖坑检测，其目的是检测管体的腐蚀缺陷。
常用的外管道检测技术有标准管/地电位检测、密间距电位检测以及直流电位梯度检测等。
管道内检测技术主要用于管道内部的腐蚀检测和焊缝裂纹检测等。
目前内检测技术有很多，其中包括漏磁检测、超声波检测、射线检测、涡流检测和红外热成像检测等技术。
每种检测方法在内检测上都有自身的优点与不足，其中漏磁检测对检测的环境要求不高，是一种在线检测能力强并且自动化水平高的检测方法，同时也应用最广的一种磁粉检测方法，但是在检测的过程中必须要求管壁的磁性饱和，同时还要受到管壁厚度的影响。
超声波检测对象也极其广泛，但是需要连续的耦合剂，主要应用在液体管道检测上，在燃气管道的检测上还有一定的难度。
红外线热呈现检测虽然能够进行非接触的在线检测，但是环境温度、通风因素都能影响到图像的准确性，因此不适用于检测腐蚀的发展速度。
基于漏磁检测技术的燃气管道检测系统具有高准确性和高可靠性的特点，随着电子信息技术的发展与完善、检测器探头的小型化、处理器采样的高速化以及储存器容量的扩大化的应用，漏磁检测技术与GIS、GPS技术相互结合，实现了管道可视化、完整性管理等技术含量高的技术在内检测领域中的广泛应用，这些技术的应用，大幅度提高了漏磁检测器的分辨率和定位精度。
油气长输管道SCADA完整系统
11 油气长输管道SCADA系统迄今为止，管道运输在世界上已有130多年的历史。
我国虽然是世界上最早利用管道运输的国家之一，但其发展却比较缓慢。
1949年以前，我国的管道运输几乎是空白。
经过几十年的发展，初步形成了东北、华北、华东输油管网及西南输气管网、西北一带油气管网已初具规模。
全国石油、天然气产量的90%通过长输管道源源不断地输向炼油厂、化工厂及海运码头。
作为油气长输管道自动化系统同样经历了循序渐进的发展过程。
早期主要采用就地通用指示仪表为主，主要设备的控制(如阀门的开、关；输油泵的启、停等)均由手动控制，输油工人通过巡视记录主要参数(如温度、压力、流量等)。
70年代末，由于当时国内的自动化控制设备与国外相比处于严重落后的地步，国内企业纷纷通过技术转让、合资合作、集团经营等形式改善设备。
如在长输管道上广泛应用1151、2088等压力变送器、瑞士SAAB雷达液位计等，流量计量方法已由原始的计量仪表检测、手工计算产生报告发展成为由流量计产生信号远传至流量计算机或RTU、DCS、PLC等站级控制系统进行流量累计计算并自动生成相应报告。
80年代末，计算机硬件、软件、特别是网络、通信的发展，管道运输行业均配置了先进的SCADA系统，如“东营-黄岛输油管道”是我国第一条实现全线自动化技术的输油管道，该管道是与加拿大努法公司联合设计的，代表了当时世界先进水平。
此后，进入90年代后，通过对世界先进技术的消化和吸收，运用国内自己的技术力量先后设计和编制了以站控为主的花土沟-格尔木输油管道；轮南-库尔勒输油管道；鄯善-乌鲁木齐输气管道；陕甘宁气田-西安输气管道；陕甘宁气田-北京输气管道；陕甘宁气田-银川输气管道等。
11.1 油气长输管道SCADA系统概述11.1.1 SCADA系统概述近20年来，随着4C(Computer, Control, Communication,CRT)技术的发展，先进的监控和数据采集系统（SupervisoryControl and Data Acquisition），简称SCADA系统，广泛用于电网、水网、输油气管网、智能建筑等领域，通过主机和以微处理器为基础的远程终端装置RTU、PLC(或其它输入/输出设备的通信收集数据，实现整个工业网络的监控，从而保证系统的安全运作及优化控制。
分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究
分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究1. 引言1.1 研究背景近年来，随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，油气长输管道的建设和运营显得越发重要。
由于长输管道的跨越地域广阔、运行环境复杂，管道泄漏成为了一个不可忽视的问题。
传统的泄漏检测技术存在着检测精度不高、反应时间慢、覆盖范围有限等缺点，不能满足实际需求。
随着科技的不断发展，分布式光纤传感技术的应用在油气长输管道泄漏检测中逐渐受到关注。
分布式光纤传感技术利用光纤传感器在管道内部布设，通过监测光信号在光纤中传输过程中的变化来实现泄漏的检测。
该技术具有泄漏位置精确、反应时间快、覆盖范围广等优点，能够提高泄漏检测的准确性和效率。
鉴于上述背景，本文旨在研究分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术，探讨其在油气长输管道安全管理中的应用前景，为提高管道运行安全性和减少泄漏事故的发生提供技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了提高光纤油气长输管道泄漏检测的准确性和效率，保障油气管道运行安全和稳定。
通过对分布式光纤传感技术原理的探讨和应用，旨在研究泄漏检测技术的先进性和可靠性，为油气长输管道的监测和维护提供科学依据和技术支持。
本研究旨在解决传统油气管道泄漏检测方法存在的局限性和不足，尝试探索新的泄漏预警技术和算法，提高油气管道泄漏的预警能力和敏感性。
通过对泄漏预警技术的探讨和研究，希望能够实现对油气管道泄漏事件的及时发现和快速响应，最大程度地减少事故损失，保护环境和人民的生命财产安全。
1.3 研究意义分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术的研究意义在于弥补传统油气管道泄漏检测技术在准确性和实时性方面的不足，提高油气管道的安全性和可靠性。
由于油气长输管道覆盖范围广泛、管道长度长、管道走向复杂，一旦发生泄漏事故，往往会造成严重的环境污染和经济损失。
研究分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术，对于及时发现管道泄漏点、准确判断泄漏位置、预警可能的事故风险，具有重要的实用价值和社会意义。
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科技成果——长输油气管道内检测系统
所属领域油气储运
成果简介
近20年来，管线工业得到迅速发展，长输管道运行安全性成了一个关系到国计民生的重大问题。
管道内检测系统由管道漏磁内检测系统（俗称智能PIG）和管道变径内检测系统组成，管道漏磁内检测系统应用漏磁检测原理对输送管道进行在线无损检测，为管道运行、维护及安全评价提供科学依据。
管道漏磁内检测系统以管道输送介质为行进动力，在管道中行走，对管道进行在线直接无损检测是当前国内外公认的主要的管道检测手段。
该系统完成长输油/气管道缺陷检测，完成管道缺陷、管壁变化、管壁材质变化、缺陷内外分辨、管道特征（管箍、补疤、弯头、焊缝和三通等）识别检测，可提供缺陷面积、程度、方位和位置等全面信息。
管道变径内检测系统完成管道机械变形的检测功能，变径管道检测器在管道中由输送介质推动，在管道内运行，完成管道机械变形检测，变径管道检测器由机械变形传感器、计算机数据处理系统和定位系统组成。
应用范围φ159-φ1400各规格钢质长输油/气管
技术特点管道漏磁内检测系统性能指标
获奖情况
2001年11月通过了国家自然科学基金委员会组织的鉴定，认为在主要指标上达到国际先进水平。
该项目2004年获国家科技进步二
等奖，2003年获辽宁省科技进步一等奖。
该项目取得了一系列漏磁管道探伤理论成果，添补国内空白，打破国际垄断，同时为项目应用企业取得了巨大的经济效益和社会效益。
专利情况授权发明专利1项，申请发明专利9项。
技术水平国际先进
生产使用条件适用于国内外已使用的钢质长输油气管道。
市场前景
目前我国在役长距离油/气输送管道总长约3万公里，在建和拟建的西部十余条管线长达近万公里。
近年来，国内管道故障时常发生，一般事故将造成上百万乃至几百万的经济损失，且造成环境污染，所以管道运行检测在国内已引起高度关注。
管道内检测是管道检测的直接有效手段，在国际上属于垄断技术，每套设备标价几百万至几千万美元，且不易购买。
国外公司在我国进行管道检测的服务费用亦十分昂贵，每公里检测费用达上万美元。
该管道内检测系统的研制成功，填补了国内空白，使我国具有了独立知识产权的智能PIG。
成为国际上进行智能PIG研究、制造、服务的少数国家之一。
设备费用和检测费用均为美元价格等同的人民币价格，国内将具有上亿元的市场容量。
合作方式技术服务
典型案例已应用于中石化、中石油新疆油田和大庆油田等。