[发明专利]一种海洋油气柔性软管环空无损检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种海洋油气柔性软管环空无损检测装置及方法，检测装置包括气样收集密封箱、环空压力测试箱、供气装置；气样收集密封箱内有气样收集袋，环空压力测试箱包括真空泵、气液分离器、流量计、压力表、球阀、减压阀和安全阀；供气装置包括氮气瓶，氮气瓶通过环空压力测试箱内的管路与气样收集袋和柔性软管分别连接；真空泵与气样收集袋连接。检测方法包括以下5个项目的测试：柔性软管环空气样收集、柔性软管气体渗透率测试、柔性软管环空体积测算、柔性软管外保护层泄漏检测、柔性软管环空腐蚀防护。可实现检测柔性软管环空真实状况的功能，同时为柔性软管安全运行，提升柔性软管实际使用寿命提供数据支撑和技术指导。

技术领域

本发明涉及一种海洋油气集输柔性软管检测技术，尤其涉及一种海洋油气柔性软管环空无损检测装置及方法。

背景技术

海洋油气柔性软管主要用于海上油气田开发的海洋柔性软管和海底管道，一般由多层高强度的金属层和高阻隔性的聚合物层通过非黏结方式组合而成。管体由内到外主要由骨架层、内压密封层、抗压铠装层、抗拉铠装层和外保护层等组成。骨架层由耐腐蚀的金属材料制成，抗外压起支撑作用。内压密封层和外保护层均为聚合物材料，内压密封层包裹在骨架层上，起到流体屏蔽、保持管孔内压力的作用，外保护层在抗拉铠装层之外，用于保护管体免受海水等外部环境的影响。这两层聚合物材料之间的多层金属结构称为环空，主要由承受内压、径向强度和轴向拉伸载荷的金属增强材料构成，如钢制的线、带、互锁铠甲等。此外，在金属层之间还设置了防磨带，用以避免相互接触金属之间的磨损。根据温度需要，也可在外保护层内侧设置保温层，防磨带和保温层均会对气体渗透起到一定的抑制作用。

由于柔性软管内部聚合物材料自身气体渗透的特性，在油气运输过程中，管孔内的小分子气体组分(CH₄、CO₂、H₂S、气相水等)会不断渗透，通过内压密封层进入环空，对管道造成伤害。如冷凝水在环空形成后不及时排出管外，可能会造成灌水；环空压力达到上限后不能尽快排出，会造成外保护层鼓胀甚至破损；内管泄压与环空压力不匹配时，会导致骨架层压溃；渗透到环空的CO₂、H₂S气体遇到环空中冷凝的水蒸气时会形成腐蚀环境，进而对金属增强材料造成危害，特别是对于动态软管而言，在交变应力和H₂S的共同作用下，会诱发环空金属层的应力腐蚀疲劳，大大降低柔性软管的实际使用寿命。在API SP 17J非黏结柔性软管规格(2014版)标准中，规定了柔性软管应安装监测调控系统，该系统可将管壁环空内气体有计划、周期性地排放出来，并要求设计中必须给出环空金属层允许的腐蚀速率，对于环境的预测必须同时考虑到由于二氧化碳和水的渗透导致环空金属层腐蚀以及消耗。

柔性软管环空状态检测是管道实现完整性管理的重要前提和基础，环空状况是评价柔性软管是否安全可靠、能否达到预期寿命的关键因素之一。因而，提供了一种无损检测柔性软管环空状况的方法和装置，通过定期查看柔性软管环空的状况，并采取一些必要措施来防止或减少因气体渗透给海洋油气柔性软管带来的损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋油气柔性软管环空无损检测装置及方法，用于检测海洋油气柔性软管环空的安全状况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的海洋油气柔性软管环空无损检测装置，包括气样收集密封箱、环空压力测试箱、供气装置；

所述气样收集密封箱内有气样收集袋，用于收集柔性软管环空内的气体；

所述环空压力测试箱包括真空泵、气液分离器、流量计、压力表、球阀、减压阀和安全阀；

所述供气装置包括氮气瓶和球阀；

所述氮气瓶通过所述环空压力测试箱内的管路与所述气样收集袋和柔性软管分别连接；

所述真空泵通过气液分离器与所述气样收集袋连接。