[发明专利]一种钢制管道分布式磁异常检测与识别方法

说明书

本发明公开了一种钢制管道分布式磁异常检测与识别方法，采用以下步骤：步骤1：利用磁力计测量沿管道方向磁场强度，得到分布式磁三分量变化曲线，磁力计设有至少三个沿横向阵列的三分量磁力探头；步骤2：对任意两个三分量磁力探头测得的磁三分量数据进行组合相减，得到分布式磁场三分量水平梯度曲线；步骤3：对磁场三分量水平梯度曲线，进行校正和去噪处理，获得有效数据；步骤4：计算组合磁异常量；步骤5：确定异常位置；步骤6：确定非应力异常位置；步骤7：获取应力异常位置，结合组合磁异常量的异常特征值给出危险等级评价。本发明可在复杂环境下快速判定管道力磁异常位置，力磁异常检出率高于90％。

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，特别是一种钢制管道分布式磁异常检测与识别方法。

背景技术

长距离管道运输具有一次性投资少、封闭性好、节约成本、自动化程度较高等特点，适合用来运输易燃易爆的石油、天然气等。我国海底管道的铺设运营已经有三十多年了，随着海管服役年限的增加，部分海管已经进入后期事故多发阶段，海管主要失效原因为：内外腐蚀和第三方破坏。近几年来随着海管内检测技术的应用，因内外腐蚀造成海管事故频发的势头已得到有效的控制。但第三方破坏的发现，仍没有一个有效的检测手段。

以漏磁、超声、涡流等为代表的管道内检测技术，在管道内外腐蚀、裂纹检测方面提供了有效的解决方案，也是目前获得管道完整性数据最好的手段之一。但由于内部工况、结构特征、历史设计等因素，有些海底管道不适于进行内检测，需要一种不通球的外检测技术进行有益补充。并且海管内腐蚀直接评价和内检测后的现场验证，目前依然缺乏一种经济有效的技术验证手段，迫切需要相应的外检测技术进行后期风险隐患点检查与危险等级评估。

目前国际上成熟的、能够在非开挖条件下对管道进行外部检测的技术比较少，其典型代表为俄罗斯动力诊断公司开发的金属磁记忆外检测技术，该技术是基于磁机械效应对埋地管道进行磁异常数据采集，通过采集到的磁异常数据特征推断管体金属内部的应力集中状态，能够在非开挖状态下对钢制管道进行在役检测，相对于传统外检测技术具有操作简单、实时高效的优势，能够极大地缩减人力成本和时间成本，该技术在陆地场景中得到广泛应用。当前在应用上述检测技术时，通常根据磁场法向分量沿管道走向方向上的变化或者磁场模量值进行管道磁异常判定，该方法在实际应用过程中效果较差，漏检、错检问题突出。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种钢制管道分布式磁异常检测与识别方法，采用该方法可在复杂环境下快速判定管道力磁异常位置，力磁异常检出率高于90％。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种钢制管道分布式磁异常检测与识别方法，采用以下步骤：

步骤1：利用磁力计测量沿管道方向磁场强度，得到分布式磁三分量变化曲线，所述磁力计设有至少三个沿管道横向阵列的三分量磁力探头；

步骤2：对任意两个三分量磁力探头测得的磁三分量数据进行组合相减，得到分布式磁场三分量水平梯度曲线；

步骤3：对步骤2得到的磁场三分量水平梯度曲线，进行校正和去噪处理，获得有效数据；

步骤4：采用步骤3获得的有效数据计算组合磁异常量：

其中，T为磁异常模量，Q为模量回归扰动，P为磁异常定位量，T、Q极大值用于判定应力异常危险等级，P极大值用于判定应力异常位置，n为测量点数，H_yx为磁场强度分量H_y在管道横向上的水平梯度，H_zx为磁场强度分量H_z在管道横向上的水平梯度，H_yx和H_zx可由相应的磁感应强度分量在管道横向上的水平梯度B_yx和B_zx替换；