专利名称：双层输液海底管道管体状态射线检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管道检测方法及装置，更具体地说，涉及一种双层输液海底管道管体状态射线检测方法及其装置。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展，市场对石油的需求越来越大。海上石油开采及输出也在我国的石油供给中占据重要的地位。海上油井一般采用海底管道进行石油的输送，海底管道一般是双层输液海底管道，它包括外管及套设在外管内的内管，内管用于输送石油。根据国家安全生产监督局的要求，企业必须对所管辖的海管安全运营承担责任。要保证海管的安全运营，就必须通过相关的技术手段监测海管本体状况。但是双层输液海底管道所处的海域的水深一般都大于100米，检测双层输液海底管道管体状态的难度非常大。现有的 检测双层输液海底管道管体状态包括潜水员下水作业和管道内检测，但潜水员下水作业的作业难度大、安全风险大、且费用高，管道内检测的技术难度大、内检测器易造成管内的卡堵、从而造成全油田的停产。因此，现有技术存在以下技术问题检测的技术难度大、安全风险大、费用闻。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述检测的技术难度大、安全风险大、费用高的缺陷，提供一种双层输液海底管道管体状态射线检测方法。本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的上述检测的技术难度大、安全风险大、费用高的缺陷，提供一种双层输液海底管道管体状态射线检测装置。本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是构造一种双层输液海底管道管体状态射线检测方法，用于对输送目标液体的双层输液海底管道的管体状态进行检测，检测双层输液海底管道的管环内是否浸入有水或者目标液体，包括以下步骤SI :模拟测试模拟双层输液海底管道在水下的管体状态，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得射线穿透双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征；管体状态包括管环与内管均全空的空管状态、管环为空且内管内充满目标液体的正常状态、管环内充有水或者目标液体且内管内充满目标液体的浸入状态，相应地，测得的信号特征包括空管状态接收到的射线的强度范围M、正常状态接收到的射线的强度范围N、浸入状态接收到的射线的强度范围Q ；S2 :管道检测用步骤SI中的射线测试的方法检测海底的双层输液海底管道，测得射线穿透该双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征H ;H在M的范围内，则该双层输液海底管道为空管状态出在N的范围内，则该双层输液海底管道为正常状态；H在Q的范围内，则该双层输液海底管道为浸入状态。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法中，所述步骤SI中，所述步骤SI中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ；所述步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，向内管内充满目标液体，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得N ；所述步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，向管环内充入水或者目标液体，并密封管环的端口，再向内管内充满目标液体，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得Q。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法中，所述步骤SI中， 所述步骤SI中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ；所述步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，内管进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Yl即为N，Yl介于
I.I I. 4 ；所述步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，将双层输液海底管道放入水池中，管环和内管均进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Y2即为Q，Y2介于I. Γ1. 4。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法中，所述步骤SI中，模拟的浸入状态包括管环内充满水或者目标液体的浸入状态、或者管环内部分充入水或者目标液体的浸入状态。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法中，所述步骤I和步骤2中的双层输液海底管道为相同的双层输液海底管道。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法中，所述步骤S2中，下沉水下机器人至海底的双层输液海底管道，轭型结构卡住双层输液海底管道，轭型结构上固接的射线发射装置向双层输液海底管道发射射线，轭型结构上固接的射线接收装置接收穿透双层输液海底管道的射线，接收到的射线的强度通过位于海面之上的显示屏进行显
/Jn ο本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是构造一种双层输液海底管道管体状态射线检测装置，包括水下机器人、射线发射装置、射线接收装置和显示装置；所述水下机器人包括轭型结构，所述轭型结构包括第一卡手和第二卡手，用于卡住所述双层输液海底管道；所述射线发射装置固接于所述第一卡手上，用于向所述双层输液海底管道发射射线；所述射线接收装置固接在所述第二卡手上，用于接收穿透所述双层输液海底管道的射线；所述显示装置与所述射线接收装置连接，用于显示接收到的射线的强度。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置中，所述水下机器人还包括机械臂，所述轭型结构与所述机械臂连接。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置中，所述双层输液海底管道包括外管及套设在所述外管内的内管，所述外管与内管之间形成有管环；所述水下机器人上还设置有直径探测装置及管道长度计数装置，所述直径探测装置用于探测所述外管的外径，所述管道长度计数装置用于对所述双层输液海底管道进行长度计数；所述直径探测装置和管道长度计数装置分别与所述显示装置连接，以通过所述显示装置进行外径数据显示和长度数据显示。在本发明所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置中，所述显示装置上还设置有控制键，用于控制所述水下机器人、射线发射装置和射线接收装置。实施本发明的双层输液海底管道管体状态射线检测方法及其装置，具有以下有益效果采用水下机器人进行检测，减小了人员小水作业的风险，也降低了费用；采用管外检测的方法，不影响双层输液海底管道的正常运行，也避免了管道内检测易造成管内 的卡堵的现象；能对双层输液海底管道的整体运行状态进行检测，判断其内漏或者外露的现象；通过对双层输液海底管道的检测，能够判断管环是否处于正常工作状态，做到提前预警，避免出现海管凝管的现象；相比管道内检测的方法，本发明安全快捷，作业方便，检测费用较低；首次使用放射性活度小于I毫居里的射线源，在3米的范围内即可实现对于公众
2.5μ Sv/h的射线吸收剂量防护要求，对于支持该技术实施的作业船来讲，海上作业安全更可控。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是本发明双层输液海底管道管体状态射线检测方法的实施例的程序流程图；图2是本发明双层输液海底管道管体状态射线检测装置的实施例的结构示意图；图3是本发明双层输液海底管道的实施例的结构示意图；图4是本发明双层输液海底管道管体状态射线检测方法的实施例的正常状态、全浸入状态、半浸入状态、正常状态下射线接收装置接收到的射线强度图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图3所示，图3是本发明双层输液海底管道的实施例的结构示意图。双层输液海底管道5包括外管51及套设在外管51内的内管52,外管51与内管52之间形成有管环53,内管52中输送目标液体。如图I所示，本实施例的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，用于对输送目标液体的双层输液海底管道的管体状态进行检测，检测双层输液海底管道的管环53内是否浸入有水或者目标液体。本实施例中的目标液体是指石油，当然，目标液体也可以是其它液体例如淡水等。本实施例的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，包括以下步骤SI :模拟测试模拟双层输液海底管道在水下的管体状态，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得射线穿透双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征；管体状态包括管环与内管均全空的空管状态、管环为空且内管内充满目标液体的正常状态、管环内充有水或者目标液体且内管内充满目标液体的浸入状态，相应地，测得的信号特征包括空管状态接收到的射线的强度范围M、正常状态接收到的射线的强度范围N、浸入状态接收到的射线的强度范围Q。模拟的浸入状态包括管环内充满水或者目标液体的浸入状态、或者管环内部分充入水或者目标液体的浸入状态。S2 :管道检测用步骤SI中的射线测试的方法检测海底的双层输液海底管道，测得射线穿透该双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征H ;H在M的范围内，则该双层输液海底管道为空管状态出在N的范围内，则该双层输液海底管道为正常状态；H在Q的范围内，则该双层输液海底管道为浸入状态。对于步骤S2中，进一步讲是下沉水下机器人至海底的双层输液海底管道，轭型结构卡住双层输液海底管道，轭型结构上固接的射线发射装置向双层输液海底管道发射射线，轭型结构上固接的射线接收装置接收穿透双层输液海底管道的射线，接收到的射线的强度通过位于海面之上的显示屏进行显示。
当然，为了避免管道检测的误差，步骤I和步骤2中的双层输液海底管道为相同的双层输液海底管道。其中，步骤I中的模拟测试有两种方法一是用石油和水进行模拟测试步骤SI中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ；步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，向内管内充满石油，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得N ;步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，向管环内充入水或者石油，并密封管环的端口，再向内管内充满石油，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得Q。二是只用水进行模拟测试步骤SI中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ；步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，内管进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Yl即为N，Yl介于I. Γ1. 4 ；步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，将双层输液海底管道放入水池中，管环和内管均进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Y2即为Q，Y2介于I. Γ1. 4。上述的转换系数是将水的密度换为石油的密度计算得到。进一步讲，本实施例的检测技术是基于伽玛射线传播的原理。对于一种窄波束的放射，穿过的媒介厚度为X，媒介密度为d的透射强度I，是由以下公式所决定的
I=Io exp(-udx)其中，Io是入射放射的强度(计量单位为毫居里，mci)，μ是一个常数，称为质量吸收系数。对于此原理的实际应用是在待检测物件的一边放上射线发射装置，而在另一边放置射线接收装置来探测透射过待测物件的射线强度。下面以只用水进行模拟测试进行说明，表I、表2和表3中模拟测试及管道测试中的数值的单位均为mci 表I :用水进行的模拟测试
权利要求
1.一种双层输液海底管道管体状态射线检测方法，用于对输送目标液体的双层输液海底管道的管体状态进行检测，检测双层输液海底管道的管环内是否浸入有水或者目标液体，其特征在于，包括以下步骤 51:模拟测试模拟双层输液海底管道在水下的管体状态，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得射线穿透双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征；管体状态包括管环与内管均全空的空管状态、管环为空且内管内充满目标液体的正常状态、管环内充有水或者目标液体且内管内充满目标液体的浸入状态，相应地，测得的信号特征包括空管状态接收到的射线的强度范围M、正常状态接收到的射线的强度范围N、浸入状态接收到的射线的强度范围Q ； 52:管道检测用步骤SI中的射线测试的方法检测海底的双层输液海底管道，测得射线穿透该双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征H出在M的范围内，则该双层输液海底管道为空管状态汨在N的范围内，则该双层输液海底管道为正常状态出在0的范围内，则该双层输液海底管道为浸入状态。
2.根据权利要求I所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，其特征在于，所述步骤SI中， 所述步骤SI中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ； 所述步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，向内管内充满目标液体，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得N ; 所述步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，向管环内充入水或者目标液体，并密封管环的端口，再向内管内充满目标液体，并密封内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得Q。
3.根据权利要求I所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，其特征在于，所述步骤SI中， 所述步骤Si中，模拟的空管状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环与内管的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得M ； 所述步骤SI中，模拟的正常状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，密封管环的端口，密封后将双层输液海底管道放入水池中，内管进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Yl即为N，Yl介于I. I 1.4 ; 所述步骤SI中，模拟的浸入状态及对应的射线测试包括取一段双层输液海底管道，将双层输液海底管道放入水池中，管环和内管均进水，用放射性活度小于I毫居里的射线源进行射线测试，测得的射线强度乘以转换系数Y2即为Q，Y2介于I. I I. 4。
4.根据权利要求I至3任一所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，其特征在于，所述步骤SI中，模拟的浸入状态包括管环内充满水或者目标液体的浸入状态、或者管环内部分充入水或者目标液体的浸入状态。
5.根据权利要求4所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，其特征在于，所述步骤I和步骤2中的双层输液海底管道为相同的双层输液海底管道。
6.根据权利要求I所述的双层输液海底管道管体状态射线检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，下沉水下机器人至海底的双层输液海底管道，轭型结构卡住双层输液海底管道，轭型结构上固接的射线发射装置向双层输液海底管道发射射线，轭型结构上固接的射线接收装置接收穿透双层输液海底管道的射线，接收到的射线的强度通过位于海面之上的显示屏进行显示。
7.—种双层输液海底管道管体状态射线检测装置，其特征在于，包括水下机器人、射线发射装置(I)、射线接收装置(2 )和显示装置(3 );所述水下机器人包括轭型结构，所述轭型结构包括第一卡手(41)和第二卡手(42)，用于卡住所述双层输液海底管道(5);所述射线发射装置(I)固接于所述第一卡手(41)上，用于向所述双层输液海底管道(5)发射射线；所述射线接收装置(2)固接在所述第二卡手(42)上，用于接收穿透所述双层输液海底管道(5)的射线；所述显示装置(3)与所述射线接收装置(2)连接，用于显示接收到的射线的强度。
8.根据权利要求7所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置，其特征在于，所述水下机器人还包括机械臂，所述轭型结构与所述机械臂连接。
9.根据权利要求7所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置，其特征在于，所述双层输液海底管道(5)包括外管(51)及套设在所述外管(51)内的内管(52)，所述外管(51)与内管(52)之间形成有管环(53);所述水下机器人上还设置有直径探测装置及管道长度计数装置，所述直径探测装置用于探测所述外管(51)的外径，所述管道长度计数装置用于对所述双层输液海底管道(5)进行长度计数；所述直径探测装置和管道长度计数装置分别与所述显示装置(3)连接，以通过所述显示装置(3)进行外径数据显示和长度数据显示。
10.根据权利要求7所述的双层输液海底管道管体状态射线检测装置，其特征在于，所述显示装置(3)上还设置有控制键(31 )，用于控制所述水下机器人、射线发射装置(I)和射线接收装置(2)。
全文摘要
本发明公开了一种双层输液海底管道管体状态射线检测方法及其装置。其方法包括以下步骤S1模拟测试用放射性活度小于1毫居里的射线源进行射线测试，测得射线穿透双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征，测得的信号特征包括空管状态强度M、正常状态强度N、浸入状态强度Q；S2管道检测测得射线穿透双层输液海底管道后接收到的射线的强度的信号特征H；H在M的范围内，则为空管状态；H在N的范围内，则为正常状态；H在Q的范围内，则为浸入状态。其装置包括水下机器人、射线发射装置(1)、射线接收装置(2)和显示装置(3)；水下机器人包括轭型结构。其有益效果检测快捷、安全、方便。
文档编号G01V5/00GK102879831SQ20121035716
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者吴志伟, 邓晓辉, 许庆华, 陈隆盛, 乐钻, 陈波 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司深圳分公司