智能清管器在油气储运方面的应用

胡楚迪（中国石油大学（华东），山东 青岛 266580）

清管是油、气运输领域必不可少的一部分，管道清洗技术包括高压水射流清洗技术、超声波清洗技术、干冰清洗技术、激光清洗技术、等离子清洗技术、电解清洗技术等，清管器作为机械清洗管道的设备之一,在油、气管道清管领域应用较普遍。该技术具有节能、操作简便、无环境污染、对管内壁无损伤、可不停产清管、长输管线清扫、介质隔离、原油管线挂蜡、天然气管线干燥置换、可对各种口径管线进行一次性内涂敷等特点，是一种性能良好的清管工具。

1 智能清管器分类及工作原理

1.1 涡流智能清管器

涡流智能清管器利用导体中的涡流效应来对导体材料中的缺陷进行检测。涡流检测器探头内的激励线圈通以特定频率的电流，使管壁内表面因电磁感应而产生涡流，并用安放在激励线圈之间的测量线圈进行检测。若钢管不存在缺陷，测量线圈上不产生电压。若钢管存在缺陷，测量线圈感应到电磁场的变化而产生电压。从而可以判断钢管是否存在缺陷。

涡流智能清管器还是其他管道智能清管器通球的基础，通过对涡流检测的结果的分析，来判断管道是否能够进行其他的管道内检测通球。

1.2 漏磁智能清管器

漏磁检测器能够检测内部和外部的金属损失。其基本工作原理建立在铁磁材料的高磁导率这一特性之上，钢管在检测器自身携带的磁场作用下被磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线均匀分布，当钢管存在缺陷时，磁力线发生变化，并且有一部分磁力线泄露出钢管表面，即产生所谓的漏磁。通过对钢管表面溢出的漏磁进行检测，就可以判断钢管是否存在缺陷。

1.3 超声波智能清管器

超声波发生器沿垂直于管壁的方向发射超声波信号，其中一部分超声波经管道内壁反射，被超声波发生器接收，而剩余的超声波穿过管道内部，经管道外壁的反射，被超声波发生器接收，从而形成了超声波接受时间的差值。由于超声波在管道中的传播速度相同，则时间差值的大小反应了管壁的厚度大小。若钢管不存在缺陷，时间差为已知的定值，若钢管存在缺陷，时间差将减小。通过对时间差的测量，即可检测出钢管是否存在缺陷。

2 应用领域

2.1 用于管道的清洗

管道的清洗在输油、气领域极为重要。管线在投产之前，需要通入清管器将管道建设期间产生的垃圾清除，以便随后油、气的输入。而经过长期运行的输油、气管道，会产生水合物、凝析液等杂质，使管道的摩阻增大，运输费用增加，无法实现管道安全、平稳、经济的最优化运行。同时，清管器的存在也为输送介质的质量提供了可靠的保障。

2.2 用于管道缺陷检测

将涡流效应、电磁效应、超声波等技术应用在普通非智能清管器上，形成所谓的智能清管器，来检测管道是否存在缺陷。

3 发展前景

3.1 清管器在弯头处或前方沉积物聚集过多等情况下会造成卡堵，卡堵现象使得管道流量下降，严重时甚至导致整个管路堵塞，造成危险，应受到重视。因此解决清管器卡堵的问题是一个重要的研究方向。

3.2 清管作业中检测和修复一体化对于管道的安全运行具有重要作用，因此管道检测、修复技术的发展是一个值得研究的方向。

3.3 漏磁式智能清管器缺陷检测技术对金属损失缺陷检测准确度高，但对管道的裂纹缺陷和焊缝缺陷检测的准确度都不高，是有待解决的问题。

3.4 漏磁式智能清管器缺陷检测技术在低压管线（＜2.0MPa）检测精度低，原因是工具在低压天然气管道运行不平稳所造成的数据丢失，因此需要进一步研究开发新技术。

3.5 超声波技术对较浅的凹坑以及较浅的陆架形或阶梯型缺陷检测时常出现误差，应运用新技术进行弥补，提高其检测精度。

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