PCM 在油田站场埋地管道定位中的应用

李楠 王茜

1大庆市第一采油厂工艺研究所

2大庆市第二采油厂南二一联合站

油田站内管道呈现网状密集埋地敷设状态，部分站内埋地管道由于运行时间长，已腐蚀老化，若发生泄漏，生产维修时准确判定漏点位置十分困难。由于管道埋地敷设属于隐蔽工程，管道路由主要依靠施工图纸判断，沿着敷设路径现场开挖，才能准确判定漏点位置，但存在三方面困难：一是站内管道往往并不完全按照图纸施工，参看施工图纸追踪管道路由会产生偏差；二是现场开挖工程量大，抢修进度慢，并且现场破坏大，后续恢复工作量大；三是由于站内管网密集敷设，并且还有埋地电缆及其他设备设施，大面积开挖容易造成其他非目标管道、电缆、设施的损坏[1]。

PCM 设备较多应用于站外埋地钢质管道外防腐层绝缘性能检测及管道埋深探测[2]，也用于站内埋地钢制管道敷设路径查找及漏点的准确定位。该设备能够精确定位管道漏点位置，不仅能够加快抢修进度，而且能够避免造成其他破坏，减少恢复工程量。

1 检测原理

PCM 设备由发射机、手提式接收机组成（图1）。

图1 PCM 设备Fig.1 PCM equipment

该设备具有管道追踪、测深、电流测量功能，可以对任意长度管道防腐层状况进行评估，并在不开挖管道的前提下，在地面上追踪管道路由、探测埋深、判定破损位置等[3]。其基本原理如图2 所示：发射机对埋地管道加载一定强度电流信号，电流沿管道流动并随距离的增加而呈指数均匀衰减，根据电磁感应原理，管道周围空间将形成沿管道为中心圆形磁场；地面上的接收机内线圈会产生感应电流，对该电流信号进行追踪及相应计算，可得出管道敷设路径和埋深[4]；当管道破损泄漏时，部分电流流入大地，由于电阻较小，电流强度出现陡降[5]。

图2 管道泄漏定位原理Fig.2 Principle of pipeline leakage location

2 PCM 具体操作方法

大庆油田南某联合站1964 年投产运行，站内部分管道已运行50 余年，陆续出现腐蚀穿孔情况。一次污水泵至污水池管道穿孔泄漏，寻找漏点抢修时采用大规模开挖方式，由于开挖面积大，误将储罐液位信号传输电缆挖断，导致PLC 输入信号故障，不能及时掌握罐液位高度，存在生产事故隐患。

某次采暖缓冲罐液位突然下降，迅速巡检采暖系统地面工艺管道和设备，未发现渗漏，判断为埋地采暖管道出现泄漏，此次采用PCM 装置查找泄漏点。

2.1 准备工作

在开始测量前，尽量多了解目标管道信息，以及邻近区域内的其他管道、阀门等信息。若有绝缘法兰，将导线连接在法兰前端[6]。如果目标管道有多个地面连接点可供选择，选择管道分布稀疏的位置作为导线连接点。清除目标管道导线连接处防腐层，将信号夹钳固定。

2.2 回路接线法

站内管道分布密集复杂，且有埋地电缆、用电设备的电信号干扰。为消除干扰电信号，用导线将PCM 发射机与目标管道两端连接，形成“PCM 发射机-连接导线-目标管道-连接导线-PCM 发射机”的完整回路[7]（图3），电流信号只在目标管道上流动，并且电阻小，信号强，不发生衰减。用PCM 接收机在地面追踪最强反馈信号，可完成管道走向和埋深的测绘[8]。

图3 PCM 回路接线法示意Fig.3 PCM loop wiring diagram

2.3 常规接线法

将PCM 回路接线法中远端导线断开连接，只保留近端导线与目标管道连接，即为PCM 常规接线法，形成“PCM 发射机-连接导线-目标管道-大地-PCM 发射机”的完整回路[9]，如图4 所示。由于其他杂散电流影响，电流信号较凌乱，但可沿着PCM 回路接线法中确定的目标管道敷设路径追踪测量电流信号。此电流信号较PCM 回路接线法电流信号弱，且成衰减趋势，但可进行加密测量，电流会从破损的管道部位流向大地，造成局部电流值过大。PCM 接收机测量到电流信号变大时，可在附近反复测量，定位电流信号最大值，即为管道破损位置，在此位置开挖管道，可准确找到管道泄漏点[10]。

图4 PCM 常规接线法示意Fig.4 PCM conventional wiring diagram

3 结论

（1）老区联合站建站时间久，管道运行时间长，存在腐蚀老化穿孔情况，生产维修时如不能准确找到泄漏位置，采用大开挖方式，不但抢修进度慢，而且开挖工程量大，破坏面积大，后续恢复工程量大，还存在误伤周边非目标管道及其他生产设施的可能。

（2）采用PCM 回路接线法可追踪目标管道敷设路径，测量目标管道埋深。

（3）采用PCM 常规接线法可准确定位目标管道泄漏点，减少开挖工程量，加快生产抢修速度。