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管道局研究河流穿越水下管道埋深非開挖檢測技術(shù)

河流穿越水下管道埋深非開挖檢測技術(shù)能夠在管道非開挖的情況下對河流的大、中型穿越水下管道進(jìn)行定位和埋深檢測，及時發(fā)現(xiàn)管道運行中的安全隱患，為穿越管道安全運行及其管理提供幫助。目前，我國采用的水下管道埋深非開挖檢測技術(shù)有自主水下機(jī)器人檢測技術(shù)、淺地層剖面技術(shù)、多波束測探技術(shù)、工程物探技術(shù)、單波束測探技術(shù)，國外采用的技術(shù)有光纖布拉格光柵傳感器技術(shù)、基于Hough變換的水下管道檢測技術(shù)、連續(xù)監(jiān)測技術(shù)。上述技術(shù)由于受其工作原理的限制，通常只能檢測到管道掩埋狀態(tài)的某一方面特征，如單波束和多波束由于受到水深的限制，無法對掩埋的管道進(jìn)行檢測，且在深水區(qū)對管道的檢測效果變差，此外，上述技術(shù)對采用定向鉆穿越的管道，受其埋設(shè)深度的影響，無法準(zhǔn)確地對管道進(jìn)行定位。

圖9 水下埋深監(jiān)測系統(tǒng)原理圖

針對上述情況，中石油管道局檢測技術(shù)有限公司研發(fā)出一種新型的河流穿越水下管道埋深檢測技術(shù)（該系統(tǒng)的工作原理如圖9所示），該技術(shù)是采用以蓄電池為動力的發(fā)射機(jī)，將直流電轉(zhuǎn)換成交流信號，使用電磁接收機(jī)來讀取從管壁發(fā)出的信號，電磁信號的振幅隨著管道和接收機(jī)之間的距離的增加而減小，給計算管道位置和埋深提供依據(jù)；同時，通過GPS測繪設(shè)備精確記錄管道正上方的GPS坐標(biāo)，利用聲吶系統(tǒng)測量水深，以CAD輔助成圖的形式將測量的管道點呈現(xiàn)在CAD中，最終得到穿越段管道的平面圖和剖面圖。該檢測系統(tǒng)由GPS測繪系統(tǒng)、管道埋深測量定位系統(tǒng)、聲吶水深測量系統(tǒng)和后期數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)四部分組成（如圖10所示）。

圖10 河流穿越水下管道埋深檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

為驗證上述新型檢測系統(tǒng)的適用性，檢測組對某管道企業(yè)所轄的三條平行長江穿越段進(jìn)行檢測，每條檢測段管道分兩次穿越完成，水面部分約長3km，最大水深26m，管道與水面最大距離40m，是目前國內(nèi)最深、最長的江河穿越管道。檢測組通過現(xiàn)場大量的數(shù)據(jù)采集，處理分析并與竣工圖紙數(shù)據(jù)、慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對校驗，準(zhǔn)確得到檢測管道的敷設(shè)狀況、管道埋深、水深等地理信息，突破了水下管道埋深40m的檢測限制，滿足了該管道企業(yè)技術(shù)要求，使工程順利驗收，該監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用驗證了河流穿越水下管道埋深非開挖檢測技術(shù)方案的可靠性。

高山卜 摘編自《石油規(guī)劃設(shè)計》2016年9月

《河流穿越水下管道埋深非開挖檢測技術(shù)及其應(yīng)用》原作者曾輝等