埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器，包括主傳感器，在主傳感器周身開設(shè)至少兩處槽，在槽內(nèi)安裝垂直三維線圈，形成雙三維正交叉線圈。所述線圈采用直徑為0.1mm的漆包線纏繞，繞線匝數(shù)10000匝，線圈直徑0.02m，線圈面積為3.14×10-4m2，磁芯采用錳-鋅鐵氧體軟磁材料；線圈中增加有磁芯。對(duì)PCM內(nèi)部線圈進(jìn)行改造。將現(xiàn)有傳感器的雙水平線圈改為雙三維正交叉線圈，將各線圈采集數(shù)據(jù)在空間疊加，計(jì)算流經(jīng)管道電流值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道電流的準(zhǔn)確讀數(shù)。即，在管道上方附近，垂直于地面的任意一點(diǎn)，都可以計(jì)算得出實(shí)際的管中電流值，因而可以大幅提高檢測(cè)精度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及管道電流測(cè)繪技術(shù)，尤其涉及一種埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器。
技術(shù)介紹
隨著國(guó)家對(duì)管道安全要求的提高，確保管道長(zhǎng)期、安全運(yùn)行成為油田可持續(xù)綠色發(fā)展的基礎(chǔ)保障。根據(jù)2008-2010年防腐所對(duì)油田埋地管道的檢測(cè)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)，目前管道失效形式主要為外腐蝕，約占82.7%，而埋地管道外防腐層性能直接影響管道的安全服役狀況。美國(guó)NACE統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，管道外防腐層作用占整體保護(hù)效果的98%以上。長(zhǎng)期以來，英國(guó)雷迪PCM管中電流測(cè)繪系統(tǒng)為目前最被認(rèn)可的檢測(cè)技術(shù)，精度達(dá)90%，但對(duì)于油田近2萬公里管道，仍有近2000km存在漏檢誤判。2009年西二路輸油管道泄漏造成上油田千萬元經(jīng)濟(jì)損失，最終泄漏原因?yàn)榉栏瘜悠茡p引起的管道外腐蝕。外防腐層檢測(cè)精度亟待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺陷，消除PCM在水平以及垂直方向上的偏移造成的檢測(cè)誤差，適合各種環(huán)境下的管道外防腐層精確檢測(cè)的埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器。本專利技術(shù)的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：該埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器包括主傳感器，在主傳感器周身開設(shè)至少兩處槽，在槽內(nèi)安裝垂直三維線圈，形成雙三維正交叉線圈。本專利技術(shù)的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：所述主傳感器為縱向的長(zhǎng)方柱型結(jié)構(gòu)，方柱周身所設(shè)置的三維線圈為相互垂直的三維磁棒及纏繞在磁棒上的漆包線構(gòu)成。所述線圈采用直徑為0.1mm的漆包線纏繞，繞線匝數(shù)10000匝，線圈直徑0.02m，線圈面積為3.14×10-4m2，磁芯采用錳-鋅鐵氧體軟磁材料；線圈中增加有磁芯。所述主傳感器坐落在底座上。所述底座為旋轉(zhuǎn)式大圓盤，所述主傳感器通過傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)式大圓盤連接，并且傳動(dòng)軸為非金屬傳動(dòng)軸。本專利技術(shù)對(duì)PCM內(nèi)部線圈進(jìn)行改造，將現(xiàn)有傳感器的雙水平線圈改為雙三維正交叉線圈，將各線圈采集數(shù)據(jù)在空間疊加，計(jì)算流經(jīng)管道電流值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道電流的準(zhǔn)確讀數(shù)。即，在管道上方附近，垂直于地面的任意一點(diǎn)，都可以計(jì)算得出實(shí)際的管中電流值，因而可以大幅提高檢測(cè)精度。1、成功探索管中電流讀取技術(shù)新方法；2、三維傳感器檢測(cè)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差較傳統(tǒng)PCM大幅度降低，穩(wěn)定檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，使得檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，提高投資決策的科學(xué)性，避免盲目投資或遺漏隱患；3、該傳感器設(shè)計(jì)理念新穎，擺脫了傳統(tǒng)傳感器對(duì)檢測(cè)人員操作水平的依賴，具有良好的推廣應(yīng)用前景。附圖說明：圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖3、圖4、圖5分別依次為垂直三維線圈的主視圖、左視圖、俯視圖、立體圖。圖中：1-可旋轉(zhuǎn)大圓盤，2-非金屬傳動(dòng)軸，3,4-垂直三維線圈，5-主傳感器。具體實(shí)施方式：有關(guān)本專利技術(shù)的詳細(xì)說明及
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本專利技術(shù)加以限制。由圖1所示，底座為可旋轉(zhuǎn)大圓盤1，底座上接非金屬傳動(dòng)軸2，且配有角度刻度盤。非金屬傳動(dòng)軸上接主傳感器5，分別在20cm和39.5cm處開槽放入2組垂直三維線圈3、4。圖2、圖3、圖4、圖5所示的三維線圈，為xyz三個(gè)方向上的相互垂直的線圈，形成雙三維正交叉線圈，線圈采用直徑為0.1mm的漆包線纏繞，繞線匝數(shù)10000匝，線圈直徑0.02m，線圈面積為3.14×10-4m2，磁芯采用錳-鋅鐵氧體軟磁材料?。線圈中增加磁芯以增加感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)強(qiáng)度。管道電流測(cè)繪系統(tǒng)分兩部分：超大功率發(fā)射機(jī)向管道供入一個(gè)低頻率電流的電信號(hào)；接收機(jī)沿管道進(jìn)行管道定位、管中電流強(qiáng)度和方向的測(cè)量。當(dāng)信號(hào)電流在埋地導(dǎo)電管道中流動(dòng)，周圍產(chǎn)生相應(yīng)電磁場(chǎng)，它與供入電流的大小成正比，從地表的磁場(chǎng)分量便可準(zhǔn)確測(cè)定管道信號(hào)電流大小。接收機(jī)用于測(cè)定發(fā)射機(jī)供入的電流信號(hào)，當(dāng)此三維傳感器接收機(jī)位于管道上方時(shí)，通過置于接收機(jī)中的垂直三線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的讀數(shù)，可以計(jì)算得出待測(cè)管道中的實(shí)際電流值，從而根據(jù)電流在管道中的衰減程度判別是否存在電流外漏的情況，即防腐層破損點(diǎn)的存在。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器，其特征在于包括主傳感器，在主傳感器周身開設(shè)至少兩處槽，在槽內(nèi)安裝垂直三維線圈，形成雙三維正交叉線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器，其特征在于所述主傳感器為縱向的長(zhǎng)方柱型結(jié)構(gòu)，方柱周身所設(shè)置的三維線圈為相互垂直的三維磁棒及纏繞在磁棒上的漆包線構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋地管道電流測(cè)繪系統(tǒng)三維傳感器，其特征在于所述線圈采用直徑為0.1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王遂平，劉璐，劉晶姝，陳凱，劉瑾，孫振華，楊勇，劉麗，譚曉林，劉超，姬杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：