摘要：海底管道作为连接海上石油平台之间和石油平台与陆地储油厂或者炼油厂之间的海上石油运输通道，对海洋资源的勘测利用有着重要作用。本文简介了海底管道的内检测技术（包括清管技术及智能内检测技术）和外检测技术的运用，并展望了其未来发展，希望为相关工作者提供理论参考。
关键词：海底管道；检测技术；发展方向
引言
随着海洋油气资源开发的不断深入，海底管道的铺设规模越来越大，但是异常复杂环境容易造成海底油气管道的损伤与失效，进而产生恶劣后果。如何进行在役管道的检测已成为各国的研究热点。当管道悬空跨度超过其所能承受的极限值时，易引发管道的断裂，造成巨大的经济损失和生态环境破坏。
1海底管道的内检测技术
海底管道的内检测技术包括两部分：清管和智能内检测。其检测仪器由各种功能的清管器以及智能内检测器组成。
1.1清管技术
在利用清管技术进行清管时，通常利用不同类型的清管器（其外形如图1所示）按照一定的先后顺序进行管道内壁的清理。一般管道的清理顺序为：首先清理泡沫清管球，其次清理带刷子清管球，最后清理带刷子的刚质清管球和测量清管球等。在检测前进行清管时，可以清扫干净附着在管内壁上的蜡状沉积物、污垢以及水合物等，使得检测传感器的探头与管壁紧密相贴，获得更加真实的数据。
1.2智能内检测技术
通常所用的内检测技术是通过智能内检测器来测量管道的厚度，但是其检测费用相对较高。我国的内检测技术还未成熟到一定程度，目前市场上的智能内检测技术大部分由美国和德国公司提供，在一定程度上形成了垄断。一般常用智能内检测器包括三种：几何变形检测器和超声波检测器以及漏磁波检测器等（其外形如图2所示）。几何变形检测器的主要功能是检测管道的几何变形、屈曲和褶皱变形以及断面变形等；超声波检测器的主要功能是利用超声波从管道的内、外表面之间测量的超声波反射时间差来确定管壁的厚度和腐蚀度，但是其使用受到一定的限制，因为其检测条件是需要液体环境；漏磁检测器的主要功能是利用磁铁将磁通引入管道壁或者焊缝之中，将传感器装在两磁极之间，从而探测因管道壁腐蚀或者减薄等情况而引起的各种漏磁现象。
1.3内检测技术的技术难点
海底管道的内检测与陆地的长输管道内检测相比，其技术要求更高，难度更大，主要体现在以下五方面：
第一，其通过性要求高并且检测风险大。与陆地油气管道相比，海底油气管道转弯半径小，只有1.5D（D为管道直径），近乎于直角，再加上可能遇到的渔船抛锚刮伤、海冰撞击及海流冲淘，这些极易造成海底油气管道的变形和损伤。如果检测器通过能力不强，卡在管道内，那么修复工程的代价几乎与重新铺设新管道一样高。
第二，其检测难度增大。海底管道壁厚大、口径小，管壁饱和磁化困难，而通过能力又要求永磁体的体积更小，这使海底管道检测的难度大很多。而且海底管道输送油气一般为高温高压，或者油、气、水混输，流量小，流速不稳，增加了检测难度。
第三，对检测的速度控制较为困难。速度控制难。由于海底管道内检测器一般需要穿越垂直立管和水平管，对检测器速度控制要求比陆地长输管道检测器要求高。
第四，其定位难度增大。海底环境复杂，由于厚壁管或双层管的高屏蔽效应，以及水下定位系统与水上GPS定位系统数据协调融合，使得内检测器在水下管道内的定位难度很大。
第五，其操作难度增大。海底管道检测装置的发射和回收装置可能在生产平台的狭小空间，深水管道可能位于水下，海底管道检测操作难度大。
1.4内检测技术的新进展
世界的海底管道先进内检测技术分别为三轴漏磁、电磁超声、超声以及远场涡流等。其实现了金属的裂纹、损失、涂层以及防护层剥离等故障的智能检测和自动识别。一些先进设备甚至已经实现了单台检测器可同时识别多种故障的功能。目前最先进的海底管道内检测技术主要由德国ＲOSEN、美国GEPII和加拿大ＲUSSEL等公司引领。知名的内检测设备主要有GEPII的三轴漏磁检测“MagneScanTriax”、圆周漏磁检测器“TranScan”、超声检测器“UltraScanWM”（可检测金属损失）等。
2海底管道外检测
2.1外检测方式
外检测有2类方式：一类是工程物探方式，使用浅剖面仪、多波束水深测量系统、侧扫声呐系统及磁力探测等设备和方法进行常规海底管道外部检测；另一类是潜水检测方式，由潜水员或ROV进行水下检测作业，主要方法包括水下目视检测、水下磁粉探伤、水下常规超声纵波探伤、常规超声横波探伤、涡流探伤、超声衍射时差法、漏磁探伤、水下交流场检测和水下射线探伤等。
2.2海底管道外检测新技术进展
对于不能进行内检测的海底管道而言，更先进、更新型和自动化程度更高的外检测技术依然是海底管道检测行业的研究重点。2015年5月的美国国际海洋技术大会评选出的15项“2015年度聚焦新技术奖”中，有两项是关于底管道检测方面的新技术：Oceaneering公司的Magna水下检测装置和Tracerco公司的Discovery海底管道检测装置。这两项技术代表了海底管道外检测技术的最高水平。
3海底管道检测技术发展方向
第一，海底管道快速外检测技术。基于ＲOV的海底管道精细化高分辨率外检测技术已成为海底管道外检测技术的发展趋势，但目前受到ROV操作成本及检测速度的影响，检测费用高、操作效率低，主要适合于高风险管段的检测。在保证高分辨率的前提下提高海底管道检测速度，实现快速检测，是未来海底管道外检测技术的发展方向和需要攻关的难点。
第二，海底管道内检测多类型缺陷智能识别与高精度量化分析技术。针对内检测获取的海量的海底管道状态数据，如何智能识别和高精度量化分析轴向金属损失、轴向金属损伤、裂纹、涂层损伤和防护层剥离等多种类型缺陷，是海底管道内检测技术未来发展的重点与难点。
4结束语
在时代和经济发展的不断推动下，大力发展海底管道检测技术，不断对其新技术与设备进行更新，是保证海底管道安全运行的重要任务。海底管道的运营在不断加深，各相关科研机构应加强检测工具的材质选择，提高其设备的分辨率及检测速度，使其抗海洋环境和复杂管道介质的相关能力不断提升，并使检测设备向智能化、自动化和集成化方向不断发展。
参考文献：
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论文作者:曹欣欣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/12
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