天然气海洋管道腐蚀在线检测方法及剩余寿命预测方法技术

本申请提供了天然气海洋管道腐蚀在线检测方法及剩余寿命预测方法，涉及油气开采设备监测的技术领域，该预测方法包括：获取模拟样品段的模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线；将模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线分别分为稳定段、均匀腐蚀段和加速腐蚀段；在单位时间内获取至少三组监测段的监测数据，获取修正参数k，并修正模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线，得到监测段的实际腐蚀曲线和实际有效壁厚变化曲线，并获得监测段的剩余寿命。本申请提供的天然气海洋管道腐蚀在线检测方法及剩余寿命预测方法，改善了现有技术中海洋管道剩余寿命模拟预测误差大的技术问题。拟预测误差大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
天然气海洋管道腐蚀在线检测方法及剩余寿命预测方法


[0001]本申请涉及油气开发设备监测的
，尤其是涉及天然气海洋管道腐蚀在线检测方法及剩余寿命预测方法。

技术介绍

[0002]在海洋油气开采系统中，油气输送管道等水下结构在海洋油气总投资中占有相当大的比例，是海洋油气开发过程中关键构件。但由于海洋环境恶劣、服役时间长、管道敷设难度大等问题，海洋油气管道的使用寿命成为确保油气管道安全平稳运行的重中之重。在海洋油气管道失效的多种缺陷中，腐蚀是海洋油气管道失效的主要诱因，新的管线的设计和已经服役多年的管道的校核都需要对其腐蚀情况进行充分的评估和预测。为了准确预测海洋管道的腐蚀情况和使用寿命，现有技术中常采用服役前实验预测和服役过程中停产取下监测的两种方式进行评估预测。其中，服役前实验预测，其预测条件通常为实验室条件，预测结果与实际数据误差较大，实用性不强；服役中停产监测这一预测方法，虽然可以更好的排除环境因素，但是其需要停产取下检测，不利于油气运输的持续性进行；而且对于深埋在地下的海底管道，其安拆难度大，成本高，对海底管道的密封性、强度均有影响，不利于海底管道的持续服役。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，改善现有技术中海洋管道剩余寿命模拟预测误差大的技术问题。
[0004]本申请的另一目的在于提供一种然气海洋管道腐蚀的在线监测方法。
[0005]为了上述目的，本申请提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，包括：
[0007]选取至少一段海洋管道作为模拟样品段，获取所述模拟样品段的模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线；并根据曲线变化特征，将所述模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线分别分为稳定段、均匀腐蚀段和加速腐蚀段；
[0008]任一选取至少一段正在服役的海洋管道作为监测段，在单位时间内获取至少三组所述监测段的监测数据，每一组所述监测数据包括一腐蚀数据和一有效壁厚数据；
[0009]利用至少三组所述监测数据和所述模拟腐蚀曲线、有效壁厚变化曲线获取修正参数k；
[0010]利用修正参数k修正所述模拟腐蚀曲线和所述有效壁厚变化曲线，得到所述监测段的实际腐蚀曲线和实际有效壁厚变化曲线；
[0011]利用所述实际腐蚀曲线和实际有效壁厚变化曲线获得所述监测段的剩余寿命。
[0012]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述有效壁厚数据H通过下式计算得到：
[0013]H＝D
‑
d0/k
t
‑
(d0‑
d)*(1
‑
k
t
)
[0014]其中，D为所述监测段的监测得到的实时外径；所述d0为所述监测段在服役之前的内径；d为所述监测段在监测时得到的实时内径；所述k
t
为壁厚时间系数；所述k
t
＝0.997
(t/180)
；其中t＞180d；当t小于180d时，所述k
t
＝1。
[0015]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述模拟腐蚀曲线为模拟腐蚀数据与时间的变化曲线，所述有效壁厚变化曲线为模拟有效壁厚数据与时间的变化曲线；
[0016]所述稳定段中，所述有效壁厚曲线中的模拟有效壁厚数据的变化不大于0.01％；
[0017]所述均匀腐蚀段中，所述模拟腐蚀曲线中的模拟腐蚀数据与时间呈一次函数变化；
[0018]所述加速腐蚀段中，所述模拟腐蚀曲线中的模拟腐蚀数据与时间呈多次函数变化或者指数函数变化。
[0019]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述模拟样品段的长度不低于1m，且不高于100m；
[0020]所述监测段的长度不低于1m，且不高于100m；
[0021]所述单位时间不低于60d，且不高于180d；
[0022]相邻的两组所述监测数据的获取时间间隔不低于30d。
[0023]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述利用至少三组所述监测数据和所述模拟腐蚀曲线、有效壁厚变化曲线获取修正参数k，包括：
[0024]利用至少三组所述监测数据中的有效壁厚数据变化趋势或腐蚀数据变化趋势确定所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段；并获取所述腐蚀阶段对应的模拟腐蚀曲线段；
[0025]利用所述模拟腐蚀曲线段和所述监测数据中的腐蚀数据，获取修正参数k。
[0026]进一步地，在本申请的一些实施例中，当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为稳定段时，所述修正参数k的计算式为：
[0027]k1＝h
平
/H
平
；
[0028]其中，k1为稳定段的修正参数，h
平
为模拟有效壁厚曲线中与多组监测数据对应的时间区间的模拟有效壁厚数据的平均值；H
平
为多组所述监测数据中的有效壁厚数据的平均值；
[0029]当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为均匀腐蚀段时，所述修正参数k的计算式为：
[0030]k2＝f1/F1；
[0031]其中，k2为的均匀腐蚀段的修正参数，h1为模拟腐蚀曲线中与多组监测数据对应的时间区间的模拟腐蚀的平均值；H1为多组所述监测数据中的腐蚀数据的平均值；
[0032]当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为加速腐蚀段时，所述修正参数k的计算式为：
[0033]k3＝f2/F2；
[0034]其中，k3为的均匀腐蚀段的修正参数，h2为模拟腐蚀曲线中与多组监测数据对应的时间区间的模拟腐蚀的平均值；H2为多组所述监测数据中的腐蚀数据的平均值。
[0035]进一步地，在本申请的一些实施例中，当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为均匀腐蚀段时，所述模拟腐蚀曲线的拟合曲线为：
[0036]f1(t)＝b1；
[0037]经k1修正的所述实际腐蚀曲线为：
[0038]F1(t)＝(1
‑
k1)+b1[0039]所述模拟有效壁厚曲线的拟合曲线为：
[0040]f2(t)＝c1[0041]经k1修正的所述实际有效壁厚曲线为：
[0042]F2(t)＝(1
‑
k1)+c1[0043]当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为均匀腐蚀段时，所述模拟腐蚀曲线的拟合曲线为：
[0044]f3(t)＝a1t+b2；
[0045]经k1修正的所述实际腐蚀曲线为：
[0046]F3(t)＝a1t+(1
‑
k2)*t+b2[0047]所述模拟有效壁厚曲线的拟合曲线为：
[0048]f4(t)＝a2t+c2[0049]经k2修正的所述有效壁厚曲线为：
[0050]F4(t)＝a2t+(1
‑
k2)*t+c2[0051]当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为加速腐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，包括：选取至少一段海洋管道作为模拟样品段，获取所述模拟样品段的模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线；并根据曲线变化特征，将所述模拟腐蚀曲线和有效壁厚变化曲线分别分为稳定段、均匀腐蚀段和加速腐蚀段；任一选取至少一段正在服役的海洋管道作为监测段，在单位时间内获取至少三组所述监测段的监测数据，每一组所述监测数据包括一腐蚀数据和一有效壁厚数据；利用至少三组所述监测数据和所述模拟腐蚀曲线、有效壁厚变化曲线获取修正参数k；利用修正参数k修正所述模拟腐蚀曲线和所述有效壁厚变化曲线，得到所述监测段的实际腐蚀曲线和实际有效壁厚变化曲线；利用所述实际腐蚀曲线和实际有效壁厚变化曲线获得所述监测段的剩余寿命。2.根据权利要求1所述的天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，所述有效壁厚数据H通过下式计算得到：H＝D
‑
d0/k
t
‑
(d0‑
d)*(1
‑
k
t
)其中，D为所述监测段的监测得到的实时外径；所述d0为所述监测段在服役之前的内径；d为所述监测段在监测时得到的实时内径；所述k
t
为壁厚时间系数；所述k
t
＝0.997
(t/180)
；其中t＞180d；当t小于180d时，所述k
t
＝1。3.根据权利要求1所述的天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，所述模拟腐蚀曲线为模拟腐蚀数据与时间的变化曲线，所述有效壁厚变化曲线为模拟有效壁厚数据与时间的变化曲线；所述稳定段中，所述有效壁厚曲线中的模拟有效壁厚数据的变化不大于0.01％；所述均匀腐蚀段中，所述模拟腐蚀曲线中的模拟腐蚀数据与时间呈一次函数变化；所述加速腐蚀段中，所述模拟腐蚀曲线中的模拟腐蚀数据与时间呈多次函数变化或者指数函数变化。4.根据权利要求1所述的天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，所述模拟样品段的长度不低于1m，且不高于100m；所述监测段的长度不低于1m，且不高于100m；所述单位时间不低于60d，且不高于180d；相邻的两组所述监测数据的获取时间间隔不低于30d。5.根据权利要求1所述的天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，所述利用至少三组所述监测数据和所述模拟腐蚀曲线、有效壁厚变化曲线获取修正参数k，包括：利用至少三组所述监测数据中的有效壁厚数据变化趋势或腐蚀数据变化趋势确定所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段；并获取所述腐蚀阶段对应的模拟腐蚀曲线段；利用所述模拟腐蚀曲线段和所述监测数据中的腐蚀数据，获取修正参数k。6.根据权利要求5所述的天然气海洋管道腐蚀剩余寿命预测方法，其特征在于，当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为稳定段时，所述修正参数k的计算式为：k1＝h
平
/H
平
；其中，k1为稳定段的修正参数，h
平
为模拟有效壁厚曲线中与多组监测数据对应的时间区间的模拟有效壁厚数据的平均值；H
平
为多组所述监测数据中的有效壁厚数据的平均值；当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为均匀腐蚀段时，所述修正参数k的计算
式为：k2＝f1/F1；其中，k2为的均匀腐蚀段的修正参数，h1为模拟腐蚀曲线中与多组监测数据对应的时间区间的模拟腐蚀的平均值；H1为多组所述监测数据中的腐蚀数据的平均值；当所述正在服役的海洋管道所在的腐蚀阶段为加速腐蚀段时，所述修正参数k的计算式为：k3＝f2/F2；其中，k3为的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义，朱红钧，李全华，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：