【技术实现步骤摘要】
本申请涉及管道寿命预测领域，尤其涉及一种海底油气管道的寿命预测及运维方法及设备。
技术介绍
1、随着海洋油气工业的蓬勃发展，油气资源勘探逐渐由陆地转向海洋，海底油气管道总长度也愈发增加，其中，大约有90% 以上的海底管道从投产以来未进行基本维护活动。海洋油气装备是我国海洋油气开发的重要支撑，海底油气管道作为海洋油气生产系统的“生命线”，如果不能及时采取维护策略，一旦发生海底油气管道泄漏事故，不仅会引发水下溢油，造成水质污染，影响近岸地区的捕鱼业，而且由于石油油气自身具有易燃易爆、有毒等性质，泄漏事故极易演化为火灾、爆炸等重大事故，造成人员伤亡和经济损失。目前缺乏一套完整的能够准确、高效的寿命预测及运维方法，能够预知管道失效时间或剩余使用寿命，及时采取相应措施预防因失效而引发的泄漏事故及经济损失。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种海底油气管道的寿命预测及运维方法及设备，用于解决如下技术问题：现有海底油气管道的寿命预测方法不够准确，难以对油气管道的损伤情况进行精准判断，不利于对管道剩余使用寿命的预测。
2、本申请实施例采用下述技术方案：
3、一方面，本申请实施例提供了一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，包括：通过水下探伤机器人，对海底油气管道的关键部位进行损伤探测，得到损伤信息；对所述损伤信息进行有关损伤程度的级别判断，确定出所述海底油气管道的损伤识别信息；根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型；通
4、本申请实施例通过水下探伤机器人及水下作业机器人对海底油气管道进行探伤处理以及运维修复，能够根据所识别的不同损伤识别信息来准确筛选出最适合的寿命预测模型，并基于不同的损伤阶段，能够精准计算出每个阶段所对应的剩余寿命信息，帮助查询出最佳匹配的海底油气管道的运维策略。不仅节约人力成本，而且精准、高效的完成油气管道运维。还能够实现一体化、自动化的探伤及运维，防止油气管道泄漏失效，降低经济损失的风险。
5、在一种可行的实施方式中，通过水下探伤机器人，对海底油气管道的关键部位进行损伤探测，得到损伤信息，具体包括：通过所述水下探伤机器人的交流电场探测技术，对所述海底油气管道的关键部位进行定位识别，确定出关键部位位置信息；其中，所述关键部位为所述海底油气管道易发生结构老化、腐蚀以及涡激疲劳的管道部位；根据所述关键部位位置信息，对所述海底油气管道进行有关损伤深度与损伤位置的结构探测，得到所述损伤信息；其中，所述损伤信息包括：蚀坑信息以及裂纹信息。
6、在一种可行的实施方式中，对所述损伤信息进行有关损伤程度的级别判断，确定出所述海底油气管道的损伤识别信息，具体包括：提取所述损伤识别信息中的损伤尺寸；若所述损伤尺寸小于或者等于第一预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为蚀坑萌生级别损伤信息；若所述损伤尺寸大于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为蚀坑生长级别损伤信息；若所述损伤尺寸等于所述第二预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为蚀坑向裂纹转变级别损伤信息；若所述损伤尺寸大于所述第二预设阈值且小于第三预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为小裂纹扩展级别损伤信息；若所述损伤尺寸等于所述第三预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为小裂纹向长裂纹转变别损伤信息；若所述损伤尺寸大于所述第三预设阈值且小于第四预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为长裂纹扩展别损伤信息；若所述损伤尺寸大于或者等于所述第四预设阈值，则将所述损伤识别信息确定为断裂失效别损伤信息。
7、在一种可行的实施方式中，在根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型之前，所述方法还包括：根据，得到蚀坑萌生寿命预测模型；其中，k为与环境相关的常数；为与损伤相关的常数；根据，得到蚀坑生长寿命预测模型；其中，f为法拉第常数；为材料密度；n为金属化合价；m为相对原子质量；ip0为点蚀电流系数；为点蚀向裂纹转变的临界值；为初始蚀坑半径；为数学符号；为活化能；r为通用气体常数；t0为绝对温度；根据，得到小裂纹扩展寿命预测模型；其中，msc为第一增长指数试验常数；csc为第一材料常数；为加载频率；kt为应力集中系数；为应力幅值；为均值为1mm 的随机变量；根据，得到长裂纹扩展寿命预测模型；其中， mlc为第二增长指数试验常数；clc为材料试验常数；为指定的腐蚀疲劳临界值；其中，所述寿命预测模型包括：所述蚀坑萌生寿命预测模型、所述蚀坑生长寿命预测模型、所述小裂纹扩展寿命预测模型以及所述长裂纹扩展寿命预测模型。
8、在一种可行的实施方式中，根据，得到所述初始蚀坑半径；其中，为应力强度因子阈值；kt为应力集中系数；为应力幅值；根据，得到所述点蚀向裂纹转变的临界值；其中，cp为蚀坑体积增长率；csc为第一材料常数；为加载频率；msc为第一增长指数试验常数；为数学符号；根据，得到小裂纹到长裂纹过度临界值；根据，得到所述腐蚀疲劳临界值；其中，为形状参数；为断裂韧性强度因子；为数学符号；根据，得到所述蚀坑体积增长率cp；其中，m为相对原子质量；ip0为点蚀电流系数；f为法拉第常数；为材料密度；n为金属化合价；为活化能；r为通用气体常数；t0 为绝对温度。
9、在一种可行的实施方式中，根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型，具体包括：若所述损伤识别信息为蚀坑萌生级别损伤信息，则根据，得到第一剩余寿命预测模型；其中，为蚀坑萌生寿命预测模型；为蚀坑生长寿命预测模型；为小裂纹扩展寿命预测模型；为长裂纹扩展寿命预测模型；若所述损伤识别信息为蚀坑生长级别损伤信息或者蚀坑向裂纹转变级别损伤信息，则根据，得到第二剩余寿命预测模型；若所述损伤识别信息为小裂纹扩展级别损伤信息或者小裂纹向长裂纹转变别损伤信息，则根据，得到第三剩余寿命预测模型；若所述损伤识别信息为长裂纹扩展别损伤信息或者断裂失效别损伤信息，则根据，得到第四剩余寿命预测模型；其中，所述剩余寿命预测模型包括：所述第一剩余寿命预测模型、所述第二剩余寿命预测模型、所述第三剩余寿命预测模型以及所述第四剩余寿命预测模型。
10、在一种可行的实施方式中，通过所述剩余寿命预测模型，对所述海底油气管道的使用寿命进行寿命预测，得到剩余寿命信息，具体包括：基于预设的目标函数，对所述剩余寿命预测模型进行有关应力幅值的目标函数转化计算，得到转化结果数据；通过智能算法，对所述转化结果数据进行剩余寿命预测处理，得到所述剩余寿命信息；其中，所述智能算法至少包括：粒子群算法、遗传算法、烟花算法以及缎蓝园丁鸟算法。
11、在一种可行的实施方式中，基于所述剩余寿命信息，确定出所述海底油气管道的运维策略，具体包括：根据所述剩余寿命信息，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，通过水下探伤机器人，对海底油气管道的关键部位进行损伤探测，得到损伤信息，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，对所述损伤信息进行有关损伤程度的级别判断，确定出所述海底油气管道的损伤识别信息，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，在根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型之前，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型，具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，通过所
8.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，基于所述剩余寿命信息，确定出所述海底油气管道的运维策略，具体包括：
9.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，所述水下探伤机器人以及所述水下作业机器人均与后端计算机为通信连接；
10.一种海底油气管道的寿命预测及运维设备，其特征在于，所述设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，通过水下探伤机器人，对海底油气管道的关键部位进行损伤探测，得到损伤信息，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，对所述损伤信息进行有关损伤程度的级别判断，确定出所述海底油气管道的损伤识别信息，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，在根据所述损伤识别信息，将预设的寿命预测模型进行筛选处理，得到每个损伤级别下的剩余寿命预测模型之前，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的一种海底油气管道的寿命预测及运维方法，其特征在于，
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆良，刘文婷，万丽荣，崔书孝，逯振国，刘国梁，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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