维护管道的方法技术

本发明专利技术提供了一种维护管道的方法，包括估算管道段的腐蚀速率。该方法包括：分析在第一时间通过检查该管道段而获取的第一数据集和在第一时间之后的第二时间通过检查该管道段而获取的第二数据集。识别包括第一数据集中的一特征部和第二数据集中的一特征部的多个匹配特征部。计算针对每个匹配特征部的置信度度量。基于该置信度度量、匹配特征部的尺寸、和/或匹配特征部的子集的希望尺寸来选择该子集。基于匹配特征部的该子集内的特征部的几何特征在该第一时间与该第二时间之间的变化，来计算该管道段的腐蚀速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
用于传输流体的管道经受不同模式的故障(如泄露或炸裂)。管道故障可以在以管道壁中的腐蚀或其它缺陷为特征的位置处开始。如果该腐蚀或其它缺陷已知，则可以预防性地维护该管道。例如，可以修补、更换、或以其它方式保养该管道，或者可以调节管道的运转状态，以反映管道中的变化。在某些情况下，管道的预防性维护可以防止或缩减故障的可能性，延长管道的使用寿命，并缩减与修补和停机时间相关联的成本。由此，有关管道状态的评估对于确定是否确保维护、应当执行什么类型的维护，以及维护的定时来说可以是重要的。为了评估因泄露或炸裂而造成管道故障的风险，通常根据检查来推断管道的当前状态。周期性检查的结果还可以被用于估算管道状态的劣化速率，如管壁的腐蚀速率，并且可以根据这些结果来执行管道维护。已经开发出几种方法来测量管道的腐蚀速率。 在线检查(ILI)方法使用移动通过管道的仪器，并且记录诸如焊缝、阳极、法兰、以及接头(tie-ins)的设施(installations)的位置,和诸如凹痕、擦伤、材料缺陷以及壁损失的特征部(feature)。ILI仪器还提供有关该特征部是出现在管壁内侧还是外侧的信息。例如，ILI方法沿每个特征部的长度、宽度以及深度来测量每一个特征部在管中的位置，并且指示被测量的特征部的类型。例如，ILI方法可以随该仪器行进通过管道而进行磁通泄露(MFL)测量或超声(UT)测量。为了监测管道完整性和估算管道的腐蚀速率，ILI测量在随后的时间重复，并且在第一次ILI运行与第二次ILI运行之间匹配所测量的特征部。通过计算匹配的特征部的几何特征的变化来估算时间平均腐蚀速率。例如，连续ILI运行之间的特征部的深度变化可以指示管道泄露的可能性。类似的是，连续ILI运行之间的特征部的深度变化和宽度或长度变化可以指示管道炸裂的可能性。如果泄露或炸裂的可能性被确定成大于阈值，则可以进一步监测该管道和/或可以执行维护以预防故障。可能的维护操作可以包括更换全部或部分管道，向管道外侧应用套管或补片状层，其它方式有修补管道以校正缺陷，调节管道的运转状态等。
技术实现思路
如上所述，MFL或UT测量提供有关ILI运行中每个测量的特征部的信息，包括特征部的记录距离(log-distance)、钟表式取向(clock orientation)、长度、宽度、深度以及类型。然而，ILI测量的准确度仅在统计学方面已知，其影响连续运行中特征部的比较和腐蚀速率的确定两者。在测量和特征部匹配处理中存在可以导致腐蚀速率的不准确估算的许多不确定性。所测量的特征部尺寸的准确度受总体偏差、每特征部偏差，以及随机尺寸估计(sizing)误差影响。总体偏差主要因测量工具的校准而引起。每特征部偏差主要因有关特征部的纵横比和形状的假定(其被用于基于特征部的类型来确定该特征部的深度)而引起。因为不同的特征部可以导致相同的MFL信号标记图(signature)，所以可能不能基于信号标记图来确定性地确定一特定特征部的尺寸和形状。例如，与其它类型的特征部相比，针对某些类型的特征部的深度趋于更准确。一些类型的特征部的深度趋于被过高地估计，而其它类型的特征部的深度趋于被过低估计。随机尺寸估计误差尤其是因信号和工具速度波动、相邻特征部之间的相互作用、以及人解释错误而引起的。尺寸估计准确度还取决于特征部类型。例如，与深坑(pit)或沟槽相比，一般腐蚀被更准确地进行尺寸估计。同样，特征部的位置影响尺寸估计准确度。所测量的特征部尺寸的准确度对于管的主体中的特征部来说最高，而在环周焊缝或热影响区附近降低。典型地讲，第三方特种厂商执行ILI测量，并且提供特征部和它们的特征的列表。该厂商还提供针对用于执行ILI测量的工具的准确度表，并且详细说明针对每个特征部类型的检测概率(P0D)。在 “Specif ications and requirements for intelligentpig inspection of pipelines，，，Version 3. 2, January 2005, the European PipelineOperator Forum and the ILI Association中已经详细说明了针对每个厂商为其工具所提供的准确度表的格式。每个准确度表包括实现90%P0D的深度(%WT)、以及针对用于每个特征部类型(如一般金属损失、点蚀、轴向沟槽、以及周向沟槽)的深度尺寸估计(%WT)的80%和90%的置信度界限、宽度尺寸估计(_)、以及长度尺寸估计(_)。准确度表向管的主体内的特征部和位于环周焊缝或热影响区附近的特征部提供该信息。因为在一个ILI运行中可能未检测到特征部(P0D〈1)而在另一 ILI运行中报告特征部，所以成功的特征部匹配算法应当考虑POD影响。除了尺寸估计和检测不确定性以外，在连续ILI运行之间，特征部的位置也存在不确定性。特征部的位置由其记录距离和钟表式取向限定(如在管道内通过ILI仪器测量的)来限定。然而，特征部匹配处理因几个问题而在建立特征部的位置时可能经历显著困难。例如，记录距离移位(shift)沿管道的整个截面不一致。ILI仪器可随着其往管道下端行进而滑移，从而造成从测量开始的测量距离的误差。同一管道的连续ILI运行之间的记录距离的累积误差可达0. 1%高(1000米标记距离上的I米)。而且，钟表式取向移位沿管道的整个截面不一定必须一致。ILI仪器可能随着其往管道下端行进而旋转，在该情况下，变得难于确定特征部的真实钟表式取向。另外，特征部可以在连续检查之间生长，并且该生长还影响该特征部的记录距离和钟表式取向。如果不存在尺寸估计不确定性、检测不确定性，或位置不确定性，则连续ILI运行之间的匹配特征部将需要通过匹配出现在每个ILI运行中的第一特征部来调节任何记录距离偏移和任何钟表式取向移位。在这种情况下，对所有随后特征部对的位置自动进行调节，并且匹配处理将容易识别具有相同记录距离和钟表式取向的所有特征部对。然而，事实上，所有ILI测量都具有可以导致不正确地匹配特征部的一些尺寸估计不确定性、检测不确定性、或位置不确定性。当不正确地匹配特征部时，腐蚀速率的估算准确度降低。因此，需要一种解决特征部匹配处理中固有的不确定性的估算腐蚀速率的方法。根据本专利技术一方面，提供了一种通过分析在第一时间通过检查管道段而获取的第一数据集和在第一时间之后的第二时间通过检查该管道段而获取的第二数据集来估算该 管道段的腐蚀速率的方法。第一数据集包括在所述第一时间该管道段内的多个第一特征部，而第二数据集包括在所述第二时间该管道段内的多个第二特征部。该方法包括以下行为识别该管道段内的多个匹配特征部，其中，每个匹配特征部包括彼此相关联的第一特征部之一和第二特征部之一；计算针对每个匹配特征部的置信度度量；基于每个匹配特征部的置信度度量、每个匹配特征部的尺寸、和/或匹配特征部的子集的希望尺寸，来选择匹配特征部的该子集；以及基于匹配特征部的该子集内的特征部的几何特征在第一时间与第二时间之间的变化来计算该管道段的腐蚀速率。匹配特征部的识别可以包括以下行为调节每个第一特征部的记录距离和钟表式取向，和/或调节每个第二特征部的记录距离和钟表式取向；在调节记录距离和钟表式取向之后，生成包括针对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.10 US 12/703,6631.一种维护管道的方法，该方法包括以下行为 基于在第一时间通过检查管道段而获取的第一数据集和在第一时间之后的第二时间通过检查该管道段而获取的第二数据集来估算该管道段的腐蚀速率，其中，第一数据集包括在第一时间该管道段内的多个第一特征部，而第二数据集包括在第二时间该管道段内的多个第二特征部，其中，估算该管道段的腐蚀速率包括以下行为 识别该管道段内的多个匹配特征部，其中，每个匹配特征部包括彼此相关联的ー个第一特征部和ー个第二特征部； 计算针对每个匹配特征部的置信度度量； 基于每个匹配特征部的置信度度量、每个匹配特征部的尺寸，以及匹配特征部的子集的希望尺寸中的至少ー个，来选择匹配特征部的子集；以及 基于匹配特征部的子集内的特征部的几何特征在第一时间与第二时间之间的变化，来计算该管道段的腐蚀速率；并且 基于该管道段的所估算的腐蚀速率来执行对该管道的维护。2.一种基于在第一时间通过检查管道段而获取的第一数据集和在第一时间之后的第ニ时间通过检查该管道段而获取的第二数据集来估算该管道段的腐蚀速率的方法，其中，第一数据集包括在第一时间该管道段内的多个第一特征部，而第二数据集包括在第二时间该管道段内的多个第二特征部，该方法包括以下行为 识别该管道段内的多个匹配特征部，其中，每个匹配特征部包括彼此相关联的ー个第一特征部和ー个第二特征部； 计算针对每个匹配特征部的置信度度量； 基于每个匹配特征部的置信度度量、每个匹配特征部的尺寸、以及匹配特征部的子集的希望尺寸中的至少ー个，来选择匹配特征部的子集；以及 基于匹配特征部的子集内的特征部的几何特征在第一时间与第二时间之间的变化，来计算该管道段的腐蚀速率。3.根据权利要求2所述的方法，其中，识别匹配特征部的行为包括以下行为 以下至少ー个调节每个第一特征部的记录距离和钟表式取向，和调节每个第二特征部的记录距离和钟表式取向； 在调节记录距离和钟表式取向之后，生成包括针对每个第一特征部与每个第二特征部之间的匹配的拟合优度度量的相关矩阵；以及 基于该相关矩阵内的拟合优度度量来识别每个匹配特征部。4.根据权利要求3所述的方法，其中，识别每个匹配特征部包括以下行为 选择ー个第一特征部作为候选第一匹配特征部； 选择ー个第二特征部作为候选第二匹配特征部； 识别第一最佳可能匹配，对于该第一最佳可能匹配来说，该候选第一匹配特征部具有与ー个第二特征部的最高拟合优度度量； 识别第二最佳可能匹配，对于该第二最佳可能匹配来说，该候选第二匹配特征部具有与ー个第一特征部的最高拟合优度度量； 确定候选第一匹配特征部和候选第二匹配特征部在该相关矩阵的一区域内是否具有最高拟合优度度量，该区域由候选第一匹配特征部、候选第二匹配特征部、第一最佳可能匹配、以及第ニ最佳可能匹配来限定； 如果候选第一匹配特征部和候选第二匹配特征部在该相关矩阵的所述区域内具有最高拟合优度度量，则将候选第一匹配特征部和候选第二匹配特征部识别为最佳匹配并且识别为匹配特征部；以及 如果候选第一匹配特征部和候选第二匹配特征部在该相关矩阵的所述区域内不具有最高拟合优度度量，则将在该相关矩阵的所述区域内具有最高拟合优度度量的第一特征部和第二特征部识别为最佳匹配并且识别为匹配特征部。5.根据权利要求4所述的方法，其中，识别每个匹配特征部还包括以下行为 将相关矩阵分离成最佳匹配上游的子集和下游的子集；并且 在每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·哈伊塞，A·万鲁德塞拉尔，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：