管道惯性测绘原始数据迭代去噪算法

管道惯性测绘内检测通常以搭载在清管器(PIG)内部的三维正交陀螺仪、加速度计,再结合里程计数据,解算出管道地理坐标轨迹。通常使用迭代卡尔曼算法进行原始数据去噪计算,但迭代的终止条件难以判断。利用管道发球筒及初始段管道平直,PIG初始姿态可控、可测的特点,结合静基座对准效果的评估,判断滤波效果,优化去噪过程,使初始对准及后续管道地理坐标的解算精度明显提高。

管道惯性测绘系统研制及应用

针对管道中心线地理坐标信息的测量需求,基于惯性导航原理,研制了以管道内检测器为载体的管道中心线测绘内检测设备,并将其与漏磁内检测器结合进行工程应用。选取了5处已知点对测绘结果进行了验证,测绘结果和实际验证结果表明:研制的惯性导航内检测器能够准确测绘管道中心线轨迹坐标,在校验点间距约为2 km时,5个距校验点约1 km的已知点的平均测绘误差约为1.8 m;通过将惯性导航检测器与漏磁检测器的组合使用,可有效获取管道缺陷的地理坐标信息,提高了管道内检测缺陷检测定位的精度。

油气管道惯性测绘内检测及其应用

管道完整性管理是确保管道安全、经济运行的重要手段,管道位置参数是管道完整性管理的重要基础数据。油气管道惯性测绘内检测技术,以三维正交的陀螺仪与加速度计组成的惯性测量单元(IMU)为主要测量设备,以地面GPS参考点与里程计数据进行位置与速度修正,能够精确测绘管道中心线坐标,实现管道管理的数字化与可视化。利用获得的高精度中心线坐标参数,能够有效识别、评估由环境因素诱发的管道弯曲应变。将缺陷参数与管道中心线坐标相结合,可实现缺陷的精确定位,生成管道缺陷维修工程图。

组合导航技术在油气管道测绘系统中的应用

针对长输油气管线必须进行轨迹绘制和探伤定位的问题,设计了惯性管道测绘系统。系统核心部件为捷联惯导系统,辅助信号有里程计和定距离磁标信号,是一种全自主的导航系统。在系统算法设计中,通过建立捷联惯导与航位推算组合导航系统误差模型,利用改进的卡尔曼滤波器估计系统姿态、航向角误差和里程计标度因数误差。该系统数据处理具有非实时性的特点,因此设计了后向卡尔曼滤波器进行数据平滑。系统跑车试验证明该滤波算法能够有效的提高系统的定位精度,系统具有高精度、高可靠的特点,满足实际工程需要。

定标点失效对中心线坐标及应变数据的影响分析

为了研究定标点失效对管道中心线坐标及应变数据的影响,文中以管道环焊缝作为特征点对比2次中心线检测的环焊缝球面距离和管道应变数据,研究定标点失效情况下数据偏差情况。结果表明:对于1 km/点设置定标点时,环焊缝位置的偏差能保持在2 m范围内,对于1~2个定标点失效时环焊缝偏差会扩大到5 m,对于连续5点定标点失效时,环焊缝位置的偏差会超过14 m,该坐标数据已失效;对于极限情况连续5个定标点失效的情况下,通过环焊缝仍然可以将2次检测应变数据进行对齐,且检测数据能够良好复核,对于连续5个定标点失效情况下应变数据仍准确有效。

基于应变的检测与工程适用性评价技术

介绍了国外用于管道应变检测的惯性测绘单元,提出了国内油气管道开展应变检测的必要性。总结了基于应变的工程临界性评估方法的研究现状,提出了国内研究机构开展基于应变的工程适用性评价技术研究的重要性。在此基础上,结合国内管道的实际情况,提出了可行的油气管道应变检测与评价技术研究的思路和方法,可以为油气管道完整性管理和评价技术的发展提供决策支持和技术参考。

中俄东线天然气管道弯曲变形识别与评价

管道在外部载荷的作用下会发生局部位移及弯曲变形,当与管体腐蚀、制造或焊缝等缺陷叠加时,在应力集中点将引起管体失效,严重威胁人员安全、造成环境污染及经济损失。基于惯性测绘的内检测技术是一种准确识别管道弯曲变形及检测弯曲应变的有效方法,在对管道全线实施检测的同时以弯曲应变的形式反映管道在外部载荷作用下的弯曲状态。中俄东线天然气管道境内段途经沼泽、高寒冻融等地质不稳定区域,洪水、地震等自然灾害引起土体移动也会对管体施加外部载荷,在外力作用下管体发生弯曲的可能性较大,易因局部应力集中形成高风险点,通过分析管道弯曲应变数据,结合几何/漏磁内检测发现的管体缺陷,可以更加精确地识别定位对管道安全运行构成潜在威胁的高风险点,有针对性地制定监测、修复计划,为中俄东线天然气管道的安全运行提供有效保障。(图7,参21)