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基于ROV的深水测漏技术发展现状及趋势

作者:未知

  摘 要:ROV(Remotely Operated Vehicle)是一种远程遥控的水下作业机器人,可进行水下观察和介入作业,在潜水员无法到达的深水油田的工程作业中起到至关重要的作用。测漏作业是水下油气田生产设备经常遇到的一个难题,本文主要针对基于ROV的深水測漏技术进行总结与展望。
  关键词:ROV;深水;测漏
  0 引言
  众所周知,水下油气田的开发难度以及成本远远高于陆地,同时,检测以及维护成本也远远高于陆地,由于绝大部分生产设备,特别是深水油气田,都在人类本身无法达到的深水区域,只能使用ROV进行水下检验,所以本文介绍了国内外的基于ROV的深水漏点检测技术的发展现状。
  1 国内外发展现状
  国外一些较发达国家,水下油气田开发技术比较成熟,同时也伴随着各种ROV水下泄漏检测工具的开发,较早进入实用的商品阶段。而我国在水下油气田开发起步较晚,相应的水下作业工具开发更是空白。本文根据相关资料,在基于ROV的深水测漏技术进行介绍。
  2 ROV深水测漏技术
  2.1 荧光探测技术
  荧光探测技术,是指通过对荧光剂的荧光光谱进行分析,找到合适的激发光源,最大程度地激发荧光剂发出荧光,然后通过特定的ROV水下相机捕捉荧光图像,从而发现泄露点。
  图1 某荧光剂被激发的荧光效果
  这种检测方法具有如下特点:①施工成本低;②不影响设备运行;③能精确检测出泄漏位置;④微量泄漏时,效果依然比较明显。
  2.2 荧光信号探测技术
  图2 ROV携带激发光源与传感器
  荧光信号探测技术,是一种用于探测带有荧光剂的物质泄漏,其原理是通过水下荧光传感器接收荧光信号,然后转变为通信信号传送至水面进行监控的技术。此技术也需要通过荧光剂的荧光光谱,选择最佳的激发光源。将激发光源安装在ROV前端或者其他使激发光源覆盖范围较大的位置上,同时还需要在ROV上安装高精度荧光传感器,当泄漏物质中的荧光剂被激发时,发出荧光信号,此时传感器通过接收到荧光信号,从而快速扫描到泄漏位置。监测信号通过ROV脐带缆可以迅速传输至甲板的终端,利用相应的软件进行显示与记录。
  此技术的特点比较明显:①在大面积漏点检测中应用比较广泛,具有高空间覆盖率;②高敏传感器保证了检测的高精度,解决了在微量泄漏的情况下,因为肉眼无法观察而错过漏点的难题;③无需人员24时盯住水下相机的图像,水面显示终端可以实时显示数据时间序列图,使操作人员可以轻松查看指示存在泄漏的信号变化,同时还可以设置漏点报警,并可以调整报警级别;
  目前该技术,最大可以做到探测20米远的泄漏点。有利于ROV在某些限制区域以及危险区域,远距离作业。
  2.3 温差探测技术
  温差探测技术是一种利用温度差异进行检测泄漏点的方法。在一般情况下,海管内部或者高压控制系统管线内部的温度与周围环境的温度存在一定的温差,通常高于周围环境海水的温度。使用高精度的温差传感器,可以检测到非常小的温度变化,将温差传感器装在ROV前端,然后通过ROV脐带缆将数据传送至水面甲板监测端。此技术一般也用于辅助其他检测设备进行水下测漏作业。
  2.4 声波探测技术
  声波探测技术是一种用于气体、液体管道检测泄漏的方法。当海底管道中的原油或者天然气发生泄漏时,由于管道内外的压力差,使得泄漏的物质在通过漏点到达管道外部时会形成涡流,这个涡流就会产生震荡变化的声波。该技术正是基于泄漏时产生的声波作为信号源,由水下声学传感器获取该信号,从而确定泄漏的位置和程度。
  2.5 碳氢化合物探测技术
  碳氢化合物探测技术是一种用于检测原始油气泄漏检测,在原理是利用ROV携带传感器检测泄漏油气产生的碳氢化合物。但是,由于油质污染可能覆盖在传感器薄膜上,导致其检测效率不够理想。在气体检测时,该技术应用效果较为理想,针对不同的气体泄漏需要采用不同的传感器,例如甲烷检测探头。
  3 结束语
  综上所述,基于ROV的深水测漏技术众多,通过对泄漏情况的分析,选用合适的测漏技术将大大提高深水漏点检测的效率,从而降低了油气田生产成本以及泄漏物对海洋生态环境的影响,具有很大的经济效益和社会效益。本文详细介绍了目前主流的几种基于ROV的深水测漏技术,对未来深水检测作业具有一定的指导作用。
  参考文献:
  [1]夏海波,张来斌等.国内外油气管道泄漏检测技术的发展现状[J].油气储运,2001,20(1)1-5.
  [2]许金钩,王尊本.荧光分析法[M].北京:科学出版社,2006.
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