惯性导航在油气管道检测中应用.pdfVIP

新建管线 五年后 十年后 埋地管线在不同的地理环境下，总是处于一个相对运动的体系中，例如：山 体滑坡、地表沉降、地震、永久冻土溶解与凸起、沙漠及流石运动、河床的侵蚀 与冲刷、城市中建筑物的影响以及由于不能确定管线的位置的盲目开挖等等。 上图所示就是反应管线在相对静止的环境中可能发生的动态变化和位移，如 果不对管线采取有效的监控和防护手段，一旦管线的完整性受损达到一定程度， 就会引起灾难性事故，甚至威胁人类的生命财产安全以及对自然环境造成严重的 破坏。 基于上述埋地管线的几何变形及位移可能导致管线发生重大的事故，我 公司与加拿大管道检测公司及绿清管道科技股份有限公司共同开发了 “埋地 管线走向信息化惯性导航检测系统”，这套系统可持续地测量埋地管线中心 线的坐标数据，通过对采集的数据进行计算处理从而得到管线的空间位移、 弯曲应变及弯头的曲率半径，并将最终计算结果形成KML文件—管线地理走 向图，为业主在管线的完整性管理和决策中提供了可靠准确的数据依据。 Mapping Too l是集成了惯性测量单元 (IMU)、里程轮传感器、数据记录 仪、机械载体等重要模块，最终形成一个在管线内部沿管线轴线运动的惯性 导航采集系统。 ① IMU、记录仪、Mark盒 陀螺单元：从一个 记录仪单元：内置大 Mark盒单元：在 已知点的位置，根据连 容量固态硬盘、采用进口 检测器经过Mark盒时， 续测得的运动载体航向 锂电池，在检测器运行过 根据Mark盒所设定的 角度和加速度，推算出 程中，实时记录里程数据， 坐标，对惯导系统运 下一个点的位置，因而 时间数据和陀螺单元数据。 行参数进行修正，使 可连续推算出运动载体 具有抗冲击、抗振动、耐 运动轨迹误差降到最 的运动轨迹。 高温高压等特性。 低程度。 ② 机械载体 变形检测器 漏磁检测器 ③ 惯导数据分析软件 我公司根据多年检测经验，设计开发了国际领 先的Mapping Too l数据分析系统，通过对 IMU、 Record、Mark-Box等信息单元采集的数据进行优化 整合，得到持续的管线GPS坐标，能够准确判断分析 管道的定位及走向，弯头曲率半径，管线弯曲应变 和位移。 ④ 惯导数据分析软件输出数据 - 文本模式 提供GPS全球定位系统 坐标, 可以转换成各种 不同测绘系统坐标 ⑤ 惯导数据分析软件输出数据 –KML文件 (Goog le Eearth打开） ① 建立初始管线空间走向图 （基准检测） ② 检验管线是否严格按照设计和施工要求完成工程 （设计和竣工资料对照验证） ③ 统计焊缝个数 ④ 管线缺陷检测 （例如：凹坑机械损伤等） ⑤ 分析管线的椭圆度和弯曲度 ⑥ 管线总体点的坐标的确定 ⑦ 管线关键点坐标的确定，例如：转角、河流穿越等 ① 对管线走向、方位实现坐标数字化。建立以地图坐标化/地理信息系统为中心 的管理体系。改变过去依靠人工操作确定埋地管线位置的作业方式。 ② 对管体由于地理原因所产生的变形位移进行有效的监控，预防管线失效事件。 ③ 对管线的弯曲变形能给出相应的弯曲应变值，为管道完整性管理提供数据支 持及决策依据。 ④ 形成管线的走向坐标后，与无人机协同完成无人机的巡线及管线现有的埋深 深度测量。 ⑤ 提供管道维检修进出场的地理路线图，以达到对事故现场时效性的紧急应对。 惯导系统是对管线走向方位的数字坐标形成一种表达，在管线上的任 一点，我们的管理者都能实现如下操作： Ø 对管线任意一点的内外腐蚀、防腐层、地形、埋深深度，杂散电