浅谈数据恢复技术在长输管道的应用

(整期优先)网络出版时间:2023-11-23
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浅谈数据恢复技术在长输管道的应用

范宇

中煤航测遥感集团有限公司,陕西 西安 710199

摘要:本文从当前石油天然气长输管道的基础数据现状出发,探讨了长输管道数据分类和数据采集的相关内容,讨论了长输管道数据恢复的相关方法,并对数据的重要性和应用范围进行了概述,对长输管道数据恢复工作具有一定的指导意义。

关键词:数据分类;数据恢复技术;数据应用。

引言

随着国家数字化建设的要求,以及测绘设备和技术的更行换代,使得长输管道数字会水平越来越高,当前新建管道基本能满足管道数字化和智能化的需求,但是根据统计数据,2015年8月前建设完成的中国陆上油气管道总里程达到12万公里,这些管道数据大部分缺失,通过数据恢复手段,获取这些管道的基础数据迫在眉睫。管道数据恢复技术就是使用管道数据探测设备,通过管道探测技术准确定位地下管道的埋深及走向,整理成数据成果,解决管道数据缺失问题,为管道后期维护提供数据支持。

1数据分类

1.1管道本体数据

管道中心线及特征点采集的数据包括:管线的平面位置、埋深、走向、探点性质等,同时还包括进出站口至收发球筒管线、站内管道、站内越站管道。

管道本体数据采集的要求:管道数据采集时直线段采集间隔一般不超20米[1],弯头处应加密测量,各测点间间距小于1米,一般不少于5个(弧线启闭点、弧线顶点),以能准确的反映管道走向为准。

1.2管道附属设施数据

管道附属设施数据采集内容包含:桩牌、场站(阀室)边界、收发球筒、穿跨越、水工保护、第三方管道等[2]

桩牌数据采集:桩牌类型包括里程桩、测试桩、标志桩(转角桩、穿跨越桩、交叉桩)、加密桩、光缆桩、警示牌等。采集内容包含:坐标、高程、桩牌桩号、桩牌类型、桩牌属性、现场地形地貌、行政位置。

站场(阀室)数据采集:站场类型包括阀室、清管站、测量站、输油站、增压站、计量站、输油站、保护站、分输站、清管站等;采集内容包含站场各个拐点坐标,连接成面状站场边界,将站场边界的几何中心作为站场中心点。

收发球筒数据采集:收发球筒是离线的线状要素,与管线相连,但不作为管线的长度计算;主要测量主管道上方的阀门中心的三维坐标。

穿跨越数据采集:管道以穿跨越的方式铺设,主要包含大开挖、顶管、定向钻、隧道、大型隧道(车辆可通过)、盾构、梁式、管桥、拱形管桥、悬垂型穿跨越、悬缆斜拉跨越、混合悬吊跨越、桁架跨越、斜拉锁跨越、涵洞等,测量位置为穿跨越的起点和终点。

水工保护数据采集:水工保护类型包含围堰、堤坝、挡墙、排洪沟、护坡、过水涵洞、截水沟、河流配重、过水路面、沟渠硬化等;测量位置面状测量水工保护的拐点坐标,线状测量水工保护的几何中心。

第三方管道数据采集:包含管道中心线两侧各50米范围内与之平行或交叉的第三方管道等地下设施、地上构筑物;记录三方管道的输送介质、单位信息、影像信息等。

2数据恢复技术

2.1地下管线探查技术

地下管道探查的物探方法主要包括电磁法,电磁波法和机械法,应根据任务要求、探查对象和地球物理条件,选择不同的方法。

由于输油输气管道大部分为金属管道,因此电磁法是长输管道探测的主要方法。电磁法是天然电磁场或人工电磁场对管道进行激发,在地下管道中产生电流,根据管道的敷设状况,选择使用被动源的工频法、甚低频法,主动源的直接法、加钳法、电偶极感应法、磁偶极感应法等,在管道周围形成电磁场,然后采用仪器测量其分布特征,确定管道的空间位置。

我单位从事管道服务20多年,实施的数据恢复管线累计长度超过5万公里,通过丰富的现场实践,我们认为采用直连法最优的使用频率为640HZ,采用感应法最优的使用频率为33KHZ。

长输管道一般使用雷迪RD系列、英产雷迪PCM+管线仪、DM系列、日本富士PL系列等设备。在进行仪器精度检验和探测方法试验无误后,可用于长输管道数据恢复的工作中。

2.2地下管线测绘技术

长输管道一般采用CORS、RTK、全站仪三种技术进行测量。随着北斗导航系统和GPS全球定位系统应用的逐步普及,以及测绘设备越来越先进,CORS测量是目前用的最广泛的测量技术,其具有操作简便、作业方便的特性,测量作业精度也能满足长输管道数据恢复精度要求。对于深山或没有网路信号的区域,采用RTK技术作为辅助测量手段进行管道测量。隧道采用全站仪进行测量(一般建设完成的管线,隧道都被封闭着,不需要测量)。

3数据应用

3.1数据对齐

管道本体管理是长输管道最为重要的一环,直接关系到管道的运行安全。通过数据恢复手段获取管道本体位置信息,有助于将管道其他手段获取的位置信息进行对齐整合,在实现管道全生命周期数据一体化管理、推动管道大数据融合与深度应用方面起着至关重要的作用。

通过数据对齐技术修正的管道数据,可以在高后果区、风险评价、环焊缝排查、维修维护等管道运行阶段进行应用,能够提高数据使用效率,从而提高生产管理效率,降低管道管理成本。

自2019年以来,我单位持续多年服务国家管网集团西南管道有限公司,通过数据恢复技术手段获取管道中心线数据,再与内检测数据进行数据对齐分析

[3],为开展环焊缝定位工作提供数据支撑,截止2022年底已累计定位超过10000道,定位准确率98%。

3.2管道综合治理

通过管道数据恢复技术获取的管道数据,可有效指导管道运行单位进行管道管理,例如浅埋治理、桩牌偏离治理。

浅埋治理:根据恢复的数据能及时发现管道浅埋段,准确掌握管道浅埋值,给出治理方案,协助管道业主单位进行浅埋治理。

桩牌治理:根据管道本体恢复数据和桩牌测量数据,对管道桩牌在线距离进行分析对比,统计桩牌偏离管道中线的距离,从而判断桩牌是否能起到指引管线走向的作用,为桩牌治理提供数据支撑。

我单位2023年6月实施的广西管道公司中心线测绘技术服务项目,通过管道数据恢复技术对管道中心线进行测绘,同时对管道三桩一牌进行测绘,再通过内业软件进行数据分析,筛选偏离管道1米以上的桩牌,指导业主单位进行桩牌治理,将偏离管道的桩牌移栽到管道正上方,为管道安全提供有力的数据保障。

3.3管道数智化数据底座建设

随着数字中国建设的需要,管道智能化建设越来越普及。数据恢复技术可以获取管道最原始最真实的空间位置、属性等信息,是构建管道智能化、管道数字孪生的数据底座。

4结语

在对长输管道进行数据恢复过程中,最为适用的测绘方式是CORS测量,最适用的探查方式为电磁法。通过数据恢复技术获取的管道数据,能有效的协助管道业主单位进行管道管理,且数据可靠性较好,有效的保障了管道的安全性。

参考文献:

[1]阮浩,鲁坤,佀媛辉.输油管道完整性数据恢复测量的思考[J].智能城市,2020,6(18):70-71.

[2]张楠楠.基于天然气管道数据恢复的标准化研究[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(10):9-10.

[3]孟波,安超,鲜俊,吴超,李志彪.输油气管道完整性管理数据采集研究[J].全面腐蚀控制,2019,33(10):53-56+104..