海底石油管道原位状态综合检测方法研究

摘要

海底管道是海洋油气开发设备的重要组成部分，在我国的经济发展中占有重要地位，海底管道一旦发生断裂，将会造成巨大的经济损失和严重的环境污染，因此，利用各种海洋探测设备对海底管道的原位状态进行检测，对于保障管道的安全运行和及时治理维护处于异常状态的管道具有重要意义。
　　本文针对目前海底管道原位状态检测的不足，对多波束测深系统和侧扫声纳系统的检测方法及影响因素进行了研究，提出综合运用多种海洋探测设备对海底管道进行全面检测，并应用于工程实践之中，主要的研究内容和成果如下：
　　1、研究了波束角和波束脚印对于多波束测深系统检测海底管道效果的影响，结果发现波束脚印宽度值的大小是衡量多波束系统横向分辨率的重要指标，而波束角与波束脚印宽度值有着密切的联系，因此波束角对于多波束系统的检测效果有着重大的影响。
　　2、针对敷设在管道沟中海底管道的检测，提出了基于双声纳探头多波束系统对海底管道进行检测的新方法，与采用单声纳探头多波束系统的传统方法相比，可以有效的减少检测盲区，提高检测数据的质量和探测结果的准确性。
　　3、分析了影响侧扫声纳声波掠射角的主要因素，结果发现拖鱼距海底面的高度、拖鱼至管道中心的水平距离是决定声波掠射角的最重要因素，通过理论计算推导出声波掠射角与这两个影响因素之间的关系表达式，在实际检测工程中，可以根据这个表达式调整相关的参数，从而使检测效果达到最优。
　　4、进行了不同声波掠射角下侧扫声纳系统检测海底管道的实验，得到了检测海底管道效果最好时的声波掠射角范围，在检测工程中，通过控制其他参数使得侧扫声纳声波掠射角处于这一范围之内，可以获得误差较小的检测结果，并且可以提高检测效率。
　　5、采用多种海洋探测设备对实际的海底管道进行综合检测工程，得到了管道所处海区的海底水深图及地形地貌图，获取了整条海底管道详细的埋设状况和原位状态特征，结果表明利用多种探测设备进行综合检测可以有效的克服采用单一设备进行检测的不足，能够对海底管道进行全面的分析，准确的发现管道所处的不利状态，从而为海底管道的维护治理提供科学依据。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3课题研究的目的及意义

1.4论文内容及结构安排

1.5本章小结

第二章 海底石油管道原位状态检测的相关理论

2.1海底管道检测的声学基础

2.2多波束测深系统检测海底管道

2.3侧扫声纳系统检测海底管道

2.4浅地层剖面仪系统检测海底管道

2.5海洋磁力仪系统检测海底管道

2.6本章小结

第三章 基于多波束系统的海底石油管道检测方法研究

3.1多波束测深系统的分辨率

3.2多波束系统波束脚印大小的计算

3.3波束角对海底管道检测效果的影响

3.4多波束系统检测管道沟中海底管道的新方法研究

3.5本章小结

第四章 侧扫声纳声波掠射角对海底管道检测的影响研究

4.1侧扫声纳检测悬空海底管道原理

4.2影响侧扫声纳声波掠射角的主要因素

4.3考虑管径条件下管道悬空高度的计算

4.4不同声波掠射角下侧扫声纳系统检测海底管道实验

4.5本章小结

第五章 海底石油管道综合检测工程实例

5.1工程概况

5.2检测内容及检测流程设计

5.3检测设备的选择

5.4测线布设

5.5检测数据的采集及处理

5.6检测结果

5.7本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢