第一篇：石油工业埋地管道瞬变电磁法研究论文
摘要：本文介绍了埋地管道外检测技术在油田油气集输管线检测中的应用情况，并根据检测结果和数据归纳了检测过程中出现的埋地管道存在的主要问题，并对影响埋地管道安全运行的原因进行了总结分析，提出了相应的建议和措施，为指导油田埋地管道的设计、施工、日常生产管理与维护提供技术支持。
关键词：埋地管道；瞬间磁变法；外检测技术；剩余壁厚
随着我国石油工业的不断发展，埋地管道的应用日趋增多。大部分管道地处野外，运行环境复杂，随着服役时间的延长、人为破坏以及管理不当等因素，导致其服役能力逐渐降低，管道事故时有发生。由于管道输送介质的易燃易爆性，一旦发生事故，不仅造成油气资源浪费，还将造成环境污染，甚至威胁到周围人民群众的财产安全。同时由于埋地管道深处地下，受其运行环境、输送介质的限制，绝大多数管道无法进行内部检测，因此，对油田埋地管道进行外部检测对保证埋地管到安全运行十分重要。
1埋地管道主要的缺陷形式
石油工业埋地管道内输送的介质主要包括原油、成品油、天然气和油气混合物等。随着管道运行时间的延长，运行的外部环境、自身的老化、保护措施的失效等原因都将会造成管道损伤甚至失效。管道缺陷除过制造缺陷外，通常有内腐蚀、外腐蚀、外部损伤等[1]。其中管道内腐蚀主要是输送介质、管内积液、污物等因素造成，管道外腐蚀主要是环境因素、阴保失效、外防腐层破损等因素造成，外部损伤可能由于地质灾害、震动和人为破坏等。以上因素都可能导致管道壁厚缺失，造成管道剩余壁厚减小，大面积的壁厚减薄将直接威胁到管道安全运行。
2瞬变电磁检测方法的主要原理
瞬变电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送电磁脉冲，在一次电磁场的激励下，地下导体内部产生感应涡旋电流。在一次脉冲电磁场的间隙期间，涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失，即有一个瞬变过程，利用线圈或接地电极观测二次磁场，研究其与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态[2]。根据不同规格、材质的管道在瞬变衰减特征上的区别来评估管体金属损失的一种检测手段。图1为瞬变电磁检测方法的主要原理示意。
3瞬变电磁检测方法应用实例
以下检测试验使用国产管道腐蚀智能检测仪，采用连续数据采集法进行检测。3.1原油输送管道检测检测中石化西北局某段原油集输管道，管道规格为355×7.0mm，管道埋深1m，输送压力2.5MPa，管道运行年限15年，检测距离约4公里。检测先用管道探测设备确定管道准确走向，然后使用TEM检测设备检测管道壁厚。该管段管壁厚度TEM检测均值为6.28mm，最小值5.50mm，最大值6.99mm；管壁厚度在6.30～6.65mm范围内的测点有41个，占此段测点的42.27%，管壁厚度小于6.30mm的测点有48个，占此段测点的49.48%，管体为重度减薄。经后期五处局部开挖验证，该管段外防腐层基本失效，管道外腐蚀严重，剩余壁厚最大6.90，最小5.23，TEM检测结果基本准确。3.2排污管线检测检测塔里木油田天然气处理厂某排污管线管道，管道规格为为119×7.2mm，管道埋深0.5m，管道运行年限4年，检测距离约1.2公里。后期对检测结果突变处（检测点号7200处）进行开挖验证，发现该处为管道弯头，因冲刷腐蚀已造成污水泄露，TEM检测结果基本准确。3.3应力集中检测检测华北油田某天然气输送管道，管道规格为89×6.3mm，管道埋深0.8m，TEM应力集中检测发现一处电压幅值突变，经开挖验证，该处为一盗油卡子，TEM检测结果基本准确。
4应用效果分析
使用瞬变电磁法探测埋地管道的优点在于：（1）管道内检测受很多条件限制，而瞬变电磁法检测不受管径大小、管道结构、传输介质的影响，能够检测埋地管线、地面管线、架空管线等。（2）瞬变电磁法可以在不开挖、不影响管道输送工作的情况下对管道进行全面细致的检测，大大的提高了检测效率并降低了检测成本。（3）通过瞬变电磁法初步检测管道的剩余壁厚，为制定进一步检测方案和管道维护提供依据。（4）因为管道的导电率和导磁率的变化，利用瞬变电磁法能够检测到管道应力集中的部位，对管道某些缺陷可以做到观测和预防[3]。瞬变电磁法检测目前还存在着很多缺点：（1）目前检测得到的结果仅是管道的平均剩余壁厚，腐蚀发生在内壁还是外壁无法区分，对于管道小的点蚀也无法检出；（2）因高压线、电机设备等其它磁场的影响，容易检测到虚假信号，同时检测结果可能受到管材和管内介质的影响；（3）对于并行的管道，管道剩余壁厚检测尚不准确，也不能区分腐蚀具体是其中的哪一根管道，只能确定发生腐蚀的地段。
5结束语
管道TEM检测方法是一项很有前景的检测新技术，非常适用于管道的大面积普查，能够实现对埋地管道的不开挖检测，能够实现对架空管道及工艺管道隔热保温层不剥离检测，是管道内检测技术的有效补充。同时该检测方法不够成熟，检测仍有很多局限性，有待于进一步试验研究。
参考文献
[1]龙媛媛，石仁委，柳言国，等.原油长输管道非开挖外检测技术与应用[J].石油工程建设，2007，6：1001-2206.[2]陈载林，黄临平，陈玉梁.我国瞬变电磁法应用综述[J].铀矿地质，2010，26：100-658.[3]郝延松.埋地管道腐蚀瞬变电磁法检测试验方法及数据处理研究[D].南昌：南昌航空大学，2013.
第二篇：实验报告 (瞬变电磁法)
瞬变电磁法野外数据采集
实 验 报 告
专业：勘察技术与工程
学号：060231 33
姓名：郭猛猛
瞬变电磁法野外数据采集
一、实验目的
1.掌握瞬变电磁法的工作布置及观测方法；
2.了解瞬变电磁法法在良导体或高阻体上的视电阻率异常特征。
二、实验器材
瞬变电磁仪一台，电源一个，多匝线框两个
三、实验原理
瞬变电磁法称时间域电磁法 Time domain electromagnetic methods ,简称 TEM,它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其基本工作方法是:于地面或空中设置通以一定波形电流的发射线圈,从而在其周围空间产生一次电磁场,并在地下导电岩矿体中产生感应电流,断电后感应流由于热损耗而随时间衰减。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分,衰减快,趋肤深度小,而晚期成分则相当于频率域中的低频成分,衰减慢,趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律,可得到不同深度的地电特征。
瞬变电磁仪的观测系统采用宽频带观测方式。因此，为了压制随
机干扰，提高信噪比，采用多次叠加技术。瞬变电磁法的探测深度除与介质导电性以及发射磁矩有关外，还与时窗选择有关。一般来说，中心频率越低，其时窗越往晚期方向伸延，这虽然有利于晚期信号 的观测，从而有利于对深部信息的采集，但由于早期信号观测不足导致浅部信息大量丢失。反之，中心频率越高其时窗向早期方向伸延这有利于对浅部信息的采集，但由于时窗的限制，其有效勘查深度亦受到限制。因此，在工作中根据具体的地质，地球物理条件，选择适当的中心频率是非常重要的。
对于重叠回线装置，在均匀半空间条件下，其感应电动势为：
由式可见V与t有着复杂的关系。在剖面测量中，基本的测量参数就是用发射电流归一的感应电动势值：V/I。
四、实验内容
在校园内找一片空旷的地方进行瞬变电磁法的模拟实验。
五、实验步骤
(1)按要求进行连接并经指导教师检查无误后方可开机；(2)开通主机，选择预置工作参数；
(3)按“采样”键开始测量，测量结束后返回主菜单，重新设置测点测线(其它设置不变)；
(4)全部测量完毕，应将数据传输至微机(由指导教师执行)，为下个实验打下基础。
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