埋地管道瞬變電磁檢測理論與應用

前言

第1章 緒論 1

1.1 埋地管道檢測背景和現(xiàn)狀 1

1.2 瞬變電磁法簡介 2

1.3 瞬變電磁法的發(fā)展和埋地管道檢測中存在的問題 3

1.4 本書主要內容 6

1.5 本章小結 6

參考文獻 6

第2章 瞬變電磁檢測埋地管道腐蝕的基本理論 10

2.1 瞬變電磁檢測原理 10

2.2 瞬變電磁檢測裝置 11

2.3 埋地管道瞬變電磁響應過程 12

2.4 瞬變電磁檢測中的信號 13

2.4.1 激勵信號 13

2.4.2 接收信號 14

2.5 激勵信號參數(shù)對觀測結果的影響 17

2.5.1 脈沖寬度的影響 17

2.5.2 關斷時間的影響 18

2.6 信號采樣方法 19

2.6.1 模擬積分采樣 19

2.6.2 數(shù)字化疊加采樣 20

2.6.3 模擬積分-數(shù)字化疊加采樣 21

2.7 均勻半空間的瞬變電磁場 22

2.7.1 均勻大地表面的瞬變電磁場 22

2.7.2 瞬變電磁場等效計算 23

2.7.3 埋地管道的瞬變電磁響應范圍 25

2.7.4 剩余壁厚計算方法 25

2.8 本章小結 27

參考文獻 27

第3章 埋地管道腐蝕模型瞬變電磁響應三維正演模擬 29

3.1 廣義麥克斯韋方程組 29

3.2 時域有限差分算法的迭代方程 31

3.3 解的數(shù)值穩(wěn)定性 35

3.4 數(shù)值色散 36

3.5 非均勻網格剖分算法 37

3.5.1 網格剖分規(guī)則 37

3.5.2 非均勻網格對稱算法 38

3.6 共形網格 42

3.7 吸收邊界條件 45

3.7.1 Mur吸收邊界條件 46

3.7.2 PML吸收邊界條件 47

3.7.3 CPML吸收邊界條件 48

3.8 激勵源和初始條件 50

3.9 地空邊界的處理 52

3.10 算法流程 54

3.11 建模仿真 55

3.11.1 模型方案 55

3.11.2 電磁場擴散云圖 57

3.11.3 磁場與感應電動勢的關系 60

3.11.4 腐蝕缺陷的瞬變電磁響應 63

3.11.5 不同傳輸介質的瞬變電磁響應 66

3.11.6 不同管徑的瞬變電磁響應 68

3.11.7 不同腐蝕化合物和土壤的瞬變電磁響應 69

3.11.8 不同埋深的瞬變電磁響應 71

3.12 有限元仿真對比分析 72

3.12.1 模型方案 72

3.12.2 不同壁厚的瞬變電磁響應 73

3.12.3 不同關斷時間的瞬變電磁響應 74

3.12.4 不同線圈參數(shù)的瞬變電磁響應 75

3.13 本章小結 76

參考文獻 76

第4章 埋地管道模型瞬變電磁檢測試驗 78

4.1 檢測儀器和裝置 78

4.1.1 發(fā)射線圈分析 79

4.1.2 接收線圈分析 82

4.1.3 改進的聚磁裝置 84

4.2 時域有限差分仿真結果的驗證試驗 87

4.2.1 不同腐蝕長度與腐蝕深度的模型試驗 88

4.2.2 不同管徑與埋深的模型試驗 95

4.3 連續(xù)檢測模型試驗 99

4.3.1 連續(xù)檢測方法 99

4.3.2 試驗模型 100

4.3.3 試驗結果 101

4.3.4 影響因素分析 104

4.4 并行埋地管道模型試驗 106

4.4.1 試驗模型和方案 106

4.4.2 試驗結果 108

4.5 實際工況模擬試驗 118

4.5.1 壁厚不同的管道檢測 118

4.5.2 交叉管道檢測 119

4.5.3 盜油閥門檢測 121

4.5.4 盜油閥門與交叉管道的對比試驗 126

4.6 本章小結 127

參考文獻 128

第5章 瞬變電磁檢測埋地管道野外工作方法和工程應用 129

5.1 瞬變電磁檢測野外工作流程 129

5.2 數(shù)據(jù)處理方法 131

5.2.1 噪聲來源分析 132

5.2.2 多次疊加消噪 133

5.2.3 異常點剔除 134

5.2.4 分離一次磁場 135

5.2.5 平滑濾波 137

5.3 數(shù)據(jù)處理軟件 139

5.4 石油管道檢測 141

5.4.1 老任河石油管道檢測 141

5.4.2 三河生態(tài)活力公園石油管道檢測 143

5.4.3 賽罕塔拉石油管道檢測 144

5.4.4 馬村盜油閥門檢測 146

5.5 天然氣管道檢測 149

5.5.1 石西油田天然氣管道檢測 149

5.5.2 大魯?shù)旮浇烊粴夤艿罊z測 150

5.5.3 京藏高速某段天然氣管道檢測 153

5.5.4 長慶油田天然氣管道檢測 155

5.5.5 昌平區(qū)某段天然氣管道檢測 157

5.6 熱力管道檢測 158

5.6.1 呼和浩特市熱力管道檢測 158

5.6.2 天津市熱力管道檢測 160

5.7 本章小結 162

參考文獻 162

第6章 總結和展望 164

6.1 總結 164

6.2 展望 1662100433B

《埋地管道瞬變電磁檢測理論與應用》從應用角度出發(fā)，詳細闡述了瞬變電磁檢測埋地管道的理論基礎、方法技術和應用實例?！堵竦毓艿浪沧冸姶艡z測理論與應用》共6章，主要內容包括埋地管道無損檢測技術的發(fā)展、瞬變電磁法的特點、瞬變電磁檢測埋地管道腐蝕的基本理論、基于非均勻網格剖分的時域有限差分三維正演數(shù)值模擬技術、模擬各種管道腐蝕模型和工況的試驗研究、適用于實際檢測操作的數(shù)據(jù)處理方法，以及在油氣管道和熱力管道中的工程應用情況。

本書在總結國內外研究成果的基礎上，從生產實際中所涉及的瞬變流問題出發(fā)，結合作者多年的研究成果，著重講述瞬變流的基本理論及其工程應用。主要內容包括瞬變流基本理論、泵及泵站分析、液柱分離和彌合水擊、彌合水擊數(shù)學模型及數(shù)值解法、管網系統(tǒng)分析、瞬變流在堵塞檢測中的應用、瞬變流在泄漏檢測中的應用、長距離輸油管道的水力瞬變分析。

本書可供流體力學、油氣儲運工程等相關專業(yè)的本科、碩士、博士研究生學習使用，也可供從事液體管道瞬變流工作的科研、教學、設計人員參考。

第一章　緒論

第一節(jié)　研究的目的及意義

第二節(jié)　研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

第二章　瞬變流基本理論

第一節(jié)　瞬變流分析基本方程

第二節(jié)　瞬變流方程的數(shù)值解法

第三節(jié)　邊界條件的建立和求解

第三章　泵及泵站分析

第一節(jié)　離心泵及其特性

第二節(jié)　泵站分析

第三節(jié)　泵站的運行控制

第四節(jié)　泵站的水力瞬變

第四章　液柱分離和彌合水錘

第一節(jié)　氣體釋放

第二節(jié)　液柱分離和斷流空腔

第三節(jié)　斷流空腔與彌合水錘升壓的關系

第四節(jié)　完全斷流型空腔彌合水錘的形成過程分析

第五節(jié)　斷流空腔彌合水錘的防護措施

第六節(jié)　小結

第五章　斷流空腔彌合水錘數(shù)學模型及數(shù)值解法

第一節(jié)　斷流空腔彌合水錘數(shù)學模型

第二節(jié)　斷流空腔彌合水錘的數(shù)值模擬

第三節(jié)　斷流空腔彌合水錘工程實例分析

第六章　管網系統(tǒng)分析

第一節(jié)　管網的穩(wěn)態(tài)流動分析

第二節(jié)　管網的瞬態(tài)流動分析

第七章　瞬變流在管道堵塞檢測中的應用

第一節(jié)　基于瞬態(tài)壓力信號分析的堵塞檢測

第二節(jié)　基于小波變換的信號分析方法

第三節(jié)　基于小波變換的堵塞點識別技術

第四節(jié)　應用實例分析

第八章　瞬變流在泄漏檢測中的應用

第一節(jié)　基于瞬態(tài)模型的泄漏檢測方法

第二節(jié)　基于瞬態(tài)負壓波的泄漏檢測方法

第九章　長距離輸油管道水力瞬變分析

第一節(jié)　水力瞬變分析軟件介紹

第二節(jié)　基于SPS的原油管道停輸再啟動分析

第三節(jié)　基于TLNET的原油管道泄漏量分析

參考文獻

埋地管道泄漏檢測儀常見的有手持式埋地管道泄漏檢測儀（伸縮式埋地管道泄漏檢測儀）和手推式埋地管道泄漏檢測儀。