PCM 在油田站場埋地管道定位中的應用

李楠 王茜

1大慶市第一采油廠工藝研究所

2大慶市第二采油廠南二一聯合站

油田站內管道呈現網狀密集埋地敷設狀態，部分站內埋地管道由于運行時間長，已腐蝕老化，若發生泄漏，生產維修時準確判定漏點位置十分困難。由于管道埋地敷設屬于隱蔽工程，管道路由主要依靠施工圖紙判斷，沿著敷設路徑現場開挖，才能準確判定漏點位置，但存在三方面困難：一是站內管道往往并不完全按照圖紙施工，參看施工圖紙追蹤管道路由會產生偏差；二是現場開挖工程量大，搶修進度慢，并且現場破壞大，后續恢復工作量大；三是由于站內管網密集敷設，并且還有埋地電纜及其他設備設施，大面積開挖容易造成其他非目標管道、電纜、設施的損壞[1]。

PCM 設備較多應用于站外埋地鋼質管道外防腐層絕緣性能檢測及管道埋深探測[2]，也用于站內埋地鋼制管道敷設路徑查找及漏點的準確定位。該設備能夠精確定位管道漏點位置，不僅能夠加快搶修進度，而且能夠避免造成其他破壞，減少恢復工程量。

1 檢測原理

PCM 設備由發射機、手提式接收機組成（圖1）。

圖1 PCM 設備Fig.1 PCM equipment

該設備具有管道追蹤、測深、電流測量功能，可以對任意長度管道防腐層狀況進行評估，并在不開挖管道的前提下，在地面上追蹤管道路由、探測埋深、判定破損位置等[3]。其基本原理如圖2 所示：發射機對埋地管道加載一定強度電流信號，電流沿管道流動并隨距離的增加而呈指數均勻衰減，根據電磁感應原理，管道周圍空間將形成沿管道為中心圓形磁場；地面上的接收機內線圈會產生感應電流，對該電流信號進行追蹤及相應計算，可得出管道敷設路徑和埋深[4]；當管道破損泄漏時，部分電流流入大地，由于電阻較小，電流強度出現陡降[5]。

圖2 管道泄漏定位原理Fig.2 Principle of pipeline leakage location

2 PCM 具體操作方法

大慶油田南某聯合站1964 年投產運行，站內部分管道已運行50 余年，陸續出現腐蝕穿孔情況。一次污水泵至污水池管道穿孔泄漏，尋找漏點搶修時采用大規模開挖方式，由于開挖面積大，誤將儲罐液位信號傳輸電纜挖斷，導致PLC 輸入信號故障，不能及時掌握罐液位高度，存在生產事故隱患。

某次采暖緩沖罐液位突然下降，迅速巡檢采暖系統地面工藝管道和設備，未發現滲漏，判斷為埋地采暖管道出現泄漏，此次采用PCM 裝置查找泄漏點。

2.1 準備工作

在開始測量前，盡量多了解目標管道信息，以及鄰近區域內的其他管道、閥門等信息。若有絕緣法蘭，將導線連接在法蘭前端[6]。如果目標管道有多個地面連接點可供選擇，選擇管道分布稀疏的位置作為導線連接點。清除目標管道導線連接處防腐層，將信號夾鉗固定。

2.2 回路接線法

站內管道分布密集復雜，且有埋地電纜、用電設備的電信號干擾。為消除干擾電信號，用導線將PCM 發射機與目標管道兩端連接，形成“PCM 發射機-連接導線-目標管道-連接導線-PCM 發射機”的完整回路[7]（圖3），電流信號只在目標管道上流動，并且電阻小，信號強，不發生衰減。用PCM 接收機在地面追蹤最強反饋信號，可完成管道走向和埋深的測繪[8]。

圖3 PCM 回路接線法示意Fig.3 PCM loop wiring diagram

2.3 常規接線法

將PCM 回路接線法中遠端導線斷開連接，只保留近端導線與目標管道連接，即為PCM 常規接線法，形成“PCM 發射機-連接導線-目標管道-大地-PCM 發射機”的完整回路[9]，如圖4 所示。由于其他雜散電流影響，電流信號較凌亂，但可沿著PCM 回路接線法中確定的目標管道敷設路徑追蹤測量電流信號。此電流信號較PCM 回路接線法電流信號弱，且成衰減趨勢，但可進行加密測量，電流會從破損的管道部位流向大地，造成局部電流值過大。PCM 接收機測量到電流信號變大時，可在附近反復測量，定位電流信號最大值，即為管道破損位置，在此位置開挖管道，可準確找到管道泄漏點[10]。

圖4 PCM 常規接線法示意Fig.4 PCM conventional wiring diagram

3 結論

（1）老區聯合站建站時間久，管道運行時間長，存在腐蝕老化穿孔情況，生產維修時如不能準確找到泄漏位置，采用大開挖方式，不但搶修進度慢，而且開挖工程量大，破壞面積大，后續恢復工程量大，還存在誤傷周邊非目標管道及其他生產設施的可能。

（2）采用PCM 回路接線法可追蹤目標管道敷設路徑，測量目標管道埋深。

（3）采用PCM 常規接線法可準確定位目標管道泄漏點，減少開挖工程量，加快生產搶修速度。