基于ROV的深水測漏技術發展現狀及趨勢

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　　摘 要：ROV（Remotely Operated Vehicle）是一種遠程遙控的水下作業機器人，可進行水下觀察和介入作業，在潛水員無法到達的深水油田的工程作業中起到至關重要的作用。測漏作業是水下油氣田生產設備經常遇到的一個難題，本文主要針對基于ROV的深水測漏技術進行總結與展望。
　　關鍵詞：ROV;深水;測漏
　　0 引言
　　眾所周知，水下油氣田的開發難度以及成本遠遠高于陸地，同時，檢測以及維護成本也遠遠高于陸地，由于絕大部分生產設備，特別是深水油氣田，都在人類本身無法達到的深水區域，只能使用ROV進行水下檢驗，所以本文介紹了國內外的基于ROV的深水漏點檢測技術的發展現狀。
　　1 國內外發展現狀
　　國外一些較發達國家，水下油氣田開發技術比較成熟，同時也伴隨著各種ROV水下泄漏檢測工具的開發，較早進入實用的商品階段。而我國在水下油氣田開發起步較晚，相應的水下作業工具開發更是空白。本文根據相關資料，在基于ROV的深水測漏技術進行介紹。
　　2 ROV深水測漏技術
　　2.1 熒光探測技術
　　熒光探測技術，是指通過對熒光劑的熒光光譜進行分析，找到合適的激發光源，最大程度地激發熒光劑發出熒光，然后通過特定的ROV水下相機捕捉熒光圖像，從而發現泄露點。
　　圖1 某熒光劑被激發的熒光效果
　　這種檢測方法具有如下特點：①施工成本低;②不影響設備運行;③能精確檢測出泄漏位置;④微量泄漏時，效果依然比較明顯。
　　2.2 熒光信號探測技術
　　圖2 ROV攜帶激發光源與傳感器
　　熒光信號探測技術，是一種用于探測帶有熒光劑的物質泄漏，其原理是通過水下熒光傳感器接收熒光信號，然后轉變為通信信號傳送至水面進行監控的技術。此技術也需要通過熒光劑的熒光光譜，選擇最佳的激發光源。將激發光源安裝在ROV前端或者其他使激發光源覆蓋范圍較大的位置上，同時還需要在ROV上安裝高精度熒光傳感器，當泄漏物質中的熒光劑被激發時，發出熒光信號，此時傳感器通過接收到熒光信號，從而快速掃描到泄漏位置。監測信號通過ROV臍帶纜可以迅速傳輸至甲板的終端，利用相應的軟件進行顯示與記錄。
　　此技術的特點比較明顯：①在大面積漏點檢測中應用比較廣泛，具有高空間覆蓋率;②高敏傳感器保證了檢測的高精度，解決了在微量泄漏的情況下，因為肉眼無法觀察而錯過漏點的難題;③無需人員24時盯住水下相機的圖像，水面顯示終端可以實時顯示數據時間序列圖，使操作人員可以輕松查看指示存在泄漏的信號變化，同時還可以設置漏點報警，并可以調整報警級別;
　　目前該技術，最大可以做到探測20米遠的泄漏點。有利于ROV在某些限制區域以及危險區域，遠距離作業。
　　2.3 溫差探測技術
　　溫差探測技術是一種利用溫度差異進行檢測泄漏點的方法。在一般情況下，海管內部或者高壓控制系統管線內部的溫度與周圍環境的溫度存在一定的溫差，通常高于周圍環境海水的溫度。使用高精度的溫差傳感器，可以檢測到非常小的溫度變化，將溫差傳感器裝在ROV前端，然后通過ROV臍帶纜將數據傳送至水面甲板監測端。此技術一般也用于輔助其他檢測設備進行水下測漏作業。
　　2.4 聲波探測技術
　　聲波探測技術是一種用于氣體、液體管道檢測泄漏的方法。當海底管道中的原油或者天然氣發生泄漏時，由于管道內外的壓力差，使得泄漏的物質在通過漏點到達管道外部時會形成渦流，這個渦流就會產生震蕩變化的聲波。該技術正是基于泄漏時產生的聲波作為信號源，由水下聲學傳感器獲取該信號，從而確定泄漏的位置和程度。
　　2.5 碳氫化合物探測技術
　　碳氫化合物探測技術是一種用于檢測原始油氣泄漏檢測，在原理是利用ROV攜帶傳感器檢測泄漏油氣產生的碳氫化合物。但是，由于油質污染可能覆蓋在傳感器薄膜上，導致其檢測效率不夠理想。在氣體檢測時，該技術應用效果較為理想，針對不同的氣體泄漏需要采用不同的傳感器，例如甲烷檢測探頭。
　　3 結束語
　　綜上所述，基于ROV的深水測漏技術眾多，通過對泄漏情況的分析，選用合適的測漏技術將大大提高深水漏點檢測的效率，從而降低了油氣田生產成本以及泄漏物對海洋生態環境的影響，具有很大的經濟效益和社會效益。本文詳細介紹了目前主流的幾種基于ROV的深水測漏技術，對未來深水檢測作業具有一定的指導作用。
　　參考文獻：
　　[1]夏海波，張來斌等.國內外油氣管道泄漏檢測技術的發展現狀[J].油氣儲運，2001，20（1）1-5.
　　[2]許金鉤，王尊本.熒光分析法[M].北京：科學出版社，2006.
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