淳明浩,姚志广,杨肖迪,罗小桥,徐 爽

(1.中国石油集团 工程技术研究有限公司,天津300451；2.中国石油集团 海洋工程重点实验室,天津300451)

海底管道是重要的海上油气田生产设施,埋设在海床之下的管道面临腐蚀、波流冲刷、第三方活动和海床运动等风险因素的影响[1-2],必须定期进行维护性检测,了解掌握海底管道埋设状态,分析存在或潜在的风险因素,评价管道安全稳定性,制定针对性的维护方案,保障管道安全运行[3-4]。当前,国际上海底管道稳定性分析评价多参考《海底管道系统完整性管理推荐作法》(DNV-RP-F116)[5]等规范,而海底管道的埋设状态就属于管道稳定性分析评价的关键参数之一。因为海底管道多为钢质,本身具有比掩埋岩土物和上覆水体大得多的磁化率,当其被磁化后,会产生明显的磁异常场[5-8],利用磁力仪可检测到管道磁异常场的分布及强度,从而为管道埋设状态检测评价提供数据依据。

1 海底管道磁异常探测原理

通常,海底管道多为钢质,相比周围路由区掩埋物具有大得多的磁化率,在海底埋设管道后产生磁异常[7-8],因而利用海洋磁力仪可探测埋设海底管道的平面坐标位置[9-10],配合磁异常解译手段就能确定管道的埋藏深度[11]。无外界磁场影响的理想情况下,海底管道符合无限长圆柱体的磁性体产生的磁异常强度[12-13]表达式为

式中,ΔT为磁异场强度；μ0为真空中的磁导率；h为管道圆柱体中心到磁力仪拖体的垂直距离；ms为有效线磁化强度(磁矩)；……