埋地管道瞬变电磁检测理论与应用

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 埋地管道检测背景和现状 1
1.2 瞬变电磁法简介 2
1.3 瞬变电磁法的发展和埋地管道检测中存在的问题 3
1.4 本书主要内容 6
1.5 本章小结 6
参考文献 6
第2章 瞬变电磁检测埋地管道腐蚀的基本理论 10
2.1 瞬变电磁检测原理 10
2.2 瞬变电磁检测装置 11
2.3 埋地管道瞬变电磁响应过程 12
2.4 瞬变电磁检测中的信号 13
2.4.1 激励信号 13
2.4.2 接收信号 14
2.5 激励信号参数对观测结果的影响 17
2.5.1 脉冲宽度的影响 17
2.5.2 关断时间的影响 18
2.6 信号采样方法 19
2.6.1 模拟积分采样 19
2.6.2 数字化叠加采样 20
2.6.3 模拟积分-数字化叠加采样 21
2.7 均匀半空间的瞬变电磁场 22
2.7.1 均匀大地表面的瞬变电磁场 22
2.7.2 瞬变电磁场等效计算 23
2.7.3 埋地管道的瞬变电磁响应范围 25
2.7.4 剩余壁厚计算方法 25
2.8 本章小结 27
参考文献 27
第3章 埋地管道腐蚀模型瞬变电磁响应三维正演模拟 29
3.1 广义麦克斯韦方程组 29
3.2 时域有限差分算法的迭代方程 31
3.3 解的数值稳定性 35
3.4 数值色散 36
3.5 非均匀网格剖分算法 37
3.5.1 网格剖分规则 37
3.5.2 非均匀网格对称算法 38
3.6 共形网格 42
3.7 吸收边界条件 45
3.7.1 Mur吸收边界条件 46
3.7.2 PML吸收边界条件 47
3.7.3 CPML吸收边界条件 48
3.8 激励源和初始条件 50
3.9 地空边界的处理 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 电磁场扩散云图 57
3.11.3 磁场与感应电动势的关系 60
3.11.4 腐蚀缺陷的瞬变电磁响应 63
3.11.5 不同传输介质的瞬变电磁响应 66
3.11.6 不同管径的瞬变电磁响应 68
3.11.7 不同腐蚀化合物和土壤的瞬变电磁响应 69
3.11.8 不同埋深的瞬变电磁响应 71
3.12 有限元仿真对比分析 72
3.12.1 模型方案 72
3.12.2 不同壁厚的瞬变电磁响应 73
3.12.3 不同关断时间的瞬变电磁响应 74
3.12.4 不同线圈参数的瞬变电磁响应 75
3.13 本章小结 76
参考文献 76
第4章 埋地管道模型瞬变电磁检测试验 78
4.1 检测仪器和装置 78
4.1.1 发射线圈分析 79
4.1.2 接收线圈分析 82
4.1.3 改进的聚磁装置 84
4.2 时域有限差分仿真结果的验证试验 87
4.2.1 不同腐蚀长度与腐蚀深度的模型试验 88
4.2.2 不同管径与埋深的模型试验 95
4.3 连续检测模型试验 99
4.3.1 连续检测方法 99
4.3.2 试验模型 100
4.3.3 试验结果 101
4.3.4 影响因素分析 104
4.4 并行埋地管道模型试验 106
4.4.1 试验模型和方案 106
4.4.2 试验结果 108
4.5 实际工况模拟试验 118
4.5.1 壁厚不同的管道检测 118
4.5.2 交叉管道检测 119
4.5.3 盗油阀门检测 121
4.5.4 盗油阀门与交叉管道的对比试验 126
4.6 本章小结 127
参考文献 128
第5章 瞬变电磁检测埋地管道野外工作方法和工程应用 129
5.1 瞬变电磁检测野外工作流程 129
5.2 数据处理方法 131
5.2.1 噪声来源分析 132
5.2.2 多次叠加消噪 133
5.2.3 异常点剔除 134
5.2.4 分离一次磁场 135
5.2.5 平滑滤波 137
5.3 数据处理软件 139
5.4 石油管道检测 141
5.4.1 老任河石油管道检测 141
5.4.2 三河生态活力公园石油管道检测 143
5.4.3 赛罕塔拉石油管道检测 144
5.4.4 马村盗油阀门检测 146
5.5 天然气管道检测 149
5.5.1 石西油田天然气管道检测 149
5.5.2 大鲁店附近天然气管道检测 150
5.5.3 京藏高速某段天然气管道检测 153
5.5.4 长庆油田天然气管道检测 155
5.5.5 昌平区某段天然气管道检测 157
5.6 热力管道检测 158
5.6.1 呼和浩特市热力管道检测 158
5.6.2 天津市热力管道检测 160
5.7 本章小结 162
参考文献 162
第6章 总结和展望 164
6.1 总结 164
6.2 展望 166