一种海底管道涂层修复装置及修复方法与流程

1.本发明涉及海底管道维保技术领域，尤其涉及一种海底管道涂层修复装置及修复方法。


背景技术：

2.海底管道作为跨海供水系统、海上油气系统的重要组成部分之一，由于其常年浸没于海水中，因此，为了提高使用寿命和稳定性，目前海底管道表面通常会施加防腐涂层，同时建立牺牲阳极系统来保证海底管道的防腐能力，对于一些特殊介质，还会在管道内壁施加防腐涂层。然而由于海底管道的使用环境较为复杂，因此，其表面的涂层可能会因为海底砂石或其他杂物的碰撞而发生外力伤口导致涂层缺陷，还有可能因为内部介质的影响而发生由内至外的管道腐蚀，尤其是在不同管道的连接部之间，其由于通过焊接来实现管道的固定，管道表面的涂层可能因为焊接高温而导致发生损坏或因为高温而导致使用寿命下降，从而在涂层失效后，引发管道锈蚀问题；当前针对管道涂层的损伤修复方式大多是依赖人工或者远程操控水下机器人进行辅助，其在策略上较为笼统，同时修复目标大多仅在于复原，没有进一步深入到修复区域的加强，而二次施工的管道区域容易因为其他不定因素导致该区域的耐用性不及预期，因此，如何提高管道涂层的修复耐用性，同时在涂层修复时，能够简单便利地对其进行二次防护处理，是非常具有现实意义的研究课题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种实施可靠、操作灵活且修复区域耐用性强的海底管道涂层修复装置及修复方法。
4.为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
5.一种海底管道涂层修复方法，用于海底管道防腐涂层的修复，其包括：
6.s01、定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息；
7.s02、根据涂层缺陷位置信息，获取涂层缺陷影像，然后根据涂层缺陷影像对缺陷情况进行判断，获得判断结果；
8.s03、根据判断结果和涂层缺陷位置信息，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理；
9.s04、按照预设条件在经处理的管道涂层缺陷位置进行施加涂层，然后对应在海底管道外周侧设置防护层，完成海底管道涂层修复。
10.作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述涂层缺陷位置信息包括涂层缺陷位于海底管道管身的坐标位置，该坐标位置参照的原点位置按照预设条件设置；
11.所述判断结果包括：涂层外力损伤缺陷和/或涂层锈蚀剥离缺陷。
12.作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理包括：
13.根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的涂层进行
清除处理。
14.除此之外，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，所述判断结果为涂层外力损伤缺陷，所述涂层缺陷位置信息对应指向为海底管道两端之间的管身外侧壁时，所述按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理的方法为：
15.根据涂层缺陷位置信息，进一步判断涂层缺陷位置是否存在泄露；
16.当不存在泄露点时，根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的涂层进行清除处理；
17.s04包括：
18.在经清理的管道区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道外侧壁上的保留的原涂层将管道外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
19.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层，完成海底管道涂层修复。
20.除此之外，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，所述判断结果为涂层锈蚀剥离缺陷，所述涂层缺陷位置信息对应指向为不同海底管道连接部之间时，所述按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理的方法为：
21.根据涂层缺陷位置信息，进一步判断涂层缺陷位置是否存在泄露；
22.当存在泄露点时，根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的管道内侧壁和外侧壁的涂层进行清除处理，还对泄露点的锈蚀区域进行预处理；
23.s04包括：
24.对涂层缺陷位置的海底管道进行锈蚀点填补；
25.在经清理的管道区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道内侧壁和外侧壁上保留的原涂层将管道内侧壁和外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
26.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层，完成海底管道涂层修复。
27.作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03还包括：
28.当存在泄露点时，按预设条件对泄露点进行评估判断；
29.当判断结果为泄露点位于不同海底管道连接部之间的焊接部且泄露点大于预设规格时，还对泄露点进行打磨清理，使泄露点预设范围的主体部分被清除，该清除的主体部分覆盖泄露点的锈蚀区域。
30.作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s04中，对涂层缺陷位置的海底管道进行锈蚀点填补的方式为焊接填补。
31.作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s04中，当泄露点位于不同海底管道连接部之间的焊接部且泄露点大于预设规格时，s03还包括：
32.对泄露点预设区域范围的焊接部进行打磨去除；
33.s04包括：
34.通过焊接填补的方式将经打磨清理的泄露点进行填充，然后再对其进行打磨，使填充区域与海底管道的内侧壁或外侧壁相平；
35.在经清理的管道内侧壁区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道内侧壁上保留的原涂层将管道内侧壁上的预设防腐区域覆盖；
36.在不同海底管道连接部之间的焊接部穿置衬垫且对衬垫两端进行填充树脂使衬垫被粘接固定在海底管道内壁上，同时对树脂超出衬垫两端的部分进行整形，使其表面呈
弧形；
37.对不同海底管道连接部之间去除的焊接部进行重新焊接；
38.在经清理的管道外侧壁区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道外侧壁上保留的原涂层将管道外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
39.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层，完成海底管道涂层修复。
40.作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s01中，定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息包括：
41.投放装载有影像获取单元且可在海底管道外侧壁行进的管道机器人；
42.根据管道机器人的投放位置，按预设条件设定定位坐标原点；
43.驱动管道机器人，使其沿海底管道外侧壁行进，同时通过影像获取单元实时摄取海底管道侧壁的影像，以及实时获取管道机器人的移动信息并结合坐标原点建立管道机器人的行进轨迹信息；
44.将影像获取单元实时摄取的影像进行预处理后，导入到检测神经网络中进行识别处理，输出识别结果且将识别结果与管道机器人的行进轨迹关联；
45.获取识别结果，当识别结果为存在涂层缺陷时，将识别结果、影像获取单元对应摄取的影像和影像对应的管道机器人位置进行关联后输出，生成涂层缺陷位置信息。
46.基于上述，本发明还提供一种海底管道涂层修复装置，其包括：
47.定位检测单元，用于定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息，其包括可在海底管道外侧壁行进的第一管道机器人和装载在第一管道机器人上的影像获取单元，以及加载有检测神经网络且用于对影像获取单元摄取影像进行检测判断的服务器，所述服务器还用于记录管道机器人行进轨迹和用于根据涂层缺陷位置信息，获取涂层缺陷影像，然后根据涂层缺陷影像对缺陷情况进行判断，获得判断结果；
48.管道预处理单元，用于根据判断结果和涂层缺陷位置信息，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理，其包括用于在管道外侧壁行进的第二管道机器人和用于在管道内行进的第三管道机器人，以及加载在第二管道机器人上的第一打磨组件、加载在第三管道机器人上的第二打磨组件；其中，第一打磨组件用于管道外侧壁打磨，第二打磨组件用于管道内侧壁打磨；
49.修补单元，用于按照预设条件在经处理的管道涂层缺陷位置进行填补和施加涂层，以及对应在海底管道外周侧设置防护层，完成海底管道涂层修复，其包括：第一涂层喷涂组件、缠绕组件、焊接组件、第二涂层喷涂组件、夹持组件和施胶组件；其中，第一涂层喷涂组件、缠绕组件、焊接组件均加载设置在第二管道机器人上，第二涂层喷涂组件、夹持组件和施胶组件均加载设置在第三管道机器人上；另外，所述第一涂层喷涂组件用于对管道外侧壁进行喷涂涂层，所述第二涂层喷涂组件用于对管道内侧壁进行喷涂涂层，所述焊接组件用于对管道泄漏点进行焊接填补和不同管道之间的结合部进行焊接固定，所述缠绕组件用于将防护层缠绕设置在管道外侧壁上，所述夹持组件用于将衬垫穿入到管道内部，所述施胶组件用于对衬垫进行填充树脂使衬垫被粘接固定在海底管道内壁上；
50.控制单元，与定位检测单元、管道预处理单元和修补单元连接且对应控制其工作启闭。
51.采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本发明方案
巧妙性通过对海底管道涂层缺陷位置进行定位后，结合所定位的海底管道缺陷图像来判断缺陷类型，通过所判断出的缺陷类型来实施不同的针对性修复方案，使得海底管道涂层缺陷为外力损伤缺陷或涂层修饰剥离缺陷等情况时，能够采用不同的修复策略进行修复，同时还通过设置防护层的方式来对涂层修复区域进行结构加强，提高修复后区域的结构可靠性和提高其使用寿命和稳定性。
附图说明
52.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
53.图1是本发明方案方法的实施流程示意图；
54.图2是本发明方案中海底管道正常使用时的结构简要示意图；
55.图3是本发明方案中海底管道的外侧壁出现涂层外力损伤时的示意图；
56.图4是本发明方案中海底管道的外侧壁出现涂层外力损伤进行修复后的示意图；
57.图5是本发明方案中海底管道的涂层为锈蚀损伤泄露时的示意图之一；
58.图6是本发明方案中海底管道的涂层为锈蚀损伤泄露时，对管道内流体进行停止输送和对涂层、泄露点进行处理的简要示意图；
59.图7是本发明方案中海底管道的涂层为锈蚀损伤泄露时，对其完成修复后的简要示意图之一；
60.图8是图7中a处的局部结构放大示意图；
61.图9是本发明方案中海底管道的涂层为锈蚀损伤泄露时，对其完成修复后的简要示意图之二；
62.图10是图9中b处的局部结构放大示意图；
63.图11是本发明方案装置的简要连接原理示意图。
具体实施方式
64.下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
65.如图1所示，本实施例方案一种海底管道涂层修复方法，用于海底管道防腐涂层的修复，其包括：
66.s01、定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息；
67.s02、根据涂层缺陷位置信息，获取涂层缺陷影像，然后根据涂层缺陷影像对缺陷情况进行判断，获得判断结果；
68.s03、根据判断结果和涂层缺陷位置信息，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理；
69.s04、按照预设条件在经处理的管道涂层缺陷位置进行施加涂层，然后对应在海底
管道外周侧设置防护层，完成海底管道涂层修复。
70.其中，为了能够方便在定位时及时将涂层缺陷位置的准确信息进行记录和反馈，本方案所述涂层缺陷位置信息包括涂层缺陷位于海底管道管身的坐标位置，该坐标位置参照的原点位置按照预设条件设置。
71.具体的，本方案s01中，定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息包括：
72.s011、投放装载有影像获取单元且可在海底管道外侧壁行进的管道机器人；
73.s012、根据管道机器人的投放位置，按预设条件设定定位坐标原点(例如通过人工在管道上选定一个标记点作为原点，亦或者其他方式选取参照物作为原点)；
74.s013、驱动管道机器人，使其沿海底管道外侧壁行进，同时通过影像获取单元实时摄取海底管道侧壁的影像，以及实时获取管道机器人的移动信息并结合坐标原点建立管道机器人的行进轨迹信息；
75.s014、将影像获取单元实时摄取的影像进行预处理后，导入到检测神经网络中进行识别处理，输出识别结果且将识别结果与管道机器人的行进轨迹关联；
76.s015、获取识别结果，当识别结果为存在涂层缺陷时，将识别结果、影像获取单元对应摄取的影像和影像对应的管道机器人位置进行关联后输出，生成涂层缺陷位置信息。
77.而对于检测神经网络的训练上，本方案可以通过将具有涂层缺陷的管道图像进行标注是否存在缺陷后，将标注结果和管道图像作为训练集输入到神经网络中，然后再选取部分管道图像进行标注后，作为验证数据导入到经训练的神经网络中进行验证，最终神经网络经训练和验证后，获得经收敛的神经网络，即检测神经网络。
78.本方案s02中所述判断结果包括：涂层外力损伤缺陷和/或涂层锈蚀剥离缺陷。
79.其中，判断结果可以通过人工或者借助神经网络进行辅助，而借助判断神经网络时，该神经网络的训练也可以参考检测神经网络的训练进行获取，即通过将具有涂层缺陷的管道图像进行标注缺陷类型后，将标注结果和管道图像作为训练集输入到神经网络中，然后再选取部分具有涂层缺陷的管道图像进行标注缺陷类型后，作为验证数据导入到经训练的神经网络中进行验证，最终神经网络经训练和验证后，获得经收敛的神经网络，即判断神经网络。
80.由于涂层缺陷的修复往往不能局限于单个缺陷位置的局部修复，为了保证修复后的耐用性，通常情况下，需要对涂层缺陷区域预设范围的涂层也进行二次施工，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理包括：
81.根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的涂层进行清除处理。
82.结合图2至图4之一所示，作为本实施例方案的其中一种涂层缺陷情况，其示出了海底管道1、附着在其外侧壁和内侧壁上的涂层2、水泥配重层3，当海底管道1的涂层缺陷4位于海底管道1的外侧壁时，本方案s03中，所述判断结果为涂层外力损伤缺陷，所述涂层缺陷位置信息对应指向为海底管道两端之间的管身外侧壁时，所述按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理的方法为：
83.根据涂层缺陷位置信息，进一步判断涂层缺陷位置是否存在泄露；
84.当不存在泄露点时，根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的涂层进行清除处理；
85.s04包括：
86.在经清理的管道区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道外侧壁上的保留的原涂层将管道外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
87.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层5，完成海底管道涂层修复；其中，该防护层5可以预涂有胶粘剂的玻纤带。
88.在图2所示的基础上，进一步结合图5至图8之一所示，除上述例子之外，作为本实施例方案的另一种涂层缺陷情况，其示出了海底管道1、附着在其外侧壁和内侧壁上的涂层2、水泥配重层3，当海底管道1的涂层缺陷为锈蚀缺陷6且位于海底管道1的两端之间时，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，所述判断结果为涂层锈蚀剥离缺陷，所述涂层缺陷位置信息对应指向为海底管道两端之间时，所述按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理的方法为：
89.根据涂层缺陷位置信息，进一步判断涂层缺陷位置是否存在泄露；
90.当存在泄露点时，根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的管道内侧壁和外侧壁的涂层进行清除处理，还对泄露点的锈蚀区域进行预处理；
91.s04包括：
92.对涂层缺陷位置的海底管道进行锈蚀点填补；
93.在经清理的管道区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道内侧壁和外侧壁上保留的原涂层将管道内侧壁和外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
94.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层5，完成海底管道涂层修复；其中，该防护层5可以预涂有胶粘剂的玻纤带。
95.在图2所示的基础上，进一步结合图9或图10所示，除上述例子之外，作为本实施例方案的又一种涂层缺陷情况，其示出了海底管道1、附着在其外侧壁和内侧壁上的涂层2、水泥配重层3，当海底管道1的涂层缺陷为锈蚀缺陷6且位于不同海底管道1连接部之间时，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，所述判断结果为涂层锈蚀剥离缺陷，所述涂层缺陷位置信息对应指向为不同海底管道连接部之间时，所述按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理的方法为：
96.根据涂层缺陷位置信息，进一步判断涂层缺陷位置是否存在泄露；
97.当存在泄露点时，按预设条件对泄露点进行评估判断；
98.当判断结果为泄露点位于不同海底管道连接部之间的焊接部且泄露点大于预设规格时，根据涂层缺陷位置信息按照预设条件对管道涂层缺陷位置预设范围的管道内侧壁和外侧壁的涂层进行清除处理，还对泄露点进行打磨清理，使泄露点预设范围的主体部分被清除，该清除的主体部分覆盖泄露点的锈蚀区域，同时，还对泄露点预设区域范围的焊接部进行打磨去除。
99.s04包括：
100.通过焊接填补的方式将经打磨清理的泄露点进行填充，然后再对其进行打磨，使填充区域与海底管道的内侧壁或外侧壁相平；
101.在经清理的管道内侧壁区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道内侧壁上保留的原涂层将管道内侧壁上的预设防腐区域覆盖；
102.在不同海底管道连接部之间的焊接部穿置衬垫且对衬垫两端进行填充树脂使衬
垫被粘接固定在海底管道内壁上，同时对树脂超出衬垫两端的部分进行整形，使其表面呈弧形；
103.对不同海底管道连接部之间去除的焊接部进行重新焊接；
104.在经清理的管道外侧壁区域喷涂涂层，使新施加的涂层与管道外侧壁上保留的原涂层将管道外侧壁上的预设防腐区域覆盖；
105.在施加涂层对应的海底管道外周侧缠绕防护层5，完成海底管道涂层修复，其中，该防护层5可以预涂有胶粘剂的玻纤带。
106.其中，衬垫包括：
107.第一衬垫8，为弹性材料，其环绕设置在海底管道1的内部且与泄露点所在位置对应并贴合在海底管道1内侧壁，其中，为了提高贴合性，第一衬垫8接近海底管道1内侧壁的部分涂覆有胶粘剂，且海底管道1进行焊接填补时，将第一衬垫8与海底管道1的泄露点所在区域一并焊接固定；
108.第二衬垫8，为环形结构，其并行穿置在不同海底管道1的连接部之间，其轴向中部对应第一衬垫8设置有避让槽72，其远离海底管道1侧壁的周侧亦涂覆有涂层71，为了避免焊接填补时，第一衬垫8将热量过多传递到第二衬垫8，致使第二衬垫8上的涂层71发生开裂、剥离或其他不良情况，避让槽72与第一衬垫8之间设有隔热层81，该隔热层81可以为低导热系数材料制成的隔热涂料、隔热胶粘剂或隔热垫；第二衬垫8的两端接近海底管道1内壁的侧壁上还均设有开槽74，该开槽74上套设有o型密封圈，本方案中，树脂填充衬垫后，形成胶粘块9。
109.结合图11所示，基于上述，本实施方案还提供一种海底管道涂层修复装置，其包括：
110.定位检测单元，用于定位海底管道涂层缺陷位置，获取涂层缺陷位置信息，其包括可在海底管道外侧壁行进的第一管道机器人和装载在第一管道机器人上的影像获取单元，以及加载有检测神经网络且用于对影像获取单元摄取影像进行检测判断的服务器，所述服务器还用于记录管道机器人行进轨迹和用于根据涂层缺陷位置信息，获取涂层缺陷影像，然后根据涂层缺陷影像对缺陷情况进行判断，获得判断结果；
111.管道预处理单元，用于根据判断结果和涂层缺陷位置信息，按照预设条件对管道涂层缺陷位置进行处理，其包括用于在管道外侧壁行进的第二管道机器人和用于在管道内行进的第三管道机器人，以及加载在第二管道机器人上的第一打磨组件、加载在第三管道机器人上的第二打磨组件；其中，第一打磨组件用于管道外侧壁打磨，第二打磨组件用于管道内侧壁打磨；
112.修补单元，用于按照预设条件在经处理的管道涂层缺陷位置进行填补和施加涂层，以及对应在海底管道外周侧设置防护层，完成海底管道涂层修复，其包括：第一涂层喷涂组件、缠绕组件、焊接组件、第二涂层喷涂组件、夹持组件和施胶组件；其中，第一涂层喷涂组件、缠绕组件、焊接组件均加载设置在第二管道机器人上，第二涂层喷涂组件、夹持组件和施胶组件均加载设置在第三管道机器人上；另外，所述第一涂层喷涂组件用于对管道外侧壁进行喷涂涂层，所述第二涂层喷涂组件用于对管道内侧壁进行喷涂涂层，所述焊接组件用于对管道泄漏点进行焊接填补和不同管道之间的结合部进行焊接固定，所述缠绕组件用于将防护层缠绕设置在管道外侧壁上，所述夹持组件用于将衬垫穿入到管道内部，所
述施胶组件用于对衬垫进行填充树脂使衬垫被粘接固定在海底管道内壁上；
113.控制单元，与定位检测单元、管道预处理单元和修补单元连接且对应控制其工作启闭。
114.需要说明的是，本实施方案的装置为组合性发明，其将本领域中的多个现有的管道施工组件、监测组件进行加载组合形成；因此，不再就具体结构和原理做进一步赘述。
115.以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。