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科研实践是一条永无止境的道路——记电气自动化研究所刘金海教授

成绩属于过去,科研永远面向未来。2006年,刘金海开始在管道检测课题上投入精力。经过多年的研究与项目历练,他不断对现有装置进行深入研究与更新,在管道检测方向实现了技术创新与方法升级。在此过程中,刘金海及其课题组攻克了一个个具有挑战性的国际难题,做到了自主研发的管道内检测数据分析系统精度高于国际同类产品精度的一倍,达到国际领先水平。在陆地、海底管道检测上取得一定成绩后,他继续创新,对深海管道检测方法不断深入研究,用自己的行动证明创新始终继续,科技面向未来。

担起重任管道检测的先行者

2006年刘金海开始负责“流体输送管网的实时数据采集分析方法和高精度泄漏检测定位技术”的安装调试与升级工作。在项目推广、应用检测的关键时刻,刘金海与5名研究生一同前往济南开展中石化鲁皖成品油管道的调试工作。经过3个多月的不懈努力与昼夜奔波,调试工作顺利完成,这项技术在2007年获得了国家技术发明二等奖。

在长距离成品油输送管线检测取得成功后,成为管道检测“体检医生”的刘金海承担了中石油武汉原油长输管网项目。利用已有的经验,刘金海带领课题组一起进行现场布置调试,进行有针对性的软件升级。在3个多月的时间里,他在长江沿线5个省1000多公里的管线上来来回回跑了5趟,实现定位及时性与准确性的提升,顺利完成了项目工作,使检测系统适应长输原油输油管网。

在多个项目的历练下,刘金海与课题组迅速成长,顺利完成项目的新老交替、不断实现技术创新与突破,成为了一名优秀的管道“体检医生”。2012年,他领课题组将人工智能引入管道泄漏检测系统当中,取得了《基于小波和模式识别的流体输送管道泄漏检测方法及装置》的发明权。在接下来的几年,东北大学泄漏检测系统因其高性能与易用性,在国内迅速普及,市场份额由最初的5%升至30%以上,目前已经在全国20余省的1.1万公里管道上应用,得到用户的一致好评。

转换思路管道检测的创新者

作为具有前瞻性眼光的科研人员,刘金海深知检测漏油是亡羊补牢的被动应对只有研发管道内检测系统,定期地对管线进行体检,才能防患未然,最大限度地保证输油管线的安全。从2012年起,管网智能检测课题组与中海油签署了联合研发管道内检测系统的相关协议,课题组承担“海底管道漏磁内检测器研制-内检测器总体设计和数据分析系统开发”重大科技攻关课题的研发,该课题总经费1196万元。

在项目进行过程中,由于研发中关键数据的获取需要在海上采油平台上进行,刘金海与同事们在没有窗户的海上平台小屋中生活。海上条件复杂多变,遇到特殊天气无法回到岸边时,就在无人值守的海上平台过夜,等到天亮他又再次投入到紧张的工作中。经过几个月的数据采集,课题组得到了第一手的实验数据。在模型建立与设计中,他带领课题组与校外院士、国际知名专家共同商讨对策、拓展思路。经过无数个日夜的苦思冥想与反复测试,在众多专家学者的助力下,刘金海及其团队攻克了一个有一个难题。每每回想起这段经历,刘金海总是十分兴奋地“几年的努力终于有了收获,一下子有了种脚踏实地的感觉。想到团队将为企业解决了大问题,科研工作者的成就感油然而生。”

拓宽视野管道检测的推进者

刘金海与其团队在突破管道无损内检测系统理论瓶颈后,继续致力于内检测系统的应用与完善,并很快完成了我国第一套海底管道漏磁内检测器的研发。2015年10月,由东北大学主要参与研发的海底管道漏磁内检测器在中海油的两个海上油气开采平台分别进行了实用测试,并且与国际领先的同类系统进行了背靠背的验证。实验采用课题组研发的数据分析系统顺利完成数据读取,并准确判断出管道内缺陷的情况,精确度超过了预期,达到了国际先进水平。本次海底管道漏磁内检测关键技术的研发成功,标志着我国海底管道结束了依赖国外产品的“洋检测”时代,迎来具有自主知识产权的“体检医生”。

在攻克了陆地和海底管道内检测技术的难关后,刘金海又将目光投向深海管道检测这一更具挑战性的国际难题。刘金海及其课题组联合中海油和航天3院等单位,制定了详细的攻关研究计划并开始实施。2017年,“深海油气管道内外检测与故障诊断装备开发与示范应用”获批国家重点研发计划的重大科学仪器开发项目立项资助。

刘金海坚信:“不久的将来,利用大数据和人工智能等新技术,对漏磁检测后期数据进行分析处理,实现漏磁三轴信号与电磁内外缺陷检测信号的本质融合,利用缺陷反演机理模型、深海管道状态评估模型等,实现对管道缺陷的检测、量化以及安全周期评估,这些最新的技术将攻克所有深海管道检测关键难题,助推中国成为国际管道检测技术的引领者。