海底管道是海洋油气资源开发过程中不可或缺的组成部分。海底管道失效引发的事故通常会造成巨大的经济损失和严重的生态破坏,据统计,腐蚀破坏是造成海底管道失效的主要原因之一。海底管道的腐蚀防护普遍采用外防腐涂层与牺牲阳极阴极保护相结合的方式,但随着管道服役年限的增加,管道防腐涂层不断降解,牺牲阳极也消耗殆尽,其腐蚀防护系统面临着失效的风险。因此对海底管道的腐蚀防护状态检测成为石油天然气公司研究的重要课题之一,对海底管道的腐蚀防护状态进行高效且准确的检测具有重要的意义。本文的主要目的是对基于远地参比电极电位差测量的在役海底管道阴极保护电位检测方法进行可行性和精度验证,先后通过实验室缩比模型试验和数值模拟计算对该方法进行验证,为了进一步验证在实际尺度下以远地参比电极电位差测量为基础的海底管道电位检测方法的有效性和精确性,设计并开展了海底管道的电位检测实海试验。本文首先阐述了基于远地参比电极电位差测量的海底管道阴极保护电位检测方法的原理并介绍了缩比模型法和数值模拟方法的理论基础,在此基础上设计并开展了实验室缩比模型论证试验,将海底管道缩放到实验室水池内可操作的尺寸进行电位检测对比试验,以传统接地法测得电位作为参照,初步证明了本文研究的电位检测方法的有效性和准确性;然后通过数值模拟技术对试验管道模型进行建模分析,数值模拟的结果与试验结果相互印证,增强缩比模型试验结果的可靠性,并对管道周围环境电场的分布特点进行分析。为了进一步对基于远地参比电极电位差测量的海底管道阴极保护电位检测技术的有效性和精确性进行验证,在实海环境下建立了总长超过一百米的实际尺度的海底管道试验模型,对实海试验工况和试验过程进行了详细设计,并依据电位检测原理研制了两套可实现海底管道定位的移动式电位检测装置,经实海测试选出了由ROV搭载的电位检测装置来完成实海试验,实海试验结果证明了基于远地参比电极电位差测量的电位检测方法是有效的且具有较高的检测精度。