專利名稱：一種地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下儲(chǔ)氣井安全狀況檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及對(duì)地下儲(chǔ)氣 井金屬井筒的腐蝕、疲勞裂紋的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
地下儲(chǔ)氣井具有安全性較強(qiáng)、儲(chǔ)氣量大、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，得到越 來越廣泛的應(yīng)用。儲(chǔ)氣井在長期使用過程中，金屬井筒會(huì)出現(xiàn)腐蝕、疲勞
裂紋等缺陷，成為影響儲(chǔ)氣井安全使用的重要因素。SY/T 6535-2002高壓 氣地下儲(chǔ)氣井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需要定期對(duì)儲(chǔ)氣井進(jìn)行無損檢測(cè)，專利號(hào)ZL 200720079604.5的中國專利文獻(xiàn)"CNG儲(chǔ)氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置"提供了一種 CNG儲(chǔ)氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置，該裝置是由罩在儲(chǔ)氣套管超出地面上部周圍的 氣體集氣罩、安裝在錨固橫梁上的套管位移傳感器、套管形變壓力傳感器、 安在氣體集氣罩上的氣體泄露檢測(cè)儀及安在儲(chǔ)氣套管充氣管線上的儲(chǔ)氣井 壓力傳感器組成，四個(gè)傳感器有電纜線連接到數(shù)據(jù)處理器上，再通過有線 傳輸?shù)紺NG氣站值班室。該技術(shù)方案通過四方面的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)CNG儲(chǔ) 氣井氣體泄露的監(jiān)控，但是對(duì)使用過程中金屬井筒出現(xiàn)的腐蝕、疲勞裂紋 等缺陷無法檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，對(duì)使用過程中金屬井 筒的腐蝕、疲勞裂紋等現(xiàn)象有效檢測(cè)。
一種地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，由地面處理部分1和井下探測(cè)部 分2構(gòu)成，所述地面處理部分1包括電源單元3、絞車單元4、上位計(jì)算機(jī)5、顯示器6及數(shù)據(jù)接收單元8，其中電源單元3分別與絞車單元4、上位 計(jì)算機(jī)5、顯示器6、數(shù)據(jù)接收單元8連接，上位計(jì)算機(jī)5分別與絞車單元 4、顯示器6、和數(shù)據(jù)接收單元8連接；
所述井下探測(cè)部分2包括漏磁傳感器9、超聲波傳感器IO、漏磁信號(hào) 處理模塊ll、超聲波信號(hào)處理模塊12、第一A/D轉(zhuǎn)換單元13、第二A/D 轉(zhuǎn)換單元14、嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20及位置距離記錄單元21，其中漏磁傳感 器9通過漏磁信號(hào)處模塊11連接第一 A/D轉(zhuǎn)換單元13，超聲波傳感器10 通過超聲波信號(hào)處理模塊12連接第二 A/D轉(zhuǎn)換單元14，位置距離記錄單 元21分別與第一、第二A/D轉(zhuǎn)換單元13， 14的輸入端相連接，第一、第 二 A/D轉(zhuǎn)換單元13， 14的輸出端和嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20的輸入端相連接； 嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20的輸出端與數(shù)據(jù)接收單元8的輸入端相連接。
本發(fā)明綜合漏磁檢測(cè)和超聲波檢測(cè)的特點(diǎn)，對(duì)使用過程中金屬井筒的 腐蝕、疲勞裂紋等現(xiàn)象有效檢測(cè)，具有可靠性高，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的檢測(cè)裝置總體結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明的井下裝置中嵌入式微機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖3為本發(fā)明的井下裝置中傳感器布置圖4為本發(fā)明的檢測(cè)裝置實(shí)施圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括地面處理部分1和井下探測(cè)部分2，兩者之間 通過鎧裝電纜實(shí)現(xiàn)電源和信號(hào)的連接。其中井下探測(cè)部分2包括漏磁傳感 器9、漏磁信號(hào)處理模塊ll、第一A/D轉(zhuǎn)換單元13、超聲波傳感器IO、超 聲波信號(hào)處理模塊12、第二 A/D轉(zhuǎn)換單元14、嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20及位置 距離記錄單元21。地面處理部分1包括數(shù)據(jù)接收單元8、絞車單元4、上位 計(jì)算機(jī)5、顯示器6、打印機(jī)7及電源單元3。
如圖2所示，嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20包括用于數(shù)據(jù)采集與分析的第一、第
二嵌入式微機(jī)15、 16以及與第一、第二嵌入式微機(jī)15、 16相接的數(shù)據(jù)發(fā) 送單元19。還可增設(shè)分別與第一、第二嵌入式微機(jī)15、 16相接的第一存儲(chǔ) 器17和第二存儲(chǔ)器18。
位置距離記錄單元21由光電編碼器、彈性聯(lián)軸器和觸發(fā)電路組成，光 電編碼器通過彈性聯(lián)軸器連接在井下探測(cè)器的支撐輪上。檢測(cè)時(shí)，光電編 碼器實(shí)時(shí)測(cè)量井下探測(cè)器的位移，觸發(fā)電路觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換單元，控制嵌入 式微機(jī)20進(jìn)行信號(hào)采集。
如圖3所示，對(duì)儲(chǔ)氣井進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為克服檢測(cè)盲區(qū)，提高傳感器空 間分辨率，保證缺陷的檢出率，本發(fā)明中的漏磁傳感器9和超聲波傳感器 10可采用沿井筒內(nèi)表面周向等間距排列的傳感器陣列，并且根據(jù)井筒22不 同的直徑規(guī)格，其尺寸和數(shù)目也隨之不同。漏磁傳感器9的數(shù)目為16 64 個(gè)，超聲波傳感器10的數(shù)目為4 32個(gè)。
如圖4所示，本實(shí)施例的嵌入式微機(jī)15、 16采用ARM微處理器或PC104 工控機(jī)，上位計(jì)算機(jī)5采用筆記本計(jì)算機(jī)，檢測(cè)對(duì)象為地下儲(chǔ)氣井的金屬 井筒22，實(shí)施步驟如下
檢測(cè)前，將地面裝置1安裝于車載平臺(tái)上，檢測(cè)時(shí)，絞車單元4通過 鎧裝電纜23將漏磁傳感器9、漏磁信號(hào)處理模塊ll、超聲波傳感器IO、超 聲波信號(hào)處理模塊12、 A/D轉(zhuǎn)換單元13 (14)、嵌入式微機(jī)系統(tǒng)20以及位 置距離記錄單元21等組成的井下探測(cè)部分2送入儲(chǔ)氣井中。
檢測(cè)時(shí)，漏磁傳感器9獲取由井筒壁缺陷引起的磁場(chǎng)變化量信號(hào)，并 送入漏磁信號(hào)處理模塊11進(jìn)行放大和濾波，然后經(jīng)第一 A/D轉(zhuǎn)換單元13 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);超聲波傳感器10獲取由井筒壁缺陷引起的聲幅變化信號(hào)， 并送入超聲波信號(hào)處理模塊12進(jìn)行放大和濾波，然后經(jīng)第二 A/D轉(zhuǎn)換單元 14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。位置距離記錄單元21實(shí)時(shí)記錄井下裝置在儲(chǔ)氣井中的 位置，并分別觸發(fā)第一、二A/D轉(zhuǎn)換單元13、 14，控制嵌入式微機(jī)20進(jìn) 行信號(hào)采集，采集后的數(shù)字信號(hào)一方面存入第一、第二存儲(chǔ)器，另一方面 送入數(shù)據(jù)發(fā)送單元，通過鎧裝電纜傳輸?shù)降孛嫔系臄?shù)據(jù)接收單元8，上位計(jì) 算機(jī)5獲取信號(hào)進(jìn)行分析處理，確定被測(cè)金屬井筒22有無損傷缺陷，缺陷
的部位、數(shù)量、大小、分布等狀況，并在顯示器6上現(xiàn)場(chǎng)同步顯示和在打 印機(jī)7上打印檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果。
如果數(shù)據(jù)發(fā)送和接收單元出現(xiàn)故障，則在井下檢測(cè)完成后，將井下部 分2回收到車載平臺(tái)上，再將第一存儲(chǔ)器17和第二存儲(chǔ)器18中的數(shù)據(jù)輸 出給上位計(jì)算機(jī)5，以完成數(shù)據(jù)分析和處理。
權(quán)利要求
1、一種地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，由地面處理部分(1)和井下探測(cè)部分(2)構(gòu)成，其特征在于所述地面處理部分(1)包括電源單元(3)、絞車單元(4)、上位計(jì)算機(jī)(5)、顯示器(6)及數(shù)據(jù)接收單元(8)，其中電源單元(3)分別與絞車單元(4)、上位計(jì)算機(jī)(5)、顯示器(6)、數(shù)據(jù)接收單元(8)連接，上位計(jì)算機(jī)(5)分別與絞車單元(4)、顯示器(6)、和數(shù)據(jù)接收單元(8)連接；所述井下探測(cè)部分(2)包括漏磁傳感器(9)、超聲波傳感器(10)、漏磁信號(hào)處理模塊(11)、超聲波信號(hào)處理模塊(12)、第一A/D轉(zhuǎn)換單元(13)、第二A/D轉(zhuǎn)換單元(14)、嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)及位置距離記錄單元(21)，其中漏磁傳感器(9)通過漏磁信號(hào)處模塊(11)連接第一A/D轉(zhuǎn)換單元(13)，超聲波傳感器(10)通過超聲波信號(hào)處理模塊(12)連接第二A/D轉(zhuǎn)換單元(14)，位置距離記錄單元(21)分別與第一、第二A/D轉(zhuǎn)換單元(13，14)的輸入端相連接，第一、第二A/D轉(zhuǎn)換單元(13，14)的輸出端與嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)的輸入端相連接；嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)的輸出端與數(shù)據(jù)接收單元(8)的輸入端相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，其特 征在于，所述漏磁傳感器(9)為漏磁傳感器陣列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，其特 征在于，所述超聲波傳感器(10)為超聲波傳感器陣列。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，其特 征在于，所述嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)包括用于數(shù)據(jù)采集與分析的第一、第 二嵌入式微機(jī)(15， 16)以及與第一、第二嵌入式微機(jī)(15， 16)相接的 數(shù)據(jù)發(fā)送單元(19)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，其特征在于，所述嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)還包括分別與第一、第二嵌入式微機(jī) (15， 16)相接的第一存儲(chǔ)器(17)和第二存儲(chǔ)器(18)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的地下儲(chǔ)氣井金屬井 筒檢測(cè)裝置，其特征在于，所述嵌入式微機(jī)系統(tǒng)(20)的輸出端與數(shù)據(jù)接 收單元(8)的輸入端通過鎧裝電纜連接。
全文摘要
一種地下儲(chǔ)氣井金屬井筒檢測(cè)裝置，屬于地下儲(chǔ)氣井安全狀況檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括地面處理部分和井下探測(cè)部分，其中地面處理部分主要包括數(shù)據(jù)接收單元、絞車單元、上位計(jì)算機(jī)和顯示器，井下探測(cè)部分包括依次相接的漏磁傳感器、漏磁信號(hào)處理模塊、第一A/D轉(zhuǎn)換單元和相接的超聲波傳感器、超聲波信號(hào)處理模塊、第二A/D轉(zhuǎn)換單元，兩A/D轉(zhuǎn)換單元一端連接嵌入式微機(jī)系統(tǒng)，另一端連接位置距離記錄單元。本發(fā)明綜合漏磁檢測(cè)和超聲波檢測(cè)的特點(diǎn)，對(duì)使用過程中金屬井筒的腐蝕、疲勞裂紋等現(xiàn)象有效檢測(cè)，具有可靠性高，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17C13/00GK101358948SQ20081004895
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者棟 劉, 康宜華, 徐志遠(yuǎn), 武新軍, 琛 黃 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)