CN204613151U - 一种压缩天然气储气井无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩天然气储气井无损检测装置。它的特点是包括三脚架、绞车、绞车控制器和总控制器。三脚架的顶端有被动轮，被动轮的下方有检测装置。绞车上有缆绳，缆绳的外伸端通过三脚架上的被动轮变向后与检测装置的顶端呈固定连接。绞车通过导线与所述绞车控制器相连接，绞车控制器通过导线与总控制器相连接。检测装置包括呈竖直布置的柱体，该柱体内有数据采集器和电源控制器，柱体的下端有探头，探头上有微磁传感器，微磁传感器通过导线与数据采集器相连接，数据采集器通过导线与电源控制器，电源控制器通过导线与总控制器相连接。该装置采用微磁传感器对通过储气井井壁及井底封头的地磁场磁通量进行检测、分析，检测过程无需激励源，也无需传播介质，可靠性高，实现了对在役的压缩天然气地下储气井的安全、无损、精确检测。

Description

一种压缩天然气储气井无损检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测装置，具体说是可对在役的压缩天然气地下储气井井壁及井底封头的缺陷进行检测的无损检测装置。

背景技术

无损检测是在现代科学基础上产生和发展的检测技术，它借助先进的技术和仪器设备，在不损坏、不改变被检测对象理化状态的情况下，对被检测对象的内部及表面结构、性质、状态进行高灵敏度和高可靠性的检查和测试，借以评判它们的连续性、完整性、安全性以及其他性能指标。目前，无损检测的常用方法有超声检测法、涡流检测法、射线检测法、漏磁检测法等。

超声检测是利用超声波与物体的相互作用所提供的信息来实现的。声波能在金属中传播。这种方法的不足之处是超声波在空气中衰减很快，检测时一般要有声波的传播介质，如油或水等耦合剂。而对在役工作的储气井，超声检测是无法实施的。

涡流检测法是靠电磁感应原理工作的，所以涡流检测法可以检测工件的表面缺陷与近表面缺陷。涡流检测法的显著特点是对导电材料起作用，而不一定是铁磁材料，但对铁磁材料的效果较差。其次，待测工件表面的光洁度、平整度、边介等对涡流都有较大影响，因此常将涡流检测法用于对形状较规则、表面较光洁的铜管等非铁磁性工件的探伤检测。

射线检测法是利用电离辐射与物质间相互作用所产生的物理效应（如辐射强度的变化、散射等）以探测工件内部不连续、结构或厚度等的无损检测方法。射线检测法主要对于体积性缺陷探伤具有较高的灵敏度。其对于裂纹的检测受角度影响较大，故射线检测法适宜于体积性缺陷检测，而不适宜面积型缺陷检测。由于实际条件的限制，储气井在役工作时，胶片难以放置，故射线检测方法可行性较低。

漏磁检测法是检测缺陷处形成的漏磁通来进行探伤的，其只适用于铁磁材料，只有铁磁材料被磁化后，表面和近表面缺陷才能在工件表面形成漏磁通。同时漏磁检测中，磁化是实现检测的先决条件，它决定着被测对象能否产生出被测量和被分辨的磁场信号，同时也影响着检测信号的性能特征和测量装置的结构特征。漏磁检测的机理决定了检测装置的复杂性，也相应增加了检测***的不可靠性。

对在役的压缩天然气储气井井壁及井底封头缺陷的可视化无损检测，受检测环境影响较大，且缺乏定量的能力，目前尚无合适有效的视频观测***。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种压缩天然气储气井无损检测装置，该装置采用微磁传感器对通过储气井井壁及井底封头的地磁场磁通量进行检测、分析，检测过程无需激励源，也无需传播介质，可靠性高，实现了对在役的压缩天然气地下储气井的安全、无损、精确检测。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

    本实用新型的压缩天然气储气井无损检测装置的特点是包括三脚架、绞车、绞车控制器和总控制器。所述三脚架的顶端有被动轮，被动轮的下方有检测装置。所述绞车上有缆绳，缆绳的外伸端通过三脚架上的被动轮变向后与检测装置的顶端呈固定连接。所述绞车通过导线与所述绞车控制器相连接，绞车控制器通过导线与所述总控制器相连接。所述检测装置包括呈竖直布置的柱体，该柱体内有数据采集器和电源控制器，柱体的下端有探头，探头上有微磁传感器，微磁传感器通过导线与数据采集器相连接，数据采集器通过导线与电源控制器，电源控制器通过导线与所述总控制器相连接。

本实用新型的进一步改进方案是所述探头上有涡流位移传感器，柱体内有涡流前置放大器，涡流位移传感器通过导线与涡流前置放大器相连接，涡流前置放大器通过导线与所述电源控制器相连接。

本实用新型的进一步改进方案是所述探头上有高清摄像头，该高清摄像头通过导线与所述电源控制器相连接。

其中，所述柱体的上部为检测体，下部为扶正器，检测体的下端与扶正器的上端间通过第一双向连接盖相连接，扶正器的下端有第二双向连接盖。所述扶正器内有中心轴，中心轴的上端穿过第一双向连接盖深入在检测体内，中心轴的下端穿过第二双向连接盖与探头呈固定连接，且中心轴与第一双向连接盖、第二双向连接盖间均通过轴承呈转动配合，扶正器与探头间的那段中心轴外侧套有防护罩。所述电源控制器位于检测体，检测体内有减速机，电源控制器通过导线与减速机相连，减速机的输出端与中心轴的上端间通过齿轮呈联动配合。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本实用新型的压缩天然气储气井无损检测装置的柱体下端有探头，探头上有微磁传感器，微磁传感器通过导线与数据采集器相连接，数据采集器通过导线与电源控制器相连接，电源控制器通过导线与总控制器相连接，而该检测装置的柱体通过三脚架作为支撑，再通过绞车及被动轮控制其升降，因此该检测装置的柱体可以通过绞车控制伸入到压缩天然气地下储气井的任意位置，并通过微磁传感器检测大地磁场在储气井井壁及井底封头上的磁通量，利用数据采集器采集这些磁通量数据，并传送给总控制器进行分析，从而可实现检测在役地下储气井井壁及井底封头缺陷的目的。该检测装置是利用微磁传感器检测大地这一固有磁场在储气井井壁及井底封头上的磁通量，来实现在役压缩天然气地下储气井的无损检测，无需另外设置激励源，也不需要任何传播介质，安全性高；且其三脚架、被动轮和绞车的配合结构可实现探头对储气井的任何位置段进行连续、稳定的检测，检测数据精确，可靠性高。

在探头上增加设置涡流位移传感器，以及在探头的上传线路上设置涡流前置放大器，使得该检测装置具备涡流检测的功能，能够检测储气井管道是否因外力发生变形，使得该装置的检测功能更加多样化。

在探头上增加设置高清摄像头，使该检测装置在伸入地下储气井时，能够将井内的影像传输给总控制器并显示出来，将磁法的无损检测与可视化相结合，使得检测人员能够更加直观的判断井壁及井底封头的状况。

本实用新型检测装置的柱体采用检测体和扶正器同心相连的方式，并在扶正器内设置中心轴与探头相连，在检测体内设置减速机与中心轴相连，不但使得探头具备360度旋转探测的功能，还能够确保检测体、扶正器和探头始终同轴，提高了检测精度和设备的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的压缩天然气储气井无损检测装置的整体结构示意图；

图2是图1中检测装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的压缩天然气储气井无损检测装置包括三脚架1、绞车10、绞车控制器11和总控制器12。所述三脚架1的顶端有被动轮5，被动轮5的下方有检测装置。所述绞车10上有缆绳8，缆绳8的外伸端通过三脚架1上的被动轮5变向后与检测装置的顶端呈固定连接。所述绞车10通过导线与所述绞车控制器11相连接，绞车控制器11通过导线与所述总控制器12相连接。所述检测装置包括呈竖直布置的柱体，柱体的上部为检测体2，下部为扶正器3，检测体2的下端与扶正器3的上端间通过第一双向连接盖6相连接，扶正器3的下端有第二双向连接盖7。所述扶正器3内有中心轴16，中心轴16的上端穿过第一双向连接盖6深入在检测体2内，中心轴16的下端穿过第二双向连接盖7伸出在外，中心轴16与第一双向连接盖6、第二双向连接盖7间均通过轴承呈转动配合。所述检测体2内有电源控制器17和减速机13，电源控制器17通过导线与减速机13相连，减速机13的输出端与中心轴16的上端间通过齿轮呈联动配合。所述中心轴16的下端（即外伸端）连接有探头4，扶正器3与探头4间的那段中心轴16外侧套有防护罩21。所述探头4上有微磁传感器18、涡流位移传感器19和高清摄像头20，所述扶正器3内有数据采集器14和涡流前置放大器15，微磁传感器18通过导线与数据采集器14相连接，涡流位移传感器19通过导线与涡流前置放大器15相连接，数据采集器14、涡流前置放大器15和高清摄像头20均通过导线与所述电源控制器17相连接，电源控制器17通过导线与所述总控制器12相连接。

为了使检测装置的柱体在伸入地下储气井管道时能够移动顺畅，所述电源控制器17与总控制器12相连的导线从柱体的上端伸出，且该导线可以与绞车10上的缆绳8合并成一股电缆线，这样，柱体在下降时就不会受到导线的牵绊，柱体的下降距离也可以完全由绞车10上缆绳8的长度来决定。

本实用新型的压缩天然气储气井无损检测装置由电磁无损检测***和井下视频***组成。储气井筒壁缺陷的电磁无损检测是利用储气井井壁与地磁场的耦合效应，通过测量储气井筒壁的磁场强度、磁场衰减量判断损伤状况，通过测量涡流位移变化判断井径变化情况，综合二者结果对储气井整体质量特性进行检测及评估。通过对采集到的信号进行数据处理与成像来判断缺陷的位置和大小，实现对井壁、井底封头的局部腐蚀和裂纹缺陷的检测。该功能主要是由总控制器12控制检测***的磁法检测旋转装置（即减速机13、中心轴16、探头4的连接机构）实现对储气井底部封头的扫描。储气井井下视频观测***实质上是为实时全方位观测储气井内部状况的水下视频***。在对储气井进行无损检测的同时，能够全方位实时观测储气井内部的状况，当探头4在井底封头处旋转测量时，能够观测到探头4的工作情况，在辅助检测的前提下也为检测安全性提供了一定保障。将储气井井壁缺陷的电磁无损检测技术与储气井井下视频观测技术相结合，可以更加高效准确地对在役压缩天然气的地下储气井进行总体全面评价。

Claims (4)

1.一种压缩天然气储气井无损检测装置，其特征在于包括三脚架（1）、绞车（10）、绞车控制器（11）和总控制器（12）；所述三脚架（1）的顶端有被动轮（5），被动轮（5）的下方有检测装置；所述绞车（10）上有缆绳（8），缆绳（8）的外伸端通过三脚架（1）上的被动轮（5）变向后与检测装置的顶端呈固定连接；所述绞车（10）通过导线与所述绞车控制器（11）相连接，绞车控制器（11）通过导线与所述总控制器（12）相连接；所述检测装置包括呈竖直布置的柱体，该柱体内有数据采集器（14）和电源控制器（17），柱体的下端有探头（4），探头（4）上有微磁传感器（18），微磁传感器（18）通过导线与数据采集器（14）相连接，数据采集器（14）通过导线与电源控制器（17），电源控制器（17）通过导线与所述总控制器（12）相连接。

2.如权利要求1所述的压缩天然气储气井无损检测装置，其特征在于所述探头（4）上有涡流位移传感器（19），柱体内有涡流前置放大器（15），涡流位移传感器（19）通过导线与涡流前置放大器（15）相连接，涡流前置放大器（15）通过导线与所述电源控制器（17）相连接。

3.如权利要求1所述的压缩天然气储气井无损检测装置，其特征在于所述探头（4）上有高清摄像头（20），该高清摄像头（20）通过导线与所述电源控制器（17）相连接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的压缩天然气储气井无损检测装置，其特征在于所述柱体的上部为检测体（2），下部为扶正器（3），检测体（2）的下端与扶正器（3）的上端间通过第一双向连接盖（6）相连接，扶正器（3）的下端有第二双向连接盖（7）；所述扶正器（3）内有中心轴（16），中心轴（16）的上端穿过第一双向连接盖（6）深入在检测体（2）内，中心轴（16）的下端穿过第二双向连接盖（7）与探头（4）呈固定连接，且中心轴（16）与第一双向连接盖（6）、第二双向连接盖（7）间均通过轴承呈转动配合，扶正器（3）与探头（4）间的那段中心轴（16）外侧套有防护罩（21）；所述电源控制器（17）位于检测体（2），检测体（2）内有减速机（13），电源控制器（17）通过导线与减速机（13）相连，减速机（13）的输出端与中心轴（16）的上端间通过齿轮呈联动配合。