[發明專利]一種用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統及其設計方法

無效

• 申請號: 201010605979.7
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102175773A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 曹靜;武湛君;張恩勇;王奕首;陳嚴飛;柳敏靜;馬書義;沙勇;趙劍
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;大連理工大學
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：其包括多個探頭系統單元模塊、快鎖機構、連接軸和容設在所述探頭系統單元模塊中的氣囊，各個所述探頭系統單元模塊通過所述連接軸連接，且相鄰的兩個所述探頭系統單元模塊能繞所述連接軸旋轉，構成柔性結構；連接成一體的各個所述探頭系統單元模塊圈裹在被測海洋管道外表面周向上，由所述快鎖機構將首尾兩個所述探頭系統單元模塊連接卡緊，呈環狀定位在所述被測海洋管道外表面周向上；所述探頭系統單元模塊還以防水材料密封。

2.如權利要求1所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：每一所述探頭系統單元模塊由一多模式探頭模塊和一卡具模塊構成，所述多模式探頭模塊和所述卡具模塊通過兩個定位銷連接固定。

3.如權利要求2所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述多模式探頭模塊具有一探頭模塊基座，所述探頭模塊基座為長方體，其與所述被測海洋管道接觸的面上開設有一個以上用于安裝探頭的探頭凹槽，所述探頭凹槽成線性陣列，縱波探頭和扭轉波探頭間隔設置在各所述探頭凹槽中，所述探頭凹槽的深度小于各所述縱波探頭和扭轉波探頭的高度，所述探頭凹槽底部還開設有一用于安裝探頭電源接口的探頭電源安裝槽，所述探頭模塊基座內部開設有電源線槽與所述探頭電源安裝槽連通，所述探頭模塊基座的另一側面上開設有兩個連接所述卡具模塊的盲孔，所述探頭模塊基座的一端面上還開設有一安裝多模式探頭模塊外部電源接口的凹槽，所述凹槽的底部與所述電源線槽連通。

4.如權利要求2或3所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述卡具模塊具有一卡具模塊基座和兩個卡具模塊連接件，所述卡具模塊基座為一中段向內凹的長方塊體，兩個所述卡具模塊連接件分別固定在所述卡具模塊基座兩側，所述卡具模塊連接件朝向外側的一面上分別設有供所述連接軸穿設的安裝件，所述卡具模塊基座兩端設有與所述探頭模塊基座的盲孔相對應的通孔，兩所述通孔中心軸線之間的距離由所檢測的管道外徑和設置的多模式探頭模塊數量確定。

5.如權利要求2或3所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述氣囊設置在所述卡具模塊基座中段的內凹處，所述氣囊能首尾連接成環狀，所述氣囊上裝有氣嘴，以連接外部充氣裝置進行充氣。

6.如權利要求4所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述氣囊設置在所述卡具模塊基座中段的內凹處，所述氣囊能首尾連接成環狀，所述氣囊上裝有氣嘴，以連接外部充氣裝置進行充氣。

7.如權利要求1或2或3或4或5或6所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述探頭系統單元模塊上的防水材料設置在所述多模式探頭模塊中的每一探頭與所述探頭凹槽接合的部位、所述探頭模塊基座的電源線槽與所述多模式探頭模塊外部電源接口的接合部位。

8.如權利要求7所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述防水材料為聚氨酯防水材料。

9.如權利要求1至8任一所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述快鎖機構由移動快鎖座、固定快鎖座、快鎖連接件及快鎖手柄組成，所述移動快鎖座和固定快鎖座分別安裝在首尾兩個卡具模塊基座上；所述快鎖手柄一端通過銷軸安裝在所述固定快鎖座上，并能繞所述銷軸的中心旋轉；所述快鎖連接件一端為可轉動的連接在所述快鎖手柄上，另一端卡放在所述移動快鎖座的卡座中。

10.如權利要求1至9任一所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統，其特征在于：所述連接軸為U型連接軸，其兩端的直徑小于所述卡具模塊連接件上鉸接頭上的通孔的直徑，并設有螺紋，所述U型連接軸的兩端分別穿設在相鄰兩個所述卡具模塊連接件的鉸接頭的通孔中，將兩個相鄰的所述卡具模塊連接在一起。

11.如上所述用于海洋管道超聲導波檢測的探頭系統的設計方法，其特征在于：所述探頭系統的探頭環及探頭環卡具系統采用模塊化結構，所述探頭環由多個探頭系統單元模塊組成，每個所述探頭系統單元模塊包括一個多模式探頭模塊和一個卡具模塊，所述多模式探頭模塊中安裝有不同類型和數量的探頭，構成扭轉波檢測模式、縱波檢測模式、扭轉波和縱波相組合的多種檢測模式；所述探頭環卡具系統由各個所述卡具模塊構成，各個所述卡具模塊之間通過連接軸互相連接，多個連接起來的所述探頭系統單元模塊的首尾用快鎖機構鎖緊，構成均勻安裝在管道環向上的具有一定柔性的探頭系統，在所述卡具模塊和所述多模式探頭模塊之間安裝有氣體壓緊裝置，以對所述多模式探頭模塊中的探頭施加壓力，實現探頭與管道的能量耦合，激發出超聲導波進行管道無損檢測。