[發明專利]豎直管道的管壁檢測裝置、檢測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 201811074596.4
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109115892A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 王恩和;夏智;羅龍清;程江輝;謝賽南;王仁濤;許明;楊虎誠;李煜彤
• 申請（專利權）人: 安徽省特種設備檢測院;上海鼎聲電子科技有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/265
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 雷紹寧

本發明提供一種豎直管道的管壁檢測裝置、檢測系統及檢測方法，其包括：檢測探頭，包括主體，以及嵌設在主體上的相控陣探頭組，相控陣探頭組中所有壓電晶片沿主體的圓周方向排布且形成閉合的環狀檢測部；電子艙，電子艙內設有數據傳輸模塊、數據記錄與存儲模塊以及超聲波相控陣模組，超聲波相控陣模組與所述相控陣探頭組相連，所述超聲波相控陣模組根據電子聚焦法則驅動相控陣探頭組發出波束直接入射至地下儲氣井的井壁上，對井壁進行圓周方向上的全覆蓋檢測。本發明可對井壁進行壁厚腐蝕和裂紋的檢測，且一次下井即可完成。

技術領域

本發明涉及豎直管道的管壁檢測技術領域，特別是涉及一種豎直管道的管壁檢測裝置、檢測系統及檢測方法。

背景技術

近年來，隨著我國國民經濟的高速發展，對能源的需求也日益增長，在國家能源環保政策引導下，天然氣作為清潔能源用于汽車燃料也得到了快速發展，天然氣在我國的能源消費結構中的比例大幅度增長，預計2020年，我國天然氣將達到2000億立方米左右，屆時，天然氣在我國一次能源消費中的比例將由目前的3％上升到10％左右。隨著天然氣的快速發展，近幾年全國壓縮天然氣(CNG)汽車保有量持續增加，由CNG汽車帶動的CNG加氣站也迅速發展起來。作為加氣站儲氣設備，高壓地下儲氣井(以下簡稱儲氣井)及高壓地上儲氣瓶組是CNG加氣站內以儲存壓縮天然氣體為目的主要使用手段。

其中高壓地下儲氣井(以下簡稱儲氣井)，是以儲存壓縮天然氣體為目的的一種特殊的安裝在地下的、管狀立式壓力容器，井身結構采用螺紋(無焊接)連接，工作壓力高達25MPa，具有占地面積小、安全性強、運行費用低、操作維護簡便等優點。但儲氣井套管深埋地下(最深達260m)，由于地層電化學、疲勞腐蝕等原因，會造成局部區域壁厚減薄，存在極大的安全隱患，因而對儲氣井進行定期的狀況檢測顯得至關重要。

目前，國內采用超聲波技術作為儲氣井套管檢驗的主要手段，但采用的檢測方法均選用常規超聲檢測技術進行檢測。比如中國專利201310030654.4公開了一種地下儲氣井井壁自動化綜合檢測系統及檢測方法，采用呈環狀分布的常規超聲陣列式探頭組合；該探頭組合分0角度縱波探頭組和45度橫波裂紋檢測探頭組兩種。這兩種探頭組分別放入儲氣井中進行檢測以完成壁厚腐蝕和裂紋的檢測。這種陣列式檢測方式實現方式簡單，檢測操作方便，已經在高壓地下儲氣井的定期檢驗中得到了廣泛的應用。

但這種方式有幾個缺點，一是由于每個常規超聲波探頭在圓周分布中僅檢測一個點，所以一個圓周上檢測的點數取決與陣列式常規超聲探頭的數目，近年來，由于儲氣井管壁上點狀腐蝕的出現，在管壁掃描的過程中要檢測點狀腐蝕就要使掃描的點數特別密，這樣會造成常規超聲探頭的數目就非常龐大。比如如果想在157毫米直徑的管壁上實現圓周方向上1毫米的檢測分辨率的話就需要高達500個探頭，如果算上裂紋檢測探頭需要1000個常規超聲探頭。這種龐大數目的探頭實現高分辨率儲氣井壁厚掃描時已不具備可行性。

因此，需要一種可實現高精度檢測的地下儲氣井井壁檢測裝置。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種豎直管道的管壁檢測裝置、檢測系統及檢測方法，用于解決現有技術中地下儲氣井井壁精度低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種豎直管道的管壁檢測裝置，其包括：

檢測探頭，包括主體，以及嵌設在主體上的相控陣探頭組，相控陣探頭組中所有壓電晶片沿主體的圓周方向排布且形成閉合的環狀檢測部；

電子艙，電子艙內設有數據傳輸模塊、數據記錄與存儲模塊以及超聲波相控陣模組，超聲波相控陣模組與所述相控陣探頭組相連，所述超聲波相控陣模組根據電子聚焦法則驅動相控陣探頭組發出波束直接入射至管壁上，對管壁進行圓周方向上的全覆蓋檢測。

優選的，所述超聲波相控陣模組根據電子聚焦法則驅動相控陣探頭組以不同入射角度進行掃描，依次實現0角度縱波360°掃描和45度橫波的360°全覆蓋雙向掃描。