[發明專利]一種測量石油管道基體金屬缺陷的探測儀

有效

• 申請號: 202011098830.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112114031B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 仵杰;李野
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01N27/904
• 分類號: G01N27/904
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種測量石油管道基體金屬缺陷的探測儀，包括3組探頭，每組探頭包括6個陣列，每個陣列包括1個發射線圈T、1個屏蔽線圈B和1個主接收線圈R，6個陣列共用一個發射線圈，在距發射線圈一定距離布置6個繞向相反的屏蔽線圈，可有效抵消直接耦合信號，增強來自于基體金屬的信號；發射線圈、屏蔽線圈和主接收線圈的位置和匝數的設置由石油測井理論中感應測井儀器三線圈系原則得到，本發明可穿透涂層直接在基體金屬中激發渦流場，分析接收線圈接收的測量信號變化，可判斷缺陷數量、位置及大小，且探測過程無接觸、無損傷，能最大程度地發現管道中的安全隱患，有效地抑制管道安全事故的發生，更適合石油管道基體金屬缺陷的識別。

技術領域

本發明涉及石油測井技術及無損檢測領域，特別涉及一種測量石油管道基體金屬缺陷的探測儀。

背景技術

隨著經濟的發展以及企業生產規模的日益擴大，對于石油天然氣能源的需求也日益突顯出來。由于石油天然氣的運輸都是由管道運輸，而管道在使用過程中，經常受到施工工藝、環境和材料的影響，造成管道疲勞、腐蝕、脆性等不同形式的損傷，對管道的安全運行造成極大的危害。目前，防止管道安全事故發生最有效的途徑就是利用無損檢測技術最大程度地發現管道中的安全隱患。

現有的管道無損檢測方式有射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測和滲透檢測等。射線檢測主要是通過對物體聲音、電磁波和光線的分析來實現對各類設備和元件的質量檢測，其優勢為可直觀、準確顯示管道中全面參數，使質量檢測結果更加準確，其弊端為在檢測過程中會產生一定輻射，對操作人員、施工人員及周邊居民的身體健康帶來不良影響，限制了射線檢測在石油管道無損檢測的應用；超聲檢測是在密閉環境下，利用超聲波發射裝置向待檢測管道發射超聲波，并在管道周圍安裝聲波接收裝置，利用計算機進行處理、分析、轉化得到缺陷信息，其優勢為檢測結果精確、速度快，其弊端為對檢測環境要求高，成本高昂，不適用于實際石油管道無損檢測；磁粉檢測的原理是鐵質管道被磁化后，對磁粉具有較強的吸附力，利用此特性可檢測鐵質管道是否有裂縫，其優勢為操作簡便，成本較低，其弊端為無法檢測非磁性材料，對管道表面平整度也有一定要求；滲透檢測是利用熒光染料在干凈管道表面進行均勻涂刷，再將顯相劑均勻噴涂到管道表面，用紫外線燈照射，存在裂縫的部位會呈現出特別的顏色，從而可以判定管道表面裂縫的存在，其優勢為可檢測不同材質的管道，操作較方便，其弊端是只能檢測管道外表面裂縫，對管道內壁或內部裂縫無法檢測。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種測量石油管道基體金屬缺陷的探測儀，應用石油測井方法中的陣列感應測井三線圈系(一發兩收：發射線圈、主接收線圈和屏蔽線圈)原理設計了線圈系結構，明確了缺陷大小及材料變化對測量信號的影響；清楚顯示了單缺陷大小變化及雙缺陷間距變化對線圈系測量的影響，利用計算公式可精確獲取缺陷大小、位置和間距信息；與雙線圈系進行對比，表明了本發明的線圈系結構明顯優于雙線圈系。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種測量石油管道基體金屬缺陷的探測儀，包括3組探頭，每組探頭包括6個陣列，每個陣列包括1個發射線圈T、1個屏蔽線圈B和1個主接收線圈R，屏蔽線圈B和主接收線圈R構成接收線圈系，即其中第一組探頭的6個陣列為T¹、T¹、T¹、T¹、T¹、T¹、所有線圈的法向方向與缺陷正交；3組探頭的發射線圈T纏繞方向相同；主接收線圈R纏繞方向與發射線圈T一致；屏蔽線圈B纏繞方向與發射線T圈相反。

3個發射線圈T縱向排列為一列，18個陣列橫向排列為相控陣，每6個陣列為一行，共用一個發射線圈T；接收線圈系位于發射線圈T的一側，接收線圈均為上下兩層，第一列的接收線圈為純屏蔽線圈，上下兩層共用；中間3×5的接收線圈，上層為線圈纏繞方向與發射線圈一致的主接收線圈下層為線圈纏繞方向與發射線圈T相反的屏蔽線圈最后一列接收線圈為純主接收線圈，上下兩層共用。