CN108843301B - 一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，其主要由中心架、燕尾槽滑块、直导轨、连接器及小车组成，所述中心架经固定螺栓固定在法兰连接管线的管壁上，所述燕尾槽滑块分别连接中心架和直导轨的一端，所述连接器连接直导轨的另一端，且连接器与小车上端的探头紧固螺栓连接。采用本发明能显著提高相控阵检测效果和检测效率，更加准确地分析采油气井口装置的腐蚀状况，降低井口装置的使用风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器。
背景技术
井口装置是石油天然气开采过程中的重要设备之一，长期服役在高温、高压、高酸性油气田，采油气井口装置存在材质劣化、蠕变开裂、蠕变疲劳断裂的现象，原有缺陷的存在和扩展会导致井口装置的失效，腐蚀及泄漏现象尤为突出。现阶段已开启了采油气井口装置在线检测技术，其中主要的在线检测手段为超声波相控阵检测。但是超声波相控阵的探头沿着管壁检测法兰部位时，探头不能够准确的沿着管壁在同一平面内扫查一圈，这将会导致法兰端面检测效果不佳，极易造成人为误判缺陷。
超声波相控阵探头的扫查装置主要适用于大管径和四周空间较大的管道检测，但该装置现场安装不方便，需要用较长的时间去调节扫查装置与管壁之间的连接程度。而采油气井口装置管径较小，且法兰与阀之间距离较短，管壁四周空间较小，现有的扫查装置不适用于采油气井口装置的检测。
超声波相控阵的探头在使用时，需要用水进行耦合，并向管壁施加恒定的力，这样才能使得探头与管壁有较好的贴合度，检测的效果才能达到要求。采油气井口装置在线检测时，现场检测人员为了使得探头与管壁有较好的贴合度，人为的向探头始终施加一定的径向力，然后通过感觉沿着管壁扫查一圈，这将会导致相控阵显像的效果差异极大，检测结果不准确。另一种扫查方式为现场检测人员使用卡箍卡紧管壁，用探头沿着管壁扫查一周，但在卡箍接头位置探头不能够通过，并且人为施加的径向力度随时也在发生变化，检测的效果也不能达到相应的要求。
公开号为204629115U，公开日为2015年9月9日的中国专利文献公开了一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，包括固定支架、轴向运动机构、周向运动机构、以及用于夹持相控阵超声探头的探头架；所述的轴向运动机构安装于固定支架上、控制周向运动机构沿管道轴向运动扫查；所述的周向运动机构安装于轴向运动机构上、控制设置在周向运动机构上的探头架沿管道周向运动扫查；该专利通过设置轴向运动机构和周向运动机构，能够控制相控阵超声探头沿管道外表面实现轴向或周向精确自动移动，利用相控阵超声信号对管道自动进行无损探伤扫查。
但以上述专利文献为代表的现有技术，其结果较为复杂，且在对油气井口进行检测的效果仍不理想，效率不够高。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器，采用本发明能显著提高相控阵检测效果和检测效率，更加准确地分析采油气井口装置的腐蚀状况，降低井口装置的使用风险。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，其特征在于：主要由中心架、燕尾槽滑块、直导轨、连接器及小车组成，所述中心架经固定螺栓固定在法兰连接管线的管壁上，所述燕尾槽滑块分别连接中心架和直导轨的一端，所述连接器连接直导轨的另一端，且连接器与小车上端的探头紧固螺栓连接。调节小车轮与法兰连接管线的管壁相互接触，固定直导轨、燕尾槽及连接器高度位置。用探头紧固螺栓调节探头与管壁的压紧程度，达到相控阵检测的耦合效果，人工推动小车沿着管壁旋转一圈，完成相控阵对法兰端面的检测。
所述中心架是由两个半圆环组成，中心架套在法兰连接管线的管壁上，用螺栓将中心架的两端封闭，中心架能够固定不同尺寸的法兰连接管线。中心架上有三个螺栓孔，螺栓孔之间互成120º，通过扭紧三个螺栓，使得中心架悬空和固定在法兰管壁上；三个螺栓底部套有三个垫圈帽，防止螺栓扭矩力过大损坏管壁的油漆；中心架的一侧开有燕尾槽轨道，使得燕尾槽滑块能够沿着中心架轨道移动。
所述燕尾槽滑块一端与中心架轨道相连，滑块连接部位为圆弧型，另一端与直导轨相连，滑块的连接部位为工字型，燕尾槽滑块上有滑块螺栓。若直导轨的高度确定后，即可通过螺栓固定燕尾槽滑块不在直导轨上移动。
所述直导轨是衔接燕尾槽滑块和连接器的部件，直导轨两端都有轨道。当法兰连接管线的尺寸不同时，可以通过直导轨上下移动位置来调节燕尾槽滑块和小车的位置高度，以便于小车沿着管道壁移动一圈。
所述连接器是连接直导轨、小车及探头紧固螺栓的部件，连接器一端与直导轨连接，连接的轨道部位为工字型，当直导轨高度位置确定后，即可通过连接紧固螺栓锁定连接器滑块不在直导轨上移动。连接器下部通过螺栓与小车固定，连接器上有探头紧固螺纹孔，通过探头紧固螺栓来调节探头的耦合程度。
所述小车带动探头沿着法兰连接管线的管壁移动，在小车卡槽中安放探头，探头上方安装弹簧和支撑件，探头紧固螺栓采用螺纹连接方式穿过连接器，压在支撑件上方。旋扭探头紧固螺栓，通过弹簧来调节探头与管壁的耦合程度，然后推动小车沿着管壁旋转一周，实现对法兰端面的检测。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器采用中心架设计方式，适用于不同管径的法兰检测。
2、旋扭探头紧固螺栓压紧弹簧柔性来调节探头的耦合程度，能够简单方便的使得探头与管壁之间具有更好的耦合效果，代替了人为施加径向力去实现探头与管壁的耦合。
3、小车通过连接装置随着中心架轨道旋转，结构设计紧凑，固定牢靠，使得超声波相控阵的探头沿着管壁检测法兰部位时，探头能够准确的沿着管壁在同一平面内扫查一周，达到相控阵检测的效果。
4、一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器结构简单、设计小巧及操作方便，适用于管壁四周空间较小的法兰检测，能够有效提高现场检测人员的工作效率和检测质量。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器结构示意图。
图2为中心架固定结构示意图。
图3为一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器安装图。
图1、2、3中，1—法兰；2—小车；3—探头；4—弹簧；5—探头紧固螺栓；6—连接器；7—螺栓；8—直导轨；9—固定螺栓；10—中心架；11—垫圈帽；12—燕尾槽滑块；13—滑块螺栓；14—连接紧固螺栓；15—小车轮；16—支撑件；17—中心架锁紧螺栓；18—法兰连接管线。
具体实施方式
实施例1
本发明公开了一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，其主要由中心架、燕尾槽滑块、直导轨、连接器及小车组成，所述中心架经固定螺栓固定在法兰连接管线的管壁上，所述燕尾槽滑块分别连接中心架和直导轨的一端，所述连接器连接直导轨的另一端，且连接器与小车上端的探头紧固螺栓连接。调节小车轮与法兰连接管线的管壁相互接触，固定直导轨、燕尾槽及连接器高度位置。用探头紧固螺栓调节探头与管壁的压紧程度，达到相控阵检测的耦合效果，人工推动小车沿着管壁旋转一圈，完成相控阵对法兰端面的检测。采用本发明能显著提高相控阵检测效果和检测效率，更加准确地分析采油气井口装置的腐蚀状况，降低井口装置的使用风险。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其提供了一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器，适用于不同管径的检测，达到相控阵检测的效果，提高现场检测人员工作效率和检测质量。本发明先用燕尾槽滑块12安装在中心架10上，然后将中心架10套在法兰连接管线18上，用中心架锁紧螺栓17封闭中心架10。将三个固定螺栓9通过螺纹连接旋转在中心架10上，并在固定螺栓9的下部套上垫圈帽11，分别旋扭固定螺栓9，使得中心架10固定在法兰连接管线18上。将燕尾槽滑块12的滑块安装在直导轨8上，初次调整直导轨8到相应的高度位置，扭紧滑块螺栓13。
将探头3安装在小车2的卡槽中，探头3上方分别安放弹簧4和支撑件16，探头紧固螺栓5通过螺纹连接穿过连接器6，压在支撑件16上，螺栓7固定连接器16与小车2。将已连接好的小车2和连接器6上的滑块从直导轨8上端安装在轨道上。调节小车2上的小车轮15与法兰连接管线18的管壁相接触，然后扭紧连接器6与直导轨8上的连接紧固螺栓14。
当一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器安装完成后，旋转探头紧固螺栓5，小幅度推动小车2，调节探头3与法兰连接管线18的管壁耦合程度。若探头3与管壁调节完成后，推动小车2沿着管壁移动一周，完成相控阵对法兰1端面的检测。
采用上述方案，一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器采用中心架设计方式，适用于不同管径的法兰检测。旋扭探头紧固螺栓压紧弹簧柔性来调节探头的耦合程度，能够简单方便的使得探头与管壁之间具有更好的耦合效果，代替了人为施加径向力去实现探头与管壁的耦合。小车通过连接装置随着中心架轨道旋转，结构设计紧凑，固定牢靠，使得超声波相控阵的探头沿着管壁检测法兰部位时，探头能够准确的沿着管壁在同一平面内扫查一周，达到相控阵检测的效果。一种采油气井口装置在线检测相控阵扫查器结构简单、设计小巧及操作方便，适用于管壁四周空间较小的法兰检测，能够有效提高现场检测人员的工作效率和检测质量。
Claims (2)
1.一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，其特征在于：由中心架（10）、燕尾槽滑块（12）、直导轨（8）、连接器（6）及小车（2）组成，所述中心架（10）经固定螺栓（9）固定在法兰连接管线（18）的管壁上，所述燕尾槽滑块（12）分别连接中心架（10）和直导轨（8）的一端，所述连接器（6）连接直导轨（8）的另一端，且连接器（6）与小车（2）上端的探头紧固螺栓（5）连接；
所述燕尾槽滑块（12）一端与中心架（10）轨道相连，另一端与直导轨（8）相连，燕尾槽滑块（12）上有滑块螺栓（13）；
所述直导轨（8）是衔接燕尾槽滑块（12）和连接器（6）的部件，直导轨（8）两端都有轨道；
所述连接器（6）是连接直导轨（8）、小车（2）及探头紧固螺栓（5）的部件，连接器（6）一端与直导轨（8）连接，连接器（6）下部通过螺栓与小车（2）固定，连接器（6）上有探头紧固螺纹孔，通过探头紧固螺栓（5）来调节探头（3）的耦合程度。
2.根据权利要求1所述的一种采油气井口装置在线检测的相控阵扫查器，其特征在于：所述中心架（10）是由两个半圆环组成，中心架（10）套在法兰连接管线（18）的管壁上，用螺栓将中心架（10）的两端封闭，中心架（10）上有三个螺栓孔，螺栓孔之间互成120º，通过扭紧三个螺栓，使得中心架（10）悬空和固定在法兰（1）管壁上；三个螺栓底部套有三个垫圈帽（11），中心架（10）的一侧开有燕尾槽轨道。
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