CN203365390U - 一种钻铤超声检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钻铤超声波检测探头，所述探头包括探头壳、晶片组、延时块、浇注层，其中所述晶片组、延时块和浇注层设置于所述探头壳内；所述晶片组包括多个晶片，每个晶片前有一个延时块，所述晶片和延时块粘接成一体，再通过浇注层密封。本实用新型探头的优点在于，采用小角度制作，配合探头槽架上的可调角度，使得整体可调角度增大，适用的管型增加，并且在检测不同管型时能将探头的角度调整到最佳位置，解决了常规检测中水膜法不能调整探头角度的弊端。两组探头槽架结构避免了两组探头的相互干扰，提高了可靠性。

Description

一种钻铤超声检测探头

技术领域：

本实用新型属于钢管超声波自动检测领域，特别是厚壁管超声波自动检测中一种钻铤超声检测探头。

背景技术：

    钻铤是应用石油钻井的一种厚壁钢管，是钻井中的一个重要部件，钻铤的超声检测是保证其安全使用的主要手段之一。对钻铤的超声检测可以采用手动检测方式，也可以采用自动检测方式。手动检测方式不能保证完全覆盖，再加上完全用人工操作容易存在疲累疏忽的时候，所有导致漏检的可能性很大。而自动检测则是完全脱离人的不利因素，还能保证完全覆盖甚至重复覆盖，有整套系统自动完成，避免了漏检。在超声波自动检测中，探头是一个核心部件，好的探头能保证检测的准确性和可靠性。所以一种合理结构的探头尤为重要。在自动检测中，由于管壁比较厚，对于纵向内外缺陷的检测难度就很大，如果想内外缺陷都用一个探头检测，那这对于探头的角度要求就很高，否则将会导致内外缺陷回波的差异大而影响检测精度。

常规的自动检测中，一般用水浸式探伤和水膜式探伤，水浸式探伤即探头离管件表面有一定水层厚度，这样的结构在检测中，因为水层和厚壁对超声波的衰减很大，导致最后灵敏度低，信噪比也很低，不利于自动检测。一般这种检测机构都用零度直探头来实现，角度调整全靠探头架上的有限可调角度，所以这样的机构适用管型相对较少，部分管型很难调整到最佳角度进行检测。

水膜式探伤通常是将一定角度的探头直接压在管体表面，探头四周加耐磨块，探头表面跟管体表面几乎贴近探伤。这样的机构角度不可调整，适用管型相对较少，容易磨损探头，信噪比低。如果想要检测多种管型，必须在更换管型的同时跟换探头，增加了成本，也给检测带来不便。

发明内容：

为解决现有钻铤类厚壁管超声波自动检测存在的不足，本实用新型提出一种独特结构和安装方式的钻铤超声波检测探头，通过合理的探头角度和结构解决厚壁管纵向检测中存在的问题。

本实用新型提供一种钻铤超声波检测探头，所述探头包括探头壳、晶片组、延时块、浇注层，其中所述晶片组、延时块和浇注层设置于所述探头壳内；

进一步地，所述晶片组包括多个晶片，每个晶片前有一个延时块，所述晶片和延时块粘接成一体，再通过浇注层密封；

进一步地，所述探头壳安转在探头槽架上，所述探头壳上有两个安装孔，一个安装孔固定在探头槽架上，另一个安装孔与调角器相连；

进一步地，所述探头槽架四周加装护水板，所述护水板是一个带圆弧形边的长条板，用来护住探头槽架内的耦合水；

进一步地，所述延时块与晶片的粘接面相对探头壳的发射面有一定倾角；

进一步地，所述探头槽架上安装有进水孔；

进一步地，所述探头根据其在探头槽架内的位置分为纵左探头和纵右探头；

进一步地，两组探头槽架横向排列置于管件的下方或上方；

进一步地，所述探头壳是探头的外壳，为不锈钢材料加工而成，外形为长条形。

本实用新型探头的的优点在于，采用小角度制作，配合探头槽架上的可调角度，使得整体可调角度增大，适用的管型增加，并且在检测不同管型时能将探头的角度调整到最佳位置，解决了常规检测中水膜法不能调整探头角度的弊端。两组探头槽架结构避免了两组探头的相互干扰，提高了可靠性。

附图说明：

图1是本实用新型中的探头结构俯视图；

图2是本实用新型中的探头结构侧视图；

图3是本实用新型中的水膜法探伤探头安装侧视图；

图4是本实用新型中的水膜法探伤探头安装正视图。

附图标记说明：

1、探头壳，2、晶片，3、延时块，4、浇注层，5、管件，6、护水板，7、纵左探头，8、调角器，9、进水口，10、纵右探头，11、探头槽架

具体实施方式

以下内容将结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作详细描述：

参见图1-图4，一种钻铤超声波检测探头，包括探头壳1、晶片组、延时块3、浇注层4、护水板6、调角器8、探头槽架11。

所述探头壳1是探头的外壳，一般为不锈钢材料加工而成，外形为长条形。探头壳1内有晶片组、延时块3和浇注层4。探头壳1安转在探头槽架11上，探头壳上有两个安装孔，一个固定在探头槽架11上，另一个孔与调角器8相连。 

所述晶片组中的晶片2是一种压电材料，是超声波探头实现能量转换的主要部件。晶片组可以是一个或多个。每个晶片前有一个延时块3，晶片2和延时块3粘接成一体，再通过浇注层4密封。晶片2和延时块3通过浇注层4浇注在探头壳内，并具备防水效果。

所述延时块3一般为有机玻璃材料，延时块3与晶片2的粘接面相对探头壳1的发射面有一定倾角，使得晶片发射的超声波经过延时块3折射后按一定的倾斜角度发射出去，发射角度的大小为自动检测钻铤规格范围内最大发射角的一半，所述调角器8用来转动探头壳1，与探头壳1的一个安装孔连接，实现探头角度的调整。调角器的调角范围应大于所有待检测钻铤规格范围内最大入射角的一半，调角器的中间角度能够保证探头壳发射面指向钻铤轴心。

所述护水板6是一个带圆弧形边的长条板，用来护住探头槽架11内的耦合水，与钻铤接触部的圆弧形必须跟钻铤圆周面吻合，不同规格的钻铤使用不同的护水板，以保证稳定的水膜。

所述探头槽架11用来固定探头壳1、调角器8和护水板6，同时是一个能够盛耦合水的槽，并安装有进水孔9。

  图1、图2所示，晶片2焊接好连线后以一定倾斜角度粘接到延时块上，通过浇注层固定于探头壳内，焊接好出线后探头就组装完成。

图3、图4所示将组装好的探头分为左右两组，分别定义为纵左探头7和纵右探头10，探头槽架11内靠左侧安装纵左探头7，探头槽架11靠右侧安装纵右探头10，两组探头槽架的中间和右侧空间可安装其他功能的探头。左右区分以面向管件5前进方向为准。两组探头槽架横向排列置于管件下方，也可置于管件上方。以探头盒置于管件下方为例，探头槽架11四周加装护水板6，不同规格的管件需要跟换相应弧度的护水板，使得探头表面距离管件5表面大约2MM左右的距离，既能保证水膜，也能保证角度可调。探头固定在调角器8，调角器8上端固定一个支撑点，下端为一个旋转点，可绕探头槽架11上的弧形槽旋转达到调节角度的目的。进水口9为探头槽架11的进水位置，从进水口注水后，整个探头槽架11内充满水，保证探头和管件5之间的水耦合。超声通过水膜耦合进入管件5，管件5在探头盒上方螺旋前进，超声高频率发射完全覆盖扫描管体，若管体有缺陷，超声经多次反射后即可检出缺陷。不同规格的管件可通过调整探头角度，使得检测效果最佳。

 应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种钻铤超声波检测探头，其特征在于，所述探头包括探头壳（1）、晶片组、延时块（3）、浇注层（4），其中所述晶片组、延时块（3）和浇注层（4）设置于所述探头壳（1）内。

2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述晶片组包括多个晶片（2），每个晶片（2）前有一个延时块（3），所述晶片（2）和延时块（3）粘接成一体，再通过浇注层（4）密封。

3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头壳（1）安转在探头槽架（11）上，所述探头壳（1）上有两个安装孔，一个安装孔固定在探头槽架（11）上，另一个安装孔与调角器（8）相连。

4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述探头槽架（11）四周加装护水板（6），所述护水板（6）是一个带圆弧形边的长条板，用来护住探头槽架（11）内的耦合水。

5.根据权利要求2所述的探头，其特征在于，所述延时块（3）与晶片（2）的粘接面相对探头壳（1）的发射面有一定倾角。

6.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述探头槽架（11）上安装有进水孔（9）。

7.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述探头根据其在探头槽架（11）内的位置分为纵左探头（7）和纵右探头（10）。

8.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，两组探头槽架（11）横向排列置于管件（5）的下方或上方。

9.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头壳（1）是探头的外壳，为不锈钢材料加工而成，外形为长条形。

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