CN204115682U - 探头定位支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种探头定位支架，包括定位块和至少两个固定支架，其中，所述定位块上设置有定位卡槽，所述定位卡槽用于固定探头并使探头指向某一特定方向；所述固定支架设置于所述定位块两侧，所述固定支架为圆弧形，且所述固定支架呈合抱状设置，所述固定支架的固定端和所述定位块连接，所述固定支架的自由端环抱管道设置。本实用新型将探头定位支架固定于待检测管道上，并让超声波测厚探头准确贴附于管道表面，从而使超声波测厚探头的探测方向对准管道并能测量管道的真实壁厚。

Description

探头定位支架

技术领域

本实用新型实施例涉及油气开采技术，尤其涉及一种探头定位支架。

背景技术

在进行石油或天然气开采时，需要进行油气的运输工作，例如进行油井开采时，需要将井下的原油或天然气送上地面，或者地面完成油气输送等工作。其中，管道运输是石油及天然气最主要的运输方式，与铁路、公路、水运等运输方式相比，它具有运输量大、密闭安全、便于管理、易于实现远程集中监控等优点，在全世界应用广泛且发展迅速。按照输送的介质不同，管道可分为输油管道、输气管道、油气混输管道等。输油管道又可分为原油管道与成品油管道两类。在进行石油或天然气运输时，管道内部可能会有较大压力，如果管道内壁薄厚不均，就有可能在管壁薄弱处形成破损，造成原油或天然气的泄漏，严重时甚至可能造成大规模泄漏及火灾等灾害。因此，在进行管道作业中，为保证管道内壁的厚度均匀、性能一致，需要对管道壁厚进行检测。

当前，可以使用超声波测厚仪对管道进行壁厚检测。超声波测厚技术是无损检测技术中的一种，可广泛用于生产、生活的各个方面。超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收并经过处理后，即可显示厚度数值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。

图1是现有技术中使用超声波测厚探头检测管道壁厚的示意图。如图1所示，使用超声波测厚探头对管道进行检测时，将超声波测厚探头1贴附在管道2的外表面，超声波测厚探头发出超声波后，遇到管道2的内壁发生反射，超声波测厚探头再通过检测回波得到声波投影区域，从而进行管道壁厚的测量。

然而，管道多为圆柱形，而超声波测厚探头1的前端为水平面,因此超声波测厚探头在使用时容易出现无法准确贴附管道表面的情况，导致无法准确测量管道的真实壁厚。

实用新型内容

本实用新型提供一种探头定位支架，可以依靠为圆弧形，设置于定位块两侧固定支架且固定支架呈合抱状设置的固定支架，将探头定位支架固定于待检测管道上，并让超声波测厚探头准确贴附于管道表面，从而使超声波测厚探头的探测方向对准管道并能测量管道的真实壁厚。

本实用新型实施例提供一种探头定位支架，包括定位块和至少两个固定支架，其中，

定位块上设置有定位卡槽，定位卡槽用于固定探头并使探头指向某一特定方向；

固定支架设置于定位块两侧，固定支架为圆弧形，且固定支架呈合抱状设置，固定支架的固定端和定位块连接，固定支架的自由端环抱管道设置。

进一步地，探头指向的方向延长线经过管道的截面中心。

进一步地，固定支架与定位块为一体化结构。

进一步地，固定支架与定位块之间为可拆卸连接。

进一步地，固定支架的横截面为矩形。

进一步地，固定支架的横截面呈圆形或椭圆形。

进一步地，固定支架的个数至少为三个。

进一步地，固定支架由弹性材料制成。

进一步地，固定支架至少为四个，探头定位支架定位块还包括与定位块连接的第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆同轴且对称设置在定位块的两侧，且第一连杆和第二连杆的轴线穿过定位卡槽，定位块上的第一连杆和第二连杆分别与至少一对呈合抱状设置的固定支架连接。

本实用新型提供的探头定位支架，探头定位支架包括定位块和至少两个固定支架，其中，定位块上设置有定位卡槽，定位卡槽用于固定探头并使探头指向某一特定方向。固定支架设置于定位块两侧，固定支架为圆弧形，且该固定支架呈合抱状设置，固定支架的固定端和定位块连接，固定支架的自由端环抱管道设置。这样两侧固定支架的圆弧形支腿可以贴合于待检测的管道的外圆周上，从而使定位卡槽所固定的超声波测厚探头对准管道方向，使得超声波测厚探头可以对准经过待检测管道的截面中心进行测量，保证测到的是管道的真实壁厚。

附图说明

图1是现有技术中使用超声波测厚探头检测管道壁厚的示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的探头定位支架的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的探头定位支架的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提供的探头定位支架的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的探头定位支架包括定位块1和至少两个固定支架2，其中，

定位块上设置有定位卡槽3，定位卡槽3用于固定探头并使探头指向某一特定方向。

该实施例提供的探头定位支架，可用于安装超声波测厚探头，该超声波测厚探头安装在定位块1的定位卡槽3上，该定位卡槽3可以和超声波测厚探头的外壳适配，从而将超声波探头装夹于其上，并可使探头指向某一特定方向并保持不变。因为该超声波测厚探头用于检测管道的壁厚，所以该探头所指向的方向应该指向所要检测的管道。

定位块1上的定位卡槽3可以有多种形式，例如为固定卡槽或者可调节式卡槽：

当定位卡槽3为固定卡槽时，该定位块1适用于某一型号及外形的超声波定位探头，该定位块1上的定位卡槽3可和该超声波测厚探头的外壳或安装座相匹配，以使探头固定；

当定位卡槽3为可调节式卡槽时，该定位卡槽3的卡槽两侧间距可以自由调节，例如是利用装设于卡槽一侧的调节螺母进行调节，以适应不同大小及形状的超声波定位探头。

需要注意的是，该探头定位支架不仅可以用于安装超声波测厚探头，还可以用于安装其它附设于管道外表面的探头及探测仪器，例如金属探伤仪、测温探头等，与之对应的，探头定位支架上的定位块1的形状及大小也可根据探头的形状进行修改，定位块1上的定位卡槽3也可做成各种不同形式，以满足各种不同工作场合的需要。

本实施例中，该探头定位支架的定位块形状可以为一个具有一定厚度的矩形方块，该探头定位支架的定位块也可以为其它形状，例如圆形等。探头定位支架的定位块的形状及大小并无其它要求，只要保证能够牢固地将超声波测厚探头固定于其上，并且其大小及薄厚合适，以便有足够空间在其两侧设置固定支架即可。

可选的，该定位块1与待检测管道接触的一面可以为一凹面，该凹面的弧度可以与待检测管道的外圆周面弧度相一致，从而该定位块1可以紧密贴合在待检测管道的外圆周面上。

可选的，该定位块1与待检测管道接触的一面还可以有其它帮助该面与待检测管道外圆周面贴合的附件或设计，例如，该定位块1与待检测管道接触的一面上还可以设置有吸盘等附件，这些附件可以辅助定位块1与待检测管道外圆周面紧密贴合，同时附件也容易快速拆卸，以实现检测装置的快速检测功能。

该探头定位支架的固定支架2设置于定位块1两侧，固定支架2为圆弧形，且该固定支架2呈合抱状设置，固定支架2的固定端和定位块1连接，固定支架2的自由端环抱管道设置。

在本实施例中，该固定支架2被设置于定位块1的两侧，固定支架2的圆弧形弧度一般可以设置为略大于待检测的管道外周面的弧度，这样定位块1两侧的固定支架2可以分别从待检测管道两边呈合抱状设置，此时两侧固定支架2的圆弧形支腿可以贴合于待检测的管道的外圆周上，从而可以牢牢将待检测管道合抱住，并不易从待检测管道上脱落。如果圆弧的弧度设置太大，则固定支架2无法将探头定位支架卡于待检测管道的外壁上；如果圆弧的弧度太小，则固定支架2的圆弧形难以和待检测管道的外壁贴合，固定支架2和待检测管道之间只能形成有限的几个接触点，不能保证探头定位支架与待检测管道之间的连接稳固。

一般而言，固定支架2圆弧形的弧长在该圆弧所在圆的四分之一弧长至半圆弧长之间。如果固定支架2的圆弧形的弧长小于该圆弧所在圆的四分之一弧长，则固定支架2将无法将待检测管道合抱住，此时探头固定支架也无法固定于待检测管道上。如果固定支架2圆弧形的弧长大于该圆弧所在圆的半圆弧长，则固定支架2和待检测管道会形成干涉，从而该固定支架2很难直接装卡于待检测管道上，而只能选择从待检测管道的一端套入该探头定位支架，并将探头定位支架从该端一直沿着待检测管道移动到指定待检测位置，再将该探头定位支架进行固定，这样会给检测工作造成极大不便，使得检测的效率大为降低。

为了将探头定位支架的定位块1固定于待检测管道上，固定支架2至少为两个，左右两侧的固定支架2一般为对称式设置，也可沿管道的轴线错开一小段距离。

当左右两侧固定支架2严格对称设置时，两个固定支架2的圆弧处于同一个圆上，此时两个固定支架2的圆弧与待检测管道形成一条圆形的接触线，定位块1与待检测管道外壁的同时为点接触，探头定位支架依靠该线接触与点接触固定于待检测管道的外壁上。

左右两侧固定支架2沿管道的轴线错开一小段距离时，两个固定支架2的圆弧处于不同平面，两个固定支架2与待检测管道之间可以形成两条不在一条直线上的接触线，此时两个固定支架2的圆弧与待检测管道形成两条弧形接触线，探头定位支架依靠这两条线接触以及定位块1与待检测管道之间的点接触固定于待检测管道的外壁上。

作为优选，探头定位支架可以做出调整，以使超声波测厚探头指向的方向延长线经过待检测管道的截面中心。这样可以确保超声波测厚探头指向的方对准待检测管道的真实壁厚方向。

为了使超声波测厚探头指向的方向延长线经过待检测管道的截面中心，需要使定位块1左右两侧的固定支架2形状严格保持一致，这样可避免超声波测厚探头的方向偏向待检测管道的两侧；还需要使固定支架2的圆弧所在的平面平行于待检测管道横截面的截面中心，这样保证超声波测厚探头的方向垂直于管道的轴线，同时超声波测厚探头也要准确装卡于定位块1上的定位卡槽3内，以避免因定位块1造成的误差。通过上述对固定支架2及定位块1的调整，可以使固定于探头定位支架上超声波测厚探头的方向严格对准定位块与待检测管道的接触面。

使超声波测厚探头指向的方向延长线经过待检测管道的截面中心后，可以保证超声波测厚探头所探测到的管道壁厚为待检测管道沿径向测量的壁厚，从而减低甚至消除了因超声波测厚探头未垂直对准管道壁测量而产生的误差。

固定支架2与定位块1之间的连接关系可以选择多种形式，只要保证固定支架2与定位块1之间的连接可靠即可。例如：该探头定位支架的固定支架2与定位块1为可以为一体化结构，固定支架2与定位块1之间也可以为可拆卸式的连接方式。

当固定支架2与定位块1为一体化结构时，该探头定位支架可以采用一体成型的方式制成，例如利用塑料或其它可熔性材料经过模具成型而成，或者可以利用3D打印技术等快速成型技术制成，此外也可以利用金属钣金工艺，将一整块薄型金属板通过冲裁或弯曲成为一整体钣金件，其中定位块可由金属板弯曲成薄壳而成，固定支架可以直接由该金属板中一长条部分弯曲成所需要的弧度。

探头定位支架的固定支架2与定位块1之间也可为可拆卸式的连接方式。这样将固定支架2与定位块1可以分开携带及运输，可以减小运输时的体积，加大用户进行管道检测时的携带量。同时，如果遇到单个固定支架2损坏的情况，也可以只更换出故障的固定支架2，而保留其它部分，这样可以减少该探头定位支架的维修成本。

探头定位支架的固定支架2与定位块1之间为可拆卸式的连接方式时，在固定支架2的固定端与定位块1之间可以采用螺纹连接或卡扣式连接等多种固定方式。

当固定支架2的固定端与定位块1之间为螺纹连接时，固定支架2的固定端上可设置有外螺纹，定位块1上对应位置设置有螺纹孔，使用时先将固定支架2和定位块1组装在一起，然后再安装超声波定位探头并进行管道检测。

固定支架2与定位块1之间也可采用卡扣式连接，分别在固定支架2固定端与定位块1上设置可以互相扣合的卡扣，这样在进行管道检测时，可以先将超声波定位探头安装于探头定位支架的定位块1上，并将定位块1先贴附于待检测管道外壁，然后再将固定支架2与定位块1进行连接；待检测完毕后，也可直接通过卡扣将固定支架2从定位块上取下，这样实现进行管道内壁壁厚检测时的快速安装以及快速拆卸。

探头定位支架上的固定支架2可以做成多种结构，例如可以将固定支架2的横截面制成矩形。当固定支架2横截面为矩形时，固定支架2与待检测的管道的外圆周面贴合状态可分为两种情况：

如果固定支架2的圆弧的弧度刚好与待检测管道的外圆周面的弧度一致，则固定支架2可以刚好与待检测的管道紧密贴合，此时固定支架2与待检测的管道之间为面接触。

如果固定支架2的圆弧的弧度大于待检测管道的外圆周面的弧度时，固定支架2的圆弧上只有一段或数段与待检测的管道贴合，此时固定支架2与待检测管道之间仍可保持线接触。

因而，当固定支架2横截面为矩形时，固定支架2与待检测管道之间为较为稳固的面接触或线接触，因而可以增加探头定位支架与待检测管道之间的位置稳定性。

可选的，探头定位支架上的固定支架2的横截面可以呈圆形或者椭圆形。固定支架2制成圆形或者椭圆形的优点在于，圆形或者椭圆形为平滑曲面，没有棱角或其它锐边，因而在对管道进行检测时，探头定位支架上的固定支架2即使由硬质材料制成，也不会因蹭刮而对管道外表面造成损伤。此外，当探头定位支架上的固定支架2由塑料制成时，圆形或椭圆形的横截面也方便固定支架2的注塑成型。

需要注意的是，当探头定位支架上的固定支架2的横截面为圆形或者椭圆形时，固定支架2与待检测管道外壁圆周面之间为点接触或者线接触，此时，固定支架2的个数应至少为三个，这样可以使三个固定支架2相对于待检测管道呈三点式接触，从而稳固可靠地将探头定位支架固定在待检测管道的外壁上，以增加探头定位支架与待检测管道之间的位置稳定性，防止探头定位支架从待检测管道上脱落。

可选的，探头定位支架上的固定支架2可以由弹性材料制成，例如聚乙烯树脂、聚碳酸酯等高分子树脂类材料，或者铍铜以及65Mn、60Si2Mn、60Si2MnA等各类弹簧钢，或者是其他具有较高弹性及疲劳强度的金属或合金。

当固定支架2由弹性材料制成时，固定于定位块1上的固定支架2可以在外力作用下撑开。这样当安装探头定位支架时，可以直接用手或其它外力将呈合抱状的圆弧形固定支架2从中间向两侧掰开，待合抱状固定支架2之间的缺口大小至能容纳待检测管道通过时，将固定支架2卡于待检测管道的外壁上并完成后续安装过程；当完成管道壁厚的检测后，可以用手或者其它外力将贴附于待检测管道外壁上的固定支架2掰开并从待检测管道中取出，从而完成该探头定位支架的快速拆卸。因而探头定位支架上的固定支架2由弹性材料制成，可以使探头定位支架在待检测管道上完成快速安装及快速拆卸过程。

可选的，为了保证探头定位支架能够稳固装卡于待检测管道上，探头定位支架上的固定支架2还可以具有较大摩擦力，从而使固定支架2牢牢固定于待检测管道外壁上并不易滑落。使固定支架2与待检测管道外壁之间具有较大摩擦力的方法可以有多种，例如可以利用表面摩擦力大的材料制作固定支架2，或者将固定支架2的外表面打磨粗糙，再或者在固定支架2上设置具有一定粘性的粘贴块等。

本实施例中，用于固定超声波测厚探头的探头定位支架包括定位块和至少两个固定支架，其中，定位块上设置有定位卡槽，定位卡槽用于固定探头并使探头指向某一特定方向。固定支架设置于定位块两侧，固定支架为圆弧形，且该固定支架呈合抱状设置，固定支架的固定端和定位块连接，固定支架的自由端环抱管道设置。这样在进行管道的壁厚测量时，探头定位支架两侧固定支架的圆弧形支腿可以贴合于待检测的管道的外圆周上，从而使定位卡槽所固定的超声波测厚探头对准管道径向方向，使得超声波测厚探头可以对准待检测管道的截面中心进行测量，从而保证超声波测厚探头检测到的是管道的真实壁厚。

实施例二

图3是本实用新型实施例二提供的探头定位支架的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的探头定位支架具体结构如下：固定支架2至少为四个，探头定位支架定位块1还包括与定位块连接的第一连杆11和第二连杆12，第一连杆11和第二连杆12同轴且对称设置在定位块1的两侧，且第一连杆11和第二连杆12的轴线穿过定位卡槽3，定位块1上的第一连杆11和第二连杆12分别与至少一对呈合抱状设置的固定支架2连接。

本实施例中，探头定位支架的定位块1包括两个同轴且对称设置在定位块两侧的连杆11和12，定位块1两侧的两个连杆11和12各自分别与至少一对呈合抱状设置的固定支架2连接。这样两个连杆所连接的固定支架2可以分别呈合抱状贴合在待检测管道的两个管道横截面上，从而可以增加探头定位支架的固定支架2与待检测管道的接触点，这样可以更加稳固可靠地将该探头定位支架固定在待检测管道的外壁上，以增加探头定位支架与待检测管道之间的位置稳定性，保证测量精度。

通过增加上述的两个连杆第一连杆11和第二连杆12，也可以增加探头定位支架对待检测管道的适应性，使探头定位支架可以适应安装在不同管道外壁直径及不同形状的待检测管道上。

例如，当待检测管道两端的管道外径并不一致时，该探头定位支架可以设置两对弧度不同的固定支架2。

通过设置在定位块1两侧的连杆，可以在第一连杆11上设置一对呈合抱状设置的固定支架2，该对固定支架2合抱所形成的圆的直径大小和该处管道的管道外壁直径一致，而第二连杆12上设置另一对呈合抱状设置的固定支架2，第二连杆12上的该对固定支架2所形成的圆的直径大小与第二连杆12处管道的管道外壁直径一致，从而使得第一连杆11与第二连杆12所设置的固定支架2相对独立地进行装卡固定，这样第一连杆11和第二连杆12上的两对固定支架2可以装卡于上下管道外壁直径不同的管道上。

这样通过设置在定位块两侧的连杆，并在连杆上设置不同弧度的固定支架，避免了因待检测管道两端的管径不同而造成探头定位支架的固定支架无法装卡于其上而造成的探头定位支架定位不准、甚至产生歪斜的现象，从而进一步地保证了超声波测厚探头的测量精度。

又例如，当待检测管道为弯曲管道时，该探头定位支架上的第一连杆11和第二连杆12可以为可以进行弯曲及扭转的杆件，这样当需要检测管道弯曲部分的壁厚时，可以将探头定位支架上的第一连杆11和第二连杆12进行弯曲和扭转，以适配待检测管道。

具体的，在安装时，使得第一连杆11和第二连杆12的弯曲曲率和待检测管道的弯曲曲率一致，这样该探头定位支架可以设于该弯曲管道的弯曲处，和第一连杆11连接的固定支架2呈合抱状设置于待检测管道一端，和第二连杆12连接的固定支架2也呈合抱状并设置于待检测管道另一方向的一端。此时该探头定位支架的定位块1可以恰好设置于待检测管道的弯曲部位，因此可以用于检测该弯曲部位的管道壁厚。

本实施例中，探头定位支架包括定位块和至少四个固定支架，其中，在前述实施例一的基础上，探头定位支架定位块还包括与定位块连接的第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆同轴且对称设置在定位块的两侧，且第一连杆和第二连杆的轴线穿过定位卡槽，定位块上的第一连杆和第二连杆分别与至少一对呈合抱状设置的固定支架连接。这样可以增加探头定位支架对待检测管道的适应性，使探头定位支架可以适应安装在不同管道外壁直径及不同形状的待检测管道上。固定支架的圆弧形支腿可以贴合于待检测的管道的外圆周上，从而使定位卡槽所固定的超声波测厚探头对准管道方向，使得超声波测厚探头可以对准经过待检测管道的截面中心进行测量，保证测到的是管道的真实壁厚。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种探头定位支架，其特征在于，包括定位块和至少两个固定支架，其中，

所述定位块上设置有定位卡槽，所述定位卡槽用于固定探头并使探头指向某一特定方向；

所述固定支架设置于所述定位块两侧，所述固定支架为圆弧形，且所述固定支架呈合抱状设置，所述固定支架的固定端和所述定位块连接，所述固定支架的自由端环抱管道设置。

2.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述探头指向的方向延长线经过所述管道的截面中心。

3.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架与所述定位块为一体化结构。

4.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架与所述定位块之间为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架的横截面为矩形。

6.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架的横截面呈圆形或椭圆形。

7.根据权利要求6所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架的个数至少为三个。

8.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架由弹性材料制成。

9.根据权利要求1所述的探头定位支架，其特征在于，所述固定支架至少为四个，所述探头定位支架定位块还包括与所述定位块连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆同轴且对称设置在所述定位块的两侧，且所述第一连杆和所述第二连杆的轴线穿过所述定位卡槽，所述定位块上的所述第一连杆和第二连杆分别与至少一对呈合抱状设置的固定支架连接。