NO148123B - Fremgangsmaate til inspeksjon av en roerformet del som anvendes ved boreoperasjoner fra en plattform, og apparat til utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til inspeksjon av en rørformet del som anvendes ved boreoperasjoner fra en boreplattform, der det anvendes ultralydsøke-enheter som sonisk koples til den rørformede del, mens denne settes ned i eller tas opp av et borehull og derved er vertikalt opphengt i plattformens tårn. Oppfinnelsen angår videre et apparat til utførelse av ultralydinspek-

sjon etter den nevnte fremgangsmåte. Både fremgangsmåten og apparatet holder ultralydsøkeenhetene i fast og konstant stilling i forhold til røret, og muliggjør inspeksjon av dette, idet det føres inn i borehullet, slik at det blir mulig å foreta enkel påvisning av eventuelle feil i det rørformede materiell, der feil kan føre til svikt i borestrengen hvis materiellet benyttes til boring.

Anvendelse av prøveteknikk med ultralyd og spesielt

med ultrakrystaller til påvisning av riss, sprekker og uregelmessigheter i metallprodukter er det vanlig ved ikke-destruktiv prøvning. Krystallene som anvendes er piezoelektriske krystaller som er laget av et hensiktsmessig materiale, f.eks. kvarts. Disse krystaller frembringer ultralyd-vibrasjoner når en spenning med passende frekvens påtrykkes krystallet. Når rørformet materiell undersøkes med hensyn på innvendige ufullkommenheter ved anvendelse av en reflek-sjonsmetode, holdes krystallet i en stilling i forhold til overflaten av produktet, og det sendes en kortvarig lydbølge-puls inn i produktet i en vinkel slik at en defekt eller ufullkommenhet vil få bølgene til å bli reflektert mot krystallet og skape en spenningsendring i dette. Da krystallet blir avenergisert øyeblikkelig etter sending av bølge-pulsen, mottas reflekterte bølger under de avenergiserte perioder og de reflekterte bølger vil frembringe et påvis-

lig signal som kan vises f.eks. på et katodestrålerør eller en strimmelskriver. Pulsgjentagelseshastigheter på mellom 60 og 2000 pulser/sek, anvendes for forskjellige typer under-søkelser .

Det er vanlig at en undersøkelsesanordning med ultralyd kalibreres ved anvendelse av en standard som er identisk med det materiell som skal undersøkes. Standarden kan ha en eller flere mangler eller uregelmessigheter av kjent stør-relse slik at anordningens følsomhet overfor kjente ufullkommenheter kan bestemmes, og det kan æéttes opp standard-verdier for godkjennelse eller vraking av det undersøkte materiell.

Undersøkelsesteknikk med ultralyd anvendes gjerne til undersøkelse av materiellet på det sted der dette fremstilles. Plateformet materiell eller rørformet materiell blir således som regel undersøkt på fremstillingsstedet ved anvendelse av teknikker som er velkjent på det område det her gjelder. Imidlertid skaper undersøkelse av rørformet materiell på produksjonsstedet forskjellige og egenartede problemer.

Ved boring av borehull kan svikt i borerøret være kort-bar og tidskrevende. Utvasking eller brudd i borestrengen kan ofte skje hvis det anvendes borerør med tilstrekkelig alvor-lige ufullkommenheter. Svikt av denne art skyldes oftest innvendige ufullkommenheter i det rørformede materiell som anvendes. Står man overfor en slik svikt blir det nødvendig å trekke røret ut av borehullet for å bytte ut den skjøt som har sviktet. Når det gjelder brudd i borestrengen, er det nød-vendig å fiske opp de adskilte deler av strengen fra borehullet før boringen kan fortsette. Betydningen av en sikker inspeksjonsmetode, særlig for innvendige ufullkommenheter i et borerør, er således klar.

Ved boreoperasjoner tas borestrengen ofte inn og ut

av borehullet når man bytter ut en slitt borekrone eller for å sette forsterkninger i forskjellige høyder eller utføre andre operasjoner. Ved dette arbeid er det hensiktsmessig å stille opp borerøret vertikalt ved boretårnet i stedet for å transportere røret fra den høyereliggende boreplattform til reoler, som står i samme nivå som marken. Også ved boreoperasjoner til havs er det vanlig å stille opp borerøret vertikalt. Inspeksjon av en borestreng er det ønskelig å utføre periodisk, dvs. hver annen eller hver tredje måned for å på-

vise eventuelle ufullkommenheter i borerøret som ville gjøre røret utsatt for svikt ved senere boreoperasjoner. For å kunne den mest effektive inspeksjon av rørformet materiell ved boreoperasjoner er det derfor nødvendig å ha en prøve-anordning som kan undersøke rørformet materiell i vertikal stilling ved boretårnet. Med en slik anordning kunne under-søkelser utføres når røret tas ut eller settes på plass, f.eks. på grunn av at en slitt borkrone skal byttes ut. Da det er nødvendig å skjøte sammen individuelle rørstrenger (som kan omfatte to eller tre rørskjøter eller seksjoner) ved bore-riggens arbeidsplan når en borestreng settes sammen, er det videre nødvendig at prøve-, eller undersøkelsesanordningen lett kan bringes på plass og tas ut av det rør som undersøkes.

I forbindelse med boreoperasjoner skal det vises til

US patent nr. 3.248.933 der det er beskrevet en vertikalt rettet ramme med en åpning som danner en horisontal passasje, som gir muligheter for innføring av en rørformet del på tvers. Imidlertid er her rammen fastspent til røret slik at disse komponenter står stille i forhold til hverandre, og formålet med oppfinnelsen er å komme frem til en fremgangsmåte og et apparat som gjør det mulig å foreta undersøkelser ved bevegelse av den rørformede del i forhold til rammen. Dermed kan ultralydundersøkelsen utføres kontinuerlig og samtidig med at andre arbeidsoperasjoner foregår.

Ved bevegelse mellom rammen og den rørformede del, særlig når den rørformede del er et opphengt rør i en borerigg, kan imidlertid følsomheten ved ultralydundersøkelsene bli påvirket i uheldig retning. Et opphengt rør kan bevege seg i tverretningen og kan vibrere som et resultat av beveg-elsen inn i eller ut av borehullet. Slike forhold gjør det vanskelig å opprettholde tilstrekkelig' lydkopling mellom søkeenheten og rørledningen. Videre kan bevegelse endre inn-fallsvinklene for lydstrålingen mot veggen av den del som undersøkes. Av den grunn er det et ytterligere formål med oppfinnelsen å komme frem til en robust anordning til ut-førelse av undersøkelse på stedet, slik at man får mest mulig nøyaktige og pålitelige avlesninger.

Når et rør tas ut av et borehull, vil rørets flater være dekket med boreslam og partikler fra boringen, og det kan også tenkes at det ligger væskefilmer på innsiden av røret når røret trekkes ut av et væskefylt borehull. Boreslam og borepartikler på utsiden av røret kan skape vanske-ligheter når det gjelder forbindelsen til en ultralyd prøve-anordning. Videre kan væskefilmene som siger ned langs et rør skape falske refleksjoner som ville dekke over eventuelle sprekker og riss eller ufullkommenheter som man ønsker påvise. Hvis et borerør derfor ikke kan rengjøres skikkelig når det trekkes ut av borehullet, må anordningen i henhold til oppfinnelsen, heller benyttes til ultralydundersøkelse når røret settes tilbake i borehullet. I henhold til oppfinnelsen er man kommet frem til en anordning for ultralyd-undersøkelse av stort sett vertikalt stående rørdeler, omfattende en ramme som kan anbringes rundt rørdelen mens den står vertikalt, og ultrålydtransduktorer som føres mot den rør-formede del når rammen står rundt røret. Anvendelsen av en avtagbar ramme som røret kan føres gjennom på tvers av rørets akse muliggjør utførelse av undersøkelser, f .eks. når røret føres inn og ut av et borehull. Hvis en svakhet eller ufullkommenhet påvises i røret, stanses monteringen eller demonter-ingene og ultralydprøveanordningen trekkes bort fra røret,

og den rørskjøt som har den påviste svakhet kan fjernes fra borstrengen. Når borstrengen er satt sammen pånytt, kan ultra-lydundersøkelsesanordningen lett settes på plass i undersøkel-sesstilling rundt røret og fortsette å undersøke dette etter-hvert som det føres ned i borehullet.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under hen-visning til tegningene der: Fig. l,i perspektiv, viser en ultralyd inspeksjons-anordning utført i henhold til oppfinnelsen, på plass rundt et borerør og anbrakt over det roterende bord på boreplattform,

fig. IA viser, i perspektiv, ultralydinspeksjonsanordningen på fig..l, sett ovenfra,

fig. 2 viser, i perspektiv, ultralydsøkeenheten an-vendt i inspeksjonsanordningen på fig. 1, der man særlig ser leddmekanismen som holder et rullende hjul i anlegg mot det rør som skal undersøkes,

Fig. 3 viser, sett fra siden, ultralyd-transduktoren og leddmekanismen på fig. 2,

fig. 4 viser et delvist snitt gjennom ultralydtrans-duktoren på fig. 2 og 3,

fig. 5 viser, sett fra siden og sterkt forenklet,

en stabilisator som anvendes i inspeksjonsanordningen på

fig. 1,

fig. 6 viser skjematisk en flerfags inspeksjonsanord-ning i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 7 viser, sett ovenfra, det øvre lag i flerfags-inspeksjonsanordningen som er vist på fig. 6, sett langs linjen 7-7,

fig. 8 viser, sett ovenfra, den midtre gruppe av søke-enheter som anvendes i anordningen på fig. 6, sett etter linjen 8-8,

fig. 9 viser, sett ovenfra, det nedre fag av søkeen-heter som anvendes i anordningen på fig. 6, sett etter linjen 9-9 og

fig. 10 viser skjematisk ultralydinspeksjonsanordningen og tilhørende utstyr for avlesning og registrering av under-søkelser .

På fig. 1 er det, i perspektiv, vist en ultralyd in-speks jonsanordning 11. utført i henhold til oppfinnelsen og anbrakt rundt en rørseksjon 13, som stikker ned gjennom åpningen i det roterende bord i plattformen 15 på en borerigg. Røret 13 er ved skjøten 12 forbundet med en annen seksjon av røret og henger i et ikke vist tårn ved hjelp av en elevator eller liknende anordning som heller ikke er vist. Ultralydanordningen omfatter en ramme med to stort sett parallelle, horisontalt beliggende deler 17 og 19 som er forbundet med hverandre med et forbindelsesstykke 21. To grunnplater 23 og

2 5 er hengslet for svingebevegelse med rammen i punktene 24

og 26. En lås 71 ved den motstående ende av platene 23 og 25 tjener til å holde platene lukket sammen rundt røret 13. En åpning i grunnplatene 23 og 25 i midten av disse danner en sentral vertikal passasje 30 i anordningen. En kappe 28 med en tilsvarende sentral passasje og fire adskilte rom omgir den sentrale del av ultralydanordningen 11.

Hver grunnplate bærer to søkeenheter med transduktorer og to leddmekanismer for montering av transduktorene. Nærmere bestemt har grunnplaten 23 leddmekanismer 29 og 31 (ikke synlig på fig. 1) for transduktorene, mens grunnplaten 25

har leddmekanismer 2 7 og 33 for transduktorer. Hver av trans-duktormekanismene er like i konstruksjon og den følgende be-skrivelse gjelder derfor bare leddmekanismen 33 for montering av transduktorene.

Det skal her fremheves at innenfor rammen av oppfinnelsen kan et hvilket som helst ønsket antall ultralydsøke-enheter benyttes ved undersøkelse av røret. Den viste ut-førelse har fire søkeenheter anbrakt rundt røret i avstander på- 90°. Det kan imidlertid være tilfredsstillende, alt etter størrelsen av røret, ved den undersøkelse som skal foretas og den strålespredning man har ved de ultralydtransduktorer som anvendes, å ha flere eller færre ultralydsøkeenheter. Ved avsøkning av røret for å finne ufullkommenheter eller brudd på tvers av rørets akse er antallet tilstrekkelig når stråle-spredeenhetene muliggjør undersøkelse av hele rørets omkrets når dette passerer gjennom anordningen. Tre eller fire enheter blir ofte benyttet for å undersøke tversgående uregelmessigheter .

For undersøkelse etter langsgående uregelmessigheter anbringes de elektroakustiske transduktorer i et plan parallelt med rørets akse for å sende en stråle som forplanter seg rundt røret i en seksjon stort sett perpendikulært på lengdeaksen. Et så lite antall som to og opp til fire koplanare søkeenheter benyttes for denne undersøkelse avhengig i første rekke av diameteren for den rørformede del som skal under-søkes .

Tykkelsesmålinger utføres med en lydstråle som sendes perpendikulært på rørets overflate. Denne stråle måler tykkelse bare under søkeenhetene. Av denne grunn kan opptil fire og kanskje flere enheter anvendes avhengig av hvor godt tykkelsen skal måles. For rør med stor diameter vil en fullstendig tykkelsesundersøkelse kunne kreve mer enn fire enheter. På den annen side vil det også være tilstrekkelig å benytte to søkeenheter for tykkelsesmåling hvor forutsetning er at disse enheter bare skal gi en generell angivelse av rørets tilstand og ikke nødvendigvis påvise alle områder med slitasje eller korrosjon.

På fig. IA er ultralydanordningen 11 vist sett oven-

fra med kappen 28 fjernet. Søkeenhetenes leddmekanismer 27, 29, 31 og 33 er likt fordelt rundt røret 13 under undersøkelsene slik at omkretsen bestråles fullstendig. Mellom søkeenhetene finnes det stabilisatorer 82, 110 og 120 som utøver en innadrettet kraft på røret 13 for å hindre røret 13 i å svaie når det settes på plass eller tas ut av borehullet. Den kraft som utøves av stabilisatorene er naturligvis meget større enn den kraft som utøves på røret av søkeenheten.

Rammen som omfatter parallelle deler 17 og 19 og forbindelsesplaten 21 er åpen ved den ende som vender fra platen 21. Den åpne ende gjør det mulig å fjerne undersøkelses-anordningen fra røret 13 lett og hurtig etterat grunnplatene 23 og 25 er låst fri og svingt utad. For å kunne avsøke ufullkommenheter på tvers av den rørformede dels lengdeakse har hver søkeenhet fortrinnsvis sitt piezoelektriske krystall anbrakt i en vinkel på omtrent 4 5° på aksen for den rør-formede del sem skal undersøkes. Denne vinkel kan variere alt etter størrelsen og veggtykkelsen for det rør som undersøkes. F.eks. har det, for rør med en diameter' på mellom 9 og 11 cm, vist seg at en angrepsvinkel for lydstrålen fra det piezoelektriske krystall er optimal ved en vinkel på 43^° i forhold til rørets lengdeakse når røret undersøkes for tversgående ufullkommenheter. Ved bestemmelse av den optimale plassering av det piezoelektriske krystall foretrekkes det imidlertid at man begynner med en kalibrering av enheten på en standard prøverørseksjon med en ufullkommenhet eller et brudd av kjent dimensjon. Enheten startes opp og angreps-vinkelen for det piezoelektriske krystall justeres inntil den kjente uregelmessighet eller bruddet gir maksimal elektrisk avlesning. Tilgjengelige søkeenheter har muligheter for justering i forhold til den del som skal undersøkes, og anvendelse av slike søkeenheter med stillbar strålevinkel er å foretrekke.

Det er ønskelig at man kan sette opp undersøkelses-utstyret med den optimale strålevinkel og å utnytte anordningen til undersøkelse av rørformede deler med forskjellige diametre uten å utføre korrigerende justeringer for ny inn-stilling av strålevinkelen. Leddmekanismen 33 sørger for dette ønskelige trekk.

På fig. 2 er det i perspektiv vist en utførelse der leddmekanismen 33 holder søkeenheten i stilling i forhold til røret 13. Leddmekanismen 33 omfatter en vertikalt stående del 39 med en rektangulær åpning 40 ved den øvre ende og en spalte 41 ved den nedre ende. Den vertikale del 39 er festet til grunnflaten 25 slik at søkeenheten holdes fast i stilling. En øvre arm 42 stikker gjennom åpningen 40 og holdes i denne av en bolt 43, slik at den øvre arm 42 kan svinge i vertikalplanet. En kortere nedre arm 44 står i spalten 41 og kan svinge i vertikalplanet om en bolt 45. En rektangulær tilpas-ningsplate 46 er beregnet på å holde grunnplaten 38 for hjul-søkeenheten som er festet f.eks. med forsenkede skruer 47 , 48, 49 og 50. En klo 51 er anordnet ved den øvre kant av tilpasningsplaten 46 og en liknende klo 52 finnes ved platens 46 nedre kant. Kloen 51 og kloen 52 danner svingbare fester for henholdsvis den øvre arm 42 og den nedre arm 44 slik at tilpasningsplaten 46 er bevegelig. Den bakoverrettede del av den øvre arm 42 har gjenger for en bolt 53. En fjær 54 eller annen forspenningsanordning er festet til den nedre ende av bolten 53 og også til grunnplaten 25. Bolten 53 muliggjør regulering av fjærens stramning og derpå også regulering av den kraft som virker på armen 42, slik at denne får den rette størrelse.

Det er klart at leddmekanismen 33 muliggjør en innadrettet bevegelse av søkeenheten mot den sentrale passasje 30', mens grunnplaten 38, for søkeenheten holdes parallell med den rørformede del 13. Av denne grunn vil strålevinkelen fra det piezoelektriske krystall kunne stilles inn på en optimal verdi og holdes i denne stilling uansett størrelsen på den rørformede del som skal undersøkes.

På fig. 3 er det vist skjematisk hvorledes hjulsøke-enheten og leddmekanismen på fig. 2 virker, og man ser for-delene ved leddmekanismen.

Når røret 13 har liten diameter, vil leddmekanismen

33 ha den øvre arm 42 og den nedre arm 44 stort sett horisontalt. Transduktoren 130 som bæres inne i hjulet 35, har sin optimale vinkel i forhold til røret 13.

Når et rør med større diameter skal undersøkes

eller når man støter på en skjøt 12, beveger armene 42 og 44 seg nedad til skrå stilling. Ved at tilpasningsplaten 46

er svingbart festet på armen 42 og 44 og dermed danner en parallellogramliknende konstruksjon, forflyttes tilpasningsplaten 46 nedad, men holder seg i opprettstående stilling. Siden stillingen av tilpasningsplaten 46 forblir uforandret, beholder også transduktoren 130 sin tidligere orientering,

og som en følge av dette vil strålevinkelen ikke forandre seg.

Søkeenheten som anvendes ved anordningen i henhold

til oppfinnelsen er fortrinnsvis en hjulsøkeenhet med stillbar strålevinkel av den type som er velkjent på det område det her gjelder. Slike hjulsøkeenheter fremstilles av Sperry Division of Automation Industries Incorporated. Hjulsøkeen-heten omfatter i alminnelighet et fleksibelt dekkliknende hjul 35 som er dreibart lagret om en akse båret av en brakett , 37. Det piezoelektriske krystall er montert på en ikke-roterende aksel inne i hjulet. Det fleksible dekk 35 blir fylt med et passende koplingsmiddel. Koplingsmidlet som er blitt benyttet i denne forbindelse, innbefatter glykoler eller glykoletere, f.eks. Cellusolv-produkter som selges av Union Carbide Corporation.

Søkeenheter med sko som trekkes over rørets overflate og også andre søkeenheter som ikke har roterende hjul bør unngås under de vanskelige forhold man har i borerigger, men de kan benyttes .

Hjulet 35 er vist delvis i snitt på fig. 4 med det fleksible ytre belegg 36 presset i godt anlegg mot røret 13. Det fleksible ytre belegg 36 sitter festet til sidedeler 32 og 34 av hjulet 35, og når hjulet.presses mot røret 13, vil det ytre belegg forme seg etter krumningen av rørets utside. Sidedelene 32 og 34 hindrer hjulets dekke 36 i å bli blåst

ut ved å begrense den mulige deformasjon av det fleksible dekk 36. En søkeenhet av denne type er beskrevet i US patent nr. 3.628.375.

Hjulet 35 presses mot røret 13 med et passende kon-takttrykk ved hjelp av en kraft som utøves av fjæren 54 i leddmekanismen 33 og kraften virker gjennom den øvre arm 42. Den kraft som utøves kan imidlertid reguleres ved regulering av skruen 53 i den øvre arm 42.

For å få til kopling mellom det fleksible dekk 35 og den rørformede del 13 som skal undersøkes, er det fordelaktig å påføre et flytende koplingsmiddel på overflaten av røret. Det finnes derfor vannledninger, såsom 49 (fig. 1) som står over hver hjulsøkeenhet og er beregnet på å rette en konstant strøm av vann mot røret, slik at det dannes en jevn film mellom det fleksible dekk 35 og røret som skal undersøkes, og denne film tjener som lydkoplingsmiddel. Røret 49 mates fra et grenrør 72 som får vann fra en tilførselsledning 73. Til-førselsledningen 73 er koplet til en passende vannkilde (ikke vist) gjennom en ventil 61. Vann som strømmer, påvirket av tyngdekraften, er tilfredsstillende når det gjelder å danne koplingsmidlet for søkeenhetene selv om også vann som pumpes kan anvendes. Det vil være klart for fagfolk på det område det her gjelder at andre koplingsmidler kan benyttes i stedet for vann når anordningen er i bruk. Imidlertid virker vann tilfredsstillende og er naturligvis det lettest tilgjengelige og billigste koplingsmiddel som kan anvendes på utsiden av det rør som undersøkes.

Som vist på fig. 1 sitter det på grunnplatene 23 og 25 stabilisatorer som normalt er omgitt av dekslet eller kappen 28. På tegningen er bare en stabilisator 82 synlig. Stabilisatorene tjener til å utøve en radielt innadrettet kraft på flere punkter rundt den rørformede del 13 for å redusere svaiing av delen, idet den føres gjennom undersøkelsesanord-ningen for å bli undersøkt.

Stabilisatoren 82 omfatter en støtte 85 som stikker opp over og ned under grunnplaten 25 parallelt med senter-linjen for den sentrale passasje 30. Ved hver ende av støtten 85 er det festet en svingarm 87, 89 med et feste 91, 93 for stabilisatorens hjul 95, 97. En fjær 99 danner forbindelse mellom festet 91 og støtten 85 slik at hjulet 95 drives mot den rørformede del 13, og på samme måte forbinder en fjær 103 festet 93 og støtten 85 slik at hjulet 97.holdes i anlegg mot den rørformede del 13, og på denne måte utøves det en holdekraft på den rørformede del 13.

Selv om tre stabilisatorer anvendes i den foretrukne utførelsesform (se fig. IA) kan ytterligere stabilisatorer anvendes. Det maksimale antall vil naturligvis være avhengig av størrelsen på det rør som skal undersøkes. Det er videre fordelaktig å ha de øvre og nedre rørkontaktdeler av stabilisatorene liggende i god avstand fra søkeenhetene og i et plan som er forskjellig fra det plan der disse befinner seg.

Den øvre del av stabilisatoren 82 stikker gjennom

den fastholdte grunnplate 25 som vist på fig. 5. Fig. 5 viser virkemåten for stabilisatoren 82 og dens evne til å arbeide med forskjellige rørdiametre og tillate passasje av rør-skjøter. Som vist er den konstruksjon som dannes av den svingbare arm 87 og festet 91 svingbart lagret ved den øvre ende av den vertikale støtte 85. En bolt 98" strekker seg fra den nedre del av festet 91 og gjennom støtten 85, og den er for-synt med en fjær 99 som holdes sammentrykket. Et stabilisa-torhjul 95 sitter på festet 91 ved hjelp av.en brakett 100

og holdes i anlegg mot røret 13 av fjæren 99.

Når rør med stor diameter skal undersøkes, svinger svingarmen 87 og hjulet 95 om den øvre ende av støtten 85, og hjulet beveger seg derved innad og noe nedad. Fjæren 99 blir ytterligere sammentrykket og utøver en tilstrekkelig stor og radielt innadrettet kraft på røret. Som vist med stiplede linjer på fig. 5 tillater stabilisatorene også en lett passasje av rørskjøter, samtidig med at røret 13 stabiliseres.

Overfor søkeenhetene på bærerammen strekker det seg

en plattform 6 3 av passende størrelse og dimensjoner for å bære ultralydapparatet 59. Ultralydapparatet 59 til prøv-ningen innbefatter en pulsgenerator og en mottakerenhet så-vel som et oscilliskop. Ultralydapparater av denne type er velkjent, og f.eks. tilbyr Sperry Division av Automation Industries en 10M pulser/mottakerenhet ferdig samlet med oscilloskop av typen UM, utførelse 50E533 som kan benyttes sammen med undersøkelsesanordningen i henhold til oppfinnelsen. Det står også små batteridrevne søkeinstrumenter til rådighet og også disse kan med hell benyttes.

Pulsgeneratoren i apparatet sender en rekke pulser

som samtidig føres til de piezoelektriske krystaller i hjul-søkeenhetene gjennom en overføringslinje 57 tilsluttet en koplingsblokk 60. Det er vanlig at de tilgjengelige søkeen-heter bare gir en enkel pulsutgang. Koplingsblokken 60 bare deler signalet til de fire overføringslinjer og sørger derved for matning av signaloverføringsbanen til hver hjulsøkeenhet. Teknikk med impedanstilpasning er vel kjent på det område det her gjelder og vil ikke bli beskrevet i detalj. Under de perioder da de piezoelektriske krystaller ikke tilføres energi, avføles signaler som reflekteres fra ufullkommenheter i den rørformede del, og signalene sendes gjennom overføringslinjene 57 til koplingsblokken 60 som avgir et enkelt utgangssignal ved inngangen 6 2 for pulsgenerator/mottakerdelen av apparatet. Signalet forsterkes i pulsgenerator/mottakerdelen av apparatet 59 og vises på et oscilloskop. Som tidligere nevnt kan imidlertid en strimmelskriver benyttes i stedet for eller ved siden av gjengivelsen på oscilliskopet.

Oppbygningen av søkeenhetene, koplingsblokken, pulsgenerator/mottakeren og katodestrålerøret eller strimmel-skriveren fremgår best av den skjematiske gjengivelse på

fig. 10. På fig. 10 frembringer pulsgenerator/mottakeren 77

i apparatet 59 en rekke pulser som samtidig sendes til piezoelektriske krystaller 79 i hver av hjulsøkeenhetene 35 gjennom overføringsledningene 57, via koplingsblokken 60, med alle brytere 86 i sluttet stilling. Vanlig tilgjengelige søkeapparater gir bare en enkel pulsutgang fra pulsgenerator/ mottakeren. Koplingsblokken 60 bare deler signalet til de fire overføringslinjer og har midler for impedanstilpasning til overføringslinjene og dermed til optimal avstemning av det signal som sendes til hver hjulsøkeenhet. Slik impedans-tilpasningsteknikk er velkjent og kan innbefatte en passende RC-krets eller en motstands-induktanskombinasjon.

Når de piezoelektriske krystaller tilføres energi, sender de ut en lydstråle i en spiss vinkel inn i den rør-formede del som skal undersøkes. Bølgen reflekteres mellom de motstående vegger av den rørformede del og forplanter seg i lengderetningen. Hvis strålen treffer en uregelmessighet, f.eks. et brudd, vil et reflektert signal komme tilbake og bli følt av det piezoelektriske krystall. Som forklart tidligere er vinkelen vanligvis rundt 45° selv om dette kan varieres alt etter det materiale som undersøkes og den type ufullkommenhet man søker etter. Bryterne 86 (som befinner seg inne i apparatet 59) setter den som betjener apparatet i stand til å starte opp og styre hver søkeenhet for seg eller i en hvilken som helst kombinasjon. Under de perioder da de piezoelektriske krystaller ikke tilføres energi blir reflekterte signaler fra ufullkommenheter som finnes i røret sendt tilbake gjennom overføringslinjene 57 og' gjennom koplingsblokken 60 for å danne et enkelt utgangssignal ved inngangen 62 til pulsgenerator/mottakerdelen 77 av apparatet 59. For best mulig overføring tilpasses lengden av linjene 57 slik at de tilsvarer multipler av kvarte bølgelengder av signalet. Signalet forsterkes i forsterkeren 89 i pulsgenerator/mottakerdelen 77 i apparatet 59 og vises på oscilloskopet 64 og/eller opptegnes på en strimmelskriver 83.

Frekvensen for det signal som gir energi til krystallene og som anvendes ved undersøkelser med apparatet i henhold til oppfinnelsen kan variere, noe som fagfolk har kjennskap til. Typiske undersøkelser kan utføres ved å benytte signaler med frekvenser på 1 megahertz til 5 megahertz. Meget gode prøver er blitt utført på borerør ved anvendelse av en frekvens på 2,25 megahertz. Pulsgjentagelseshastigheten kan variere mellom 60 og 2000 pulser/sek. Pulsvarigheten er i mikrosekundområdet, f.eks. mellom 1 og 5 mikrosek. Instru-mentet 59 er anbrakt på plattformen 63 ved hjelp av en stropp 6 5 som ved den øvre ende er hektet på en krok som stikker ut fra en bærer 75. Bæreren 75 ender i et øye 67 eller en annen forbindelse som kan forbindes med en line eller vire i boretårnet. Øyet 67 er fortrinnsvis anbrakt over tyngdepunktet for hele anordningen slik at bare små tverrkrefter vil virke på søkeenhetene under drift når disse er i anlegg mot den rørformede del som skal undersøkes.

Når apparatet i henhold til oppfinnelsen skal benyttes, åpnes låsen 71 (fig. 1) og platene 23 og 25 svinges utad slik at røret 13 kan innføres mellom bærerne 17 og 19. Anordningen håndteres manuelt inntil røret 13 står sentralt mellom bærerne og platene 23 og 25 svinges tilbake til deres opprinnelige stilling, samt låses på plass med låsen 71. Fjærene 81, 54 og .. vil da føre hver hjulsøkeenhet i anlegg med den rørformede del og rørets passasje ned i borehullet kan påbegynnes. Når de rørformede deler har en skjøt 12, vil forspenningsfjærene gi etter slik at søkeenhetene kan passere over rørskjøten.

Det åpnes så for vannstrømmen fra rørene 49 for å

kople hjulsøkeenhetene til røret lydmessig. Pulsdelen av apparatet settes igang og de fire hjulsøkeenheter sendes samtidig en puls inn i den rørformede del. Pulsen rettes fortrinnsvis oppad bort fra det roterende bord i en spiss vinkel på lengdeaksen for den rørformede del. Mottakerdelen i apparatet måler reflekterte signaler og viser resultatet på oscilloskopet 64.

Når inspeksjonsanordningen 11 møter en rørskjøt 12,

vil forspenningsfjærene gi etter slik at søkeenheten kan passere over den fortykkede rørskjøt. Når en alvorlig sprekk påvises av oscilloskopet 64, åpnes låsen 71 og apparatet bringes vekk fra den rørformede del. Den defekte seksjon blir så fjernet og borestrengen igjen skjøtt sammen, hvoretter inspeksjonsanordningen settes på plass for fortsatte under-søkelser .

På fig. 6 er det i form av en enkel skjematisk tegning vist et ultralydapparat til undersøkelse av rør og med tre fag for målinger etter riss, sprekker, brudd og liknende på tvers av rørets lengdeakse og tilsvarende feil som løper stort sett på langs av røret, og dessuten kan veggtykkelsen måles. Hjulsøkeenhetene i et flerfags inspeksjonsapparat er montert på nøyaktig samme måte som hjulsøkeenhetene i utførelses-formen på fig. 1. Her vil en paralléllogramliknende leddmekanisme (svarende til leddmekanismen 33 på fig. 3) bli benyttet for hver hjulsøkeenhet. Hver gruppe søkeenheter 140, 150, 160 er montert på et par grunnplater (svarende til grunnplatene 23, 25 på fig. 1), med de tre par grunnplater forbundet med hverandre ved hjelp av vertikale stag. Når det blir nødvendig å ta trefagsapparatet løs fra rørstrengen, blir en holdelås åpnet slik at de tre fag grunnplater med utstyr kan skilles fra hverandre som to hengslede halvdeler.

Selv om anordningen av hjulsøkeenhetene i grupper 140, 150, 160 kan varieres, er det her vist en gruppe 140 som er beregnet for påvisning av ufullkommenheter på tvers, montert som det øvre fag med transduktorer som retter lydbølger oppad i røret 13 som vist med pilene. Den midtre gruppe 150 av hjulsøkeenheter måler veggtykkelse, og som antydet med pilene, retter transduktorene lydbølger radielt innad. Den nedre gruppe søkeenheter 160 påviser langsgående ufullkommenheter i røret 13. Transduktorene i denne gruppe retter lyd-bølger på tvers inn i røret 13.-Det skal imidlertid påpekes at den øvre gruppe 140 og den nedre gruppe 160 kan bytte plass da det eneste krav som stilles er at lydbølgene fra de forskjellige grupper ikke må forstyrre hverandre.

Claims (20)

1. På fig. 7, 8 og 9 er hvert fag søkeenheter vist for seg. Fig. 7 viser søkeenhetene 142, 144, 146, 148 som står likt fordelt om omkretsen av røret 13. På fig. 7 er dessuten transduktoren i søkeenheten 148 vist anbrakt i en vinkel med transduktoren rettet noe oppad. Fig. 8 viser på samme måte, søkeenhetene 152, 154, 156 og 158 likt fordelt rundt røret 13. Transduktoren i søkeenheten 152 står slik at den retter lyd-bølgene direkte inn i røret 13 uten forskyvning i tverretningen. Fig. 9 viser de tre søkeenheter 162, 164 og 166 i gruppen 160 med transduktoren for søkeenheten 164 stilt slik at lydbølgene rettes på tvers inn i røret 13. Av fig. 7-9 vil man se at hver av søkeenhetene i de tre grupper vil rulle langs en egen og bestemt bane. Imidlertid vil man få et like effektivt inspeksjonsapparat om søke-enhetene i gruppene var rettet inn for å rulle langs felles baner. Hver gruppe med søkeenheter kan være tilknyttet en egen avlesning, f.eks. et ultralydsøkeapparat omfattende en pulsgenerator/mottaker og et oscilloskop med katodestrålerør. Rammen som henger i en krok og en line kan i stedet bæres av en vogn som kan bevege seg på oljeriggens plattform eller gulv og føres til stilling nær det roterende bord. Med passende modifikasjoner ved forlengelsesplattformen som er festet til rammen og ved modifikasjon av koplingsblokken kan man få adskilt avlesning for hver hjulsøkeenhet.

   Patentkrav. 1. Fremgangsmåte til inspeksjon av en rørformet del (13) som anvendes ved boreoperasjoner fra en boreplattform, der det benyttes ultralyd søkeenheter (27, 29, 31, 32) som er sonisk koplet til den rørformede del (13) mens denne settes ned i eller tas opp av et borehull og derved er vertikalt opphengt i plattformens tårn, karakterisert v e d at en ramme (17, 19, 21, 23, 25) med påmonterte ultra-lydsøkeenheter (27, 29, 31, 32) anbringes rundt den rør-formede del (13), at ultralydsøkeenhetene (27, 29, 31, 32) koples sonisk rundt omkretsen av den rørformede del (13), idet hver søkeenhet inneholder en elektroakustisk transduktor (130) som står i et bestemt vinkelforhold til overflaten av den hengende rørformede del (13), at transduktorene (130) i søkeenhetene holdes i fast vinkelstilling i forhold til overflaten av den rørformede del (13), mens denne beveges vertikalt i forhold til borehullet, samtidig med at den soniske kopling mellom søkeenhetene (27, 29, 31, 32) og den rørformede del (13) opprettholdes også ved horisontalbeveg-else av den rørformede del (13), og at ultralydsøkeenhetene (27, 29, 31, 33) samtidig pulses for å overføre ultralydsignaler til veggen av den rørformede del (13) i en spiss vinkel på delens lengdeakse, hvorved de kombinerte ultralydsignaler frembringer en strålespredning som dekker hele omkretsen av den rørformede del (13).
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at reflekterte ultralydsignaler fra uregelmessigheter i den rørformede del (13) oppfanges i hver av søkerenhetene (27, 29, 31, 33) og frembringer elektriske signaler som er funksjonelt knyttet til de reflekterte ultralydsignaler , og at det frembringes en målbar indikasjon som resultat av de elektriske signaler for angivelse av tilstedeværelse av en uregelmessighet i den rørformede del (13).
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at et pulssignal fra en signalpulskilde (59) deles til de forskjellige søkeenheter (27, 29, 31, 33) for å overføre ultralydsignalene til veggen av den rørformede del (13), og at de elektriske signaler settes sammen i forhold til de reflekterte ultralydsignaler for å frembringe en enkel synlig angivelse av tilstedeværelse av en uregelmessighet på et katodestrålerør (64) eller en strimmelskriver.
4. 4. Apparat til utførelse av ultralydinspeksjon etter den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en ramme (17, 19, 21, 23, 25) med en vertikal passasje (30) for en rørformet del (13), hvilken ramme gir adgang for den rørformede del (13) til

   passasjen (30) fra en retning på tvers av den rørformede dels (13) lengdeakse, at en rekke av ultralyd søkeenheter (27, 29, 31, 32) er montert på rammen (17, 19, 21, 23, 25) i avstand fra delens (13) omkrets, mens hver av ultralydsøkeenhetene (27, 29, 31, 32) omfatter et hjul -(35) som er anbrakt i rullekontakt med den rørformede del (13), der hvert av hjulene (35) har en elektroakustisk transduktor (130) sonisk koplet til den rørformede del og anbrakt i fast vinkelstilling i forhold til overflaten av den rørformede del (13) på en slik måte at ultralydsignalene sendes inn i en spiss vinkel på den rørformede dels (13) lengdeakse, og at det ved samtidig utsendelse av ultralydsignaler fra alle ultralyd-søkeenheter (27, 29, 31, 32) oppnås en strålespredning som dekker hele omkretsen av den rørformede del (13), og ved at det finnes anordninger (37, 39, 42, 44, 46, 53, 54) som søker å holde hjulene (35) mot den rørformede del (13) når denne står i passasjen (30), samt en kilde (59) for samtidig pulsing av ultralydsøkeenhetene.
5. 5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at ultralydsøkeenhetene (27, 29, 31, 32) står i samme plan.
6. 6. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at hjulene (35) er innrettet til å rulle langs en bane som er parallell med lengdeaksen for den rørformede del (13).
7. 7. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at anordningene (37, 39, 42, 44, 46, 53, 54) som skal holde hjulene (35) i kontakt med den rørformede del (13), er ettergivende for å sette hjulene (35) i stand til å rulle over utvendige ujevnheter på den rørformede del (13).
8. 8. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at ultralysøkehjulene (35) er sonisk koplet ved hjelp av en væskefilm mellom hjulene (35) og den rørformede del (13) ved væskeinnføring.
9. 9. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at de elektroakustiske transduktorer (130) er piezoelektriske krystaller.
10. 10. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at de elektroakustiske transduktorer (130) står i hvert sitt tilhørende hjul (35) i en vinkel på 43%° på lengdeaksen for den rørformede del (13).
11. 11. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at de elektroakustiske transduktorer (130) er innrettet til å frembringe elektriske signaler som resultat av lyd-bølger reflektert fra uregelmessigheter i den rørformede del (13), og ved en anordning (59) for sammensetning av de elektriske signaler til dannelse av et enkelt signal som angir tilstedeværelse av uregelmessigheter eller brudd i den rør-formede del (13).
12. 12. Apparat som angitt i krav 11, karakterisert v e d at anordningen (59) til sammensetning av signalene har en visuell gjengivelsesanordning (64).
13. 13. Apparat som angitt i krav 12, karakterisert v e d at anordningen (64) for visuell gjengivelse er et instrument med katodestrålerør.
14. 14. Apparat som angitt i krav 12, karakterisert v e d at anordningen (64) for visuell gjengivelse er en strimmelskriver.
15. 15. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at det omfatter en understøttelse (75) festet til rammen (17, 19, 21, 23,25) og rettet oppad for å ende i en forbind-elsesanordning (67) som står direkte over tyngdepunktet for rammen med alt påmontert tilbehør.
16. 16. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at anordningene som skal holde hjulene (35) i anlegg mot den rørformede del (13), omfatter en leddmekanisme (37, 39, 42, 44, 46, 53, 54) som holder hver søkeenhet (27, 29, 31, 33) på rammen for ettergivende å bli brakt i anlegg mot overflaten av den rørformede del (13),for sonisk kopling til denne, hvilken leddmekanisme også opprettholder en konstant vinkel mellom transduktoren (130) og overflaten av den rørformede del (13).
17. 17. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert v e d at det innbefatter stabiliseringsanordninger (82, 110, 120) som skal holde den rørformede del (13) fast med en kraft som er større enn den som hersker mellom den rørformede del (13) og søkeenheten (27, 29, 31) slik at rammen (17, 19, 21, 23, 25) holdes i en stabil stilling i forhold til den rør-formede del (13) når det måtte oppstå innbyrdes horisontal bevegelse mellom rammen og den rørformede del.
18. 18. Apparat som angitt i krav 17, karakterisert v e d at stabiliseringsanordningene (82, 110, 120) ligger an mot den rørformede del (13) i minst to områder som står i avstand fra hverandre i lengderetningen langs aksen for den rørformede del (13).
19. 19. Apparat som angitt i krav 18, karakterisert v e d at stabiliseringsanordningene (82, 110, 120) omfatter minst to sett hjul (95) som står i samme plan og er innrettet til å ligge an mot overflaten av den rørformede del (13) .
20. 20. Apparat som angitt i krav 16, karakterisert v e d at leddmekanismen '(37, 39 , 42 , 44 ,46 , 53, 54) omfatter en hengslet parallellogrammekanisme for hver søkeenhet, med en side (39) festet i forhold til rammen og den motstående side (37, 38, 46) festet til søkerenheten.