[发明专利]相控阵换能装置、石油钻铤螺纹检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种相控阵换能装置，其包括相控阵换能器和楔块，其特征在于：

所述的相控阵换能器，其中心频率为2.5-5MHz，其包括：

基体；以及

至少8个阵元，所述的阵元由矩形压电晶片构成，所述的矩形压电晶片嵌于所述基体内，并且相互之间具有间隔，呈直线型分布；

所述的楔块，由有机玻璃或聚丙乙烯制成，所述楔块包括夹角为45-68°的第一面和第二面，所述的第一面与所述相控阵换能器连接，所述的第二面为弧面；

所述的弧面，为凹弧面，其与所述第一面的交线所在圆的直径为60-170mm；或者

所述的弧面，为凸弧面，其与所述第一面的交线所在圆的直径为38-76mm。

2.根据权利要求1所述的相控阵换能装置，其特征在于：

所述阵元的个数为16-64个，相邻两个所述阵元之间的间距为0.4-0.6mm，所述阵元的长度为8-12mm。

3.根据权利要求2所述的相控阵换能装置，其特征在于：

所述阵元的个数为32，相邻两个所述阵元之间的间距为0.5mm，所述阵元的长度为10mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的相控阵换能装置，其特征在于：

所述第一面和第二面之间的夹角为55°，其内部声速为2337m/s。

5.一种石油钻铤螺纹检测装置，其包括相控阵检测主机，所述的相控阵检测主机具有成像功能，其特征在于，还包括：

如权利要求1-4任一项所述的相控阵换能装置；

所述的相控阵换能装置，与所述相控阵检测主机连接。

6.一种石油钻铤螺纹检测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：在钻铤壁的与螺纹相对的一侧涂覆耦合剂；

步骤2：使用权利要求5提供的石油钻铤螺纹检测装置，将所述楔块的弧面紧贴所述耦合剂所在的一侧，缓慢推行所述楔块，从而推动所述相控阵换能器对所述螺纹进行扇形扫描；

步骤3：利用所述的相控阵换能器将采集到的反射声波信号转换成电信号，输送给所述相控阵检测主机保存成像；

步骤4：根据所述相控阵检测主机显示的图像获得所述石油钻铤的螺纹信息。

7.根据权利要求6所述的石油钻铤螺纹检测方法，其特征在于，步骤4之后，还包括：

步骤5：若发现所述图像有异常部分，则表示所述螺纹有缺陷，利用所述相控阵检测主机计算所述缺陷的位置及尺寸。

8.根据权利要求6或7所述的石油钻铤螺纹检测方法，其特征在于，步骤2中的所述扇形扫描，起始角度为35-45°，终止角度为65-85°。

9.根据权利要求8所述的石油钻铤螺纹检测方法，其特征在于，步骤2中的所述扇形扫描，起始角度为40°，终止角度为70°。

10.根据权利要求7所述的石油钻铤螺纹检测方法，其特征在于，步骤5中，所述的利用所述相控阵检测主机计算所述缺陷的位置及尺寸，具体包括：

调取所述相控阵检测主机内的所述石油钻铤螺纹的轮廓图；

将所述反射波位置对应到所述轮廓图的相应位置，确定所述缺陷的位置及尺寸。