[实用新型]地下储气井井壁自动化综合检测系统

说明书

技术领域

 本实用新型属于工业用储气井超声波检测领域，具体涉及一种用于储气井井壁壁厚腐蚀检测和裂纹探伤的地下储气井井壁自动化综合检测系统。 

背景技术

高压地下储气井（以下简称储气井）作为CNG加气站一种新型储气设备，是以储存压缩天然气体为目的的一种特殊的安装在地下的、管状立式压力容器，井身结构采用螺纹(无焊接)连接，工作压力高达25MPa，具有占地面积小、安全性强、运行费用低、操作维护简便等优点。但储气井套管深埋地下(最深达260m)，由于地层电化学、疲劳腐蚀等原因，会造成局部区域壁厚减薄，存在极大的安全隐患，因而对储气井进行定期的状况检测显得至关重要。 

目前，国内采用超声波技术作为储气井套管检验的主要手段，但采用的检测方法一方面仅局限于壁厚腐蚀的检测，关于另一种关键缺陷--裂纹缺陷的检测却没有涉及，这样造成对储气井的检测不全面，容易漏掉一些关键的缺陷从而造成安全隐患。另一方面现有的设备中井下设备和井上设备采用光纤传输，光纤传输虽然具有传输速度快、传输数据量大的优点，但光纤在野外操作中过于脆弱，容易在操作过程中造成损坏，而且除光纤外还要配备用于输送检测器至井下的电缆，使一套设备要配备两套电缆及两套线辊增加了设备复杂性。 

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种地下储气井井壁自动化综合检测系统，能利用一根电缆实现井下设备的供电、通讯和悬挂，并能利用一套设备完成壁厚腐蚀和裂纹的检测，简化了设备的构成，实现了井壁状况的全面综合检测。 

本实用新型采用的技术方案如下：一种地下储气井井壁自动化综合检测系统，包括井上的上位机、位置测量装置、电缆升降装置、直流电源和井下的移动式检测器，井下的移动式检测器通过铠装电缆与井上的上位机和直流电源连接，铠装电缆绕过位置测量装置和电缆升降装置，铠装电缆两端还设有通讯协议转换模块；所述的电缆升降装置包括位于井口一侧的滚轮a和位于井口正上方的滚轮b，位置测量装置包括旋转编码器和计数器，旋转编码器与滚轮a相连，旋转编码器的输出信号经计数器处理后通过USB接口传输给上位机；所述的移动式检测器设有电缆连接头、跟随器及两个腔体，两腔体均为水密封，两腔体内分别设有超声检测电子模块组和超声探头组，超声检测电子模块组包括电源模块、数据传输模块、探头激励和信号接收放大模块、模数转换和数字信号处理模块，超声探头组包括壁厚腐蚀检测探头组和裂纹检测探头组，各探头组的探头沿腔体圆周方向环向排列。 

 本实用新型所述的检测系统分为井上和井下两部分，井下的移动式检测器通过一根铠装电缆与井上的电源和上位机连接，实现检测器的供电和通讯，同时电缆还与升降装置连接，实现检测器的悬挂和升降。电缆绕过两个滚轮连接到检测器上，两个滚轮分别位于井口一侧和井口上方，井口上方的滚轮挂在吊车上或通过支架支撑，位于井口的正上方，保证检测器垂直下降到井内。井口一侧的滚轮上安装有旋转编码器，随滚轮转动发送脉冲信号，并经计数器处理后得到检测器的位置信息，再经USB口传送给上位机。 

由于检测器在水下工作，必须做好防水工作，因此本实用新型在检测器上设置了密闭检测腔，检测腔有两个腔体，分别采用水密封，两腔体分别容纳超声电子检测模块组和超声探头组。为能同时测得壁厚腐蚀和裂纹缺陷数据，本实用新型将超声探头组分为两组，分别检测两种缺陷数据，两组探头均沿腔体圆周方向环向排列，最大范围覆盖井壁，探头的个数和超声电子的通道数相同并视实际检测需求而定。壁厚腐蚀检测和裂纹检测可采用一次下井测试同时进行也可采用分别检测的方式使壁厚腐蚀检测和裂纹检测分两次下井测试完成。超声检测电子模块组完成了超声信号的收集和处理直接得到关于壁厚腐蚀和裂纹缺陷数据，从而避免了超声信号因长距离电缆传输引起的衰减，处理后的数据以RS-485或RS-422格式进行数据传输保证了传送的可靠性。 

所述的铠装电缆为多芯电缆，电缆外部包有接地屏蔽层，内部有多股相互绝缘的导线，其中两根导线负责为移动式检测器供电，其余导线负责完成移动式检测器和上位机的通讯。利用一根电缆和一套线辊即可实现检测器的供电、通讯和悬挂，而且铠装电缆耐用性强，更适合野外操作环境。