[发明专利]一种检测金属管道参数的方法及系统有效
申请号: | 201410160553.3 | 申请日: | 2014-04-21 |
公开(公告)号: | CN103940388B | 公开(公告)日: | 2017-02-15 |
发明(设计)人: | 陶爱华;王志刚;刘西恩;师奕斌;张伟;李焱俊 | 申请(专利权)人: | 中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司 |
主分类号: | G01B15/00 | 分类号: | G01B15/00;G01R33/12 |
代理公司: | 北京安信方达知识产权代理有限公司11262 | 代理人: | 惠磊,曲鹏 |
地址: | 100010 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | 本发明提供了一种检测金属管道参数的方法及系统;所述方法包括将两个检测线圈和一个发射线圈放入待检测的管道中,均与所述待检测的管道的同轴放置,发射线圈位于两个检测线圈之间,且与两个检测线圈的距离相等;建立电磁传播阻抗与管道内径CID和电磁属性PEM的函数关系式;通过CID和PEM双参数拟合得到确定函数和CID、PEM之间的函数关系式;模拟检测过程得到Zth,在发射线圈上施加激励信号并实际检测得到Zex;分别将Zth和Zex代入所述确定函数得到第一函数值和第二函数值;求解能使第一、第二函数值间的差距最小的CID和PEM,作为检测结果。本发明能同时检测金属管道的内径及电磁属性,并且提高检测结果的准确性和精度。 | ||
搜索关键词: | 一种 检测 金属 管道 参数 方法 系统 | ||
【主权项】:
一种检测金属管道参数的方法,金属管道参数包括管道内径CID和管道电磁属性PEM;所述方法包括:S101、将两个检测线圈和一个发射线圈放入待检测的管道中,所述两个检测线圈和一个发射线圈均与所述待检测的管道同轴放置,所述发射线圈位于两个检测线圈之间,且与两个检测线圈的距离相等;S102、建立电磁传播阻抗与管道内径CID和电磁属性PEM的函数关系式;通过CID和PEM双参数拟合得到确定函数和CID、PEM之间的函数关系式;所述确定函数为包含所述电磁传播阻抗的相位及幅度比信息的表达式;建立电磁传播阻抗与管道内径CID和电磁属性PEM的函数关系式的步骤包括:所述电磁传播阻抗为空气中的传播阻抗Zair与受管道影响的传播阻抗Zw之和;其中:Zair=jωμ0∫0∞F(x,DT,DR,d)dx;]]>Zw=jωμ0∫0∞T(x,DT,DR,d)B(x,μw,μ0,σw,b)dx;]]>式中,x表示沿电磁场传输方向的积分量;函数F(x,DT,DR,d)、T(x,DT,DR,d)表示空气及管道两种环境条件中与管道参数无关的阻抗分量;其中,DT和DR分别为发射线圈和检测线圈的直径,d为发射线圈和检测线圈之间的距离,μw和σw分别为管壁的磁导率和电导率,μ0为管内介质的磁导率,b为CID/2,ω为线圈激励信号的角频率;B函数为:其中I1(xb)和I2(xb)为第一类修正贝塞尔函数,K1(xb)和K2(xb)为第二类修正贝塞尔函数;x表示沿电磁场传输方向的积分量,μw和σw分别为管壁的磁导率和电导率,μ0为管内介质的磁导率,b为CID/2;简化后得到管道电磁传播阻抗的耦合度ξ为:ξ=2x(1+j)1μ0ωPEM,PEM=μwσw;]]>所述确定函数为:其中Z为电磁传播阻抗,Re(Z)是指Z的实部;通过CID和PEM双参数拟合得到确定函数和CID、PEM之间的函数关系式的步骤包括:第一步以为因变量对ξ进行拟合,得到值关于ξ的表达式模型:第二步以CID为自变量,以拟合结果g、h、s、t的值为因变量,寻找函数关系式,得到g关于CID的函数关系式;重复第一步直到得到h、s、t关于CID的函数关系式;S103、模拟检测过程得到电磁传播阻抗理论值Zth,在发射线圈上施加激励信号并实际检测得到电磁传播阻抗的实际检测值Zex;分别将Zth和Zex代入所述确定函数得到第一函数值和第二函数值;求解能使第一、第二函数值间的差距最小的CID和PEM,作为检测结果。
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