[发明专利]用于检查管道的装置和方法

说明书

描述了一种用于检查管道的装置，所述装置包括：适于在所述管道内运送的圆柱形主体（15），安装在所述圆柱形主体（15）的表面中的声换能器（Tx,y）的阵列，所述声换能器在围绕所述圆柱形主体的带中以列和行组织，其特征在于，所述装置包括控制器，所述控制器适于发起从第一换能器发射声信号以及从围绕所述第一换能器的所述阵列中的其他换能器接收所述声信号，所述控制器还适于从所接收的声信号确定所述管道的壁中的缺陷。

技术领域

本发明涉及非破坏性测试的领域，并且更具体地涉及一种用于使用声换能器（transducer）来测试油气管道的完整性的管道检查工具。

背景技术

在油气行业中，存在对管道的高效测试的需要。这样的管道通常难以进入，例如，可能部分掩埋并且形成延伸的结构的海底管道。管道经受由于腐蚀性流体和沙子的耗损以及由于海床中的运动的变形。所述管道也容易出现破裂，特别是在焊缝中。由于焊接过程所引起的钢结构的改变，焊缝是固有的弱点。破裂可能由于温度循环和海床中的运动所引起的应力而出现。

管道的结构完整性可以使用测量管壁状况的在管道内行进的检查器具（inspection pig）来测试。已经设计了若干种用于测量管壁状况的方法。此处，我们将提到使用磁通泄漏和超声测试的方法。使用磁通泄漏的方法主要仅针对检测由腐蚀引起的金属损失（管道壁的变薄）有效。超声测试方法被用于检测管道壁中的腐蚀和破裂，即使在这些技术之间存在一些重叠。使用常规压电换能器的超声测试仅限于测试用液体填充的管道，因为需要液体将超声能量传导到管道壁中。空气/天然气和钢之间的声阻抗的极大差异将很大地减少在“干”管道中被传导到管道壁中的声能的量。已经提出使用电磁声换能器（EMAT）技术来测试天然气管道；这种类型的换能器生成将剪切水平（SH）波模超声波直接引入到管道壁中的电磁场。然而，这样的换能器是大的，具有有限的带宽，并且必须定位成非常靠近管壁，优选地离壁表面小于1mm。

从US 8 677 823，已知一种装置，其中承载声换能器（以绕线轴（spool）的中央窄部分的阵列）的线轴被发送通过包含加压天然气的管道。声信号从每个换能器发射，通过天然气介质到管壁的内表面。它们被壁反射回并由相同的换能器或者由线轴中的预先选择的（多个）换能器接收。该设备被用于测量管道的直径以标识针对壁的变形。然而，由于空气和钢之间的高阻抗差，该装置不适于测试壁自身中的材料。

欧洲专利申请EP 2 887 060 A1公开了一种用于检查管道的装置。该申请于2013年12月20日提交，并于2015年6月24日公布。管壁通过从换能器阵列发出的声脉冲来检查，换能器定位在绕装置主体的单个环或行中，参见图1。测量是脉冲回波测量，其中脉冲由相同的换能器发射和接收。

从US 9852033已知一种用于记录油气井的装置。该装置包括具有三个声换能器的旋转换能器头。当装置沿着井竖直地移位时，换能器头旋转。以这种方式，井可以通过沿着螺旋路径覆盖壁的一系列单独测量来覆盖。

发明内容

本发明的目的是提供克服上述问题的用于管道的声测试的设备和方法。

这在如所附权利要求中限定的设备和方法中实现。

附图说明

当结合附图阅读时，本发明的其他方面将从以下详细描述中显现，其中：

图1是本发明的设备和设备的电子电路的示意图示，

图2是图示所述本发明的设备中的发射和接收换能器之间的声波的传播路径的示意视图，以及

图3是所述传播路径的平面视图。

具体实施方式

根据本发明，提供了一种被设计为承载声换能器的多元件阵列的线轴的设备，所述声换能器中的任何一个可以被用于在任何特定的指定时间发射或接收声能，该设备适于被运送通过管道的内部，同时测试管壁。这样的设备也称为器具。