[发明专利]一种基于脉冲ACFM的连续油管壁厚在线测量探头

说明书

本发明提供一种基于脉冲ACFM的连续油管壁厚在线测量探头，包括连续油管、小车、检测探头、弹簧、连接装置和固定装置。检测探头安装在小车的凹槽中，最大限度的减小检测探头和连续油管之间的提离距离，提高测量的效果，小车通过轮子和工作的连续油管接触，避免了探头的磨损，弹簧压紧在检测探头上，保证了检测探头和连续油管之间的提离距离不变，解决了常规的固定式电磁检测探头测量数据不准确的问题，连续油管上均布多个检测探头，一次扫查反映整个油管的壁厚减薄情况，检测效率高，检测探头内部包括激励线圈、磁芯和磁场传感器，将脉冲信号加载在激励线圈中，根据油管上磁场衰减的不同来测量壁厚，测量过程简单，精度高，不需要耦合剂。

技术领域

本发明涉及检测探头领域，尤其涉及一种基于脉冲ACFM的连续油管壁厚在线测量探头。

背景技术

连续油管的用量随着近年来对页岩气的开采急剧增加，为了保证在使用过程中的安全，在线监测和检测显得尤为重要；连续油管的使用工况复杂，机械磨损和腐蚀极易造成连续油管壁厚的减薄；需要对连续油管的壁厚进行在线的测量，避免因为油管的失效造成大的损失。

目前常用的测厚方式包括超声测厚和电磁超声测厚等，超声测厚的方法需要耦合剂，速度比较慢，不适合连续油管在线的测厚，而电磁超声测厚对于在线高速测厚的稳定性和可靠性不足，由于连续油管的使用工况恶劣，往往造成连续油管椭圆度的变化，造成壁厚测量过程中的提离和壁厚同时变化，所以常规固定式的电磁检测探头往往难以准确测量连续油管的壁厚，并且极易造成探头的磨损。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，把脉冲交流电磁场检测技术(ACFM)运用到连续油管壁厚的在线测量上，借助U型磁芯在连续油管上感应出均匀的电场，不同的壁厚对脉冲信号的响应不同，用磁场传感器拾取空间中的磁场信号，进而计算出连续油管的壁厚，测量过程简单，不需要耦合；针对连续油管椭圆度变化影响壁厚测量精度和磨损检测探头的不足，将常规的固定式探头改为随动式探头，保证检测探头和被测连续油管提离距离不变，并且避免了连续油管对于检测探头的磨损，实现了连续油管壁厚的在线精确测量；连续油管周向上均布多个检测探头，由于壁厚减薄一般为面积腐蚀，一次扫查反映整个连续油管一周的壁厚减薄情况。

本申请实施例提供一种基于脉冲ACFM的连续油管壁厚在线测量探头，所述连续油管壁厚在线测量探头包括连续油管、小车、检测探头、弹簧；所述连续油管周向上，均布N个所述检测探头，所述检测探头包括激励线圈，U型磁芯和磁场传感器，所述检测线圈缠绕在所述U型磁芯上，所述磁场传感器安装在所述U型磁芯下方的中间位置，所述激励线圈中通周期性的脉冲信号，所述检测探头底座安装在所述小车的凹槽中，所述小车通过轮子和所述连续油管接触，所述弹簧压紧在所述检测探头上。

进一步地，所述小车包括小车架、固定螺母、轮子；所述探头安装在所述小车的凹槽中，所述小车通过四个轮子和所述连续油管接触，所述轮子内部自带轴承，所述轮子的轴安装在所述小车架的安装孔中，通过所述固定螺母紧固，将所述轮子固定在所述小车架上，所述检测探头上的凸起安装在所述小车架的凹槽中，使所述检测探头和所述小车连接在一起，所述小车架的中间位置没有材料。

进一步地，所述检测探头包括探头壳、激励线圈、磁芯、磁场传感器、探头盖；所述探头壳上的凹槽用来存放缠绕在所述磁芯上凸起的所述激励线圈，所述探头壳上的凸起用来固定所述磁芯，所述探头壳上的凹槽用来安装所述传感器，所述凹槽的中心线和所述检测探头长度的中心线重合，所述探头壳上的凹槽用来安装所述探头盖上的凸起，所述探头壳上的固定轴用来安装所述压紧弹簧，用作弹簧位置的固定，所述探头壳上的孔用来通过所述激励线圈和所述传感器的信号线。

进一步地，其特征还包括连接装置和固定装置，所述弹簧的外部是所述固定装置，所述固定装置为M个部分，所述检测探头安装在所述固定装置的凹槽中，凹槽的长和所述检测探头的长一致，凹槽的宽为检测探头宽的一半，两个固定装置固定在一起，所述检测探头安装在里面；每个所述固定装置的两端都有凸台，凸台上有孔，所述连接装置包括螺母和螺栓，所述接装置通过所述固定装置的凸台将所述固定装置连接在一起。