[发明专利]采气树/采油树的法兰盘超声相控阵检测方法及系统

说明书

本发明属于超声波检测技术领域，具体提供了采气树/采油树的法兰盘超声相控阵检测方法及系统，包括根据采气树/采油树的法兰盘的缺陷特征制作相应的法兰盘模拟试块，法兰盘模拟试块上设置有与该缺陷特征一一对应的人工缺陷特征；人工缺陷特征包括第一缺陷孔、第二缺陷孔、第三缺陷孔及缺陷槽，第一缺陷孔及第二缺陷孔分别位于法兰盘模拟试块的中心下侧5mm处及中心左侧5mm处，第三缺陷孔位于法兰盘模拟试块的密封面中间处，缺陷槽位于所述法兰盘模拟试块的通径内壁处。该方案对法兰盘及阀盖等工件实现了100％检测覆盖，法检测缺陷的重复性和覆盖性较好，缺陷检测数据较为准确，交界面处的检测精度可达到精度Ф2.0×1.0mm，且可用于现场检测，适于推广。

技术领域

本发明属于超声波检测技术领域，具体涉及采气树/采油树的法兰盘超声相控阵检测方法及系统。

背景技术

井口装置及采气树/采油树设备是油气开采的重要设备，由套管头、油管头、采油(气)树三部分组成，用来连接套管柱、油管柱，并密封各层套管之间及与油管之间的环形空间，并可控制生产井口的压力和调节油气井口流量，也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。采油树是由阀门、异径接头、油嘴及管路配件组成，是用于控制油气生产，并为钢丝、电缆、连续油管等修井作业提供条件的装置。按结构形式可以分为：分体式和整体式。除分体式和整体式外还可以分为单翼、和双翼。

对采气树/采油树进行检测时，由于不能将采气树/采油树拆开检测判断，检测比较麻烦。目前主要采用超声检测装置在采气树/采油树外侧检测判断其内侧缺陷，但是很难保证缺陷精确度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供缺陷检测效率高且成本低的采气树/采油树的法兰盘超声相控阵检测方法及系统。以解决上述技术问题。

为此，本发明提供了采气树/采油树的法兰盘超声相控阵检测方法，包括以下步骤：

S1：根据采气树/采油树的法兰盘的缺陷特征制作相应的法兰盘模拟试块，所述法兰盘模拟试块上设置有与该缺陷特征一一对应的人工缺陷特征；

所述人工缺陷特征包括第一缺陷孔、第二缺陷孔、第三缺陷孔及缺陷槽，所述第一缺陷孔及所述第二缺陷孔分别位于所述法兰盘模拟试块的中心下侧5mm处及中心左侧5mm处，所述第三缺陷孔位于所述法兰盘模拟试块的密封面中间处，所述缺陷槽位于所述法兰盘模拟试块的通径内壁处；

S2：通过超声相控阵发射超声波声束对所述法兰盘模拟试块的表面进行扫描得到人工缺陷特征的波形特征图，将人工缺陷特征与波形特征图进行对应保存形成缺陷标准比对表；

S3：通过超声相控阵发射超声波声束对工件的表面进行超声波探测得到工件缺陷数据，将工件缺陷数据与所述缺陷标准比对表进行比对分析得到工件的实际缺陷特征。

优选地，所述人工缺陷特征包括白点、锻造裂纹、应力腐蚀裂纹、制造面积型缺陷和体积型缺陷、内壁腐蚀、密封面腐蚀或加工制造形成的暗孔中的或多种。

优选地，所述第一缺陷孔、第二缺陷孔及第三缺陷孔均为直径3.2mm、长度为20mm的孔，所述缺陷槽的尺寸型号为4mm*3mm*20mm。

优选地，所述S2具体包括：当超声相控阵对检测区域进行多次扫描覆盖时,两次扫描覆盖的声束来自不同方向且相互垂直；或来自一个方向且任两次扫描覆盖的超声波声束夹角不小于10°。

优选地，所述S1之前还包括：对所述超声相控阵进行声速调校、角度增益校正(ACG)调校及时间增益校正(TCG)设定。

优选地，所述S2步骤具体包括：将所述超声相控阵的探头贴靠于所述模拟试块的表面，沿着模拟试块的轴向平移扫描使得超声波声束经过人工缺陷特征，在扫描得到的扇扫图上找到超声波声束经过人工缺陷特征时对应的反射回波区域，调节超声相控阵角度扫查线找到最大反射波幅，此时超声相控阵上对应的角度值为本次有效角度范围。