一种基于脉冲ACFM的连续油管壁厚在线测量探头的制作方法

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。

技术实现要素：

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。

进一步地，所述n和m均为大于1的自然数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的装配示意图

图2为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的爆炸结构示意图

图3为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的小车结构图

图4为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的检测探头爆炸图

图5为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的检测探头壳结构图

图6为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的检测探头和小车的装配图

图7为本申请实施例中连续油管壁厚在线测量探头的固定装置和检测探头的装配图

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。如图1和图2所示，所述连续油管周向上，每隔90°安装一个检测探头，可以同时测量连续油管4个位置的壁厚，壁厚减薄一般为面积腐蚀，连续油管直径小，4个检测探头可以检测整个连续油管的壁厚减薄情况；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，解决了由于连续油管椭圆度的变化磨损检测探头的问题，所述弹簧压紧在所述检测探头上，使所述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的电磁检测探头难以准确地测量所述连续油管壁厚的不足，所述弹簧的外部是所述固定装置，所述固定装置为4个部分，便于整个装置的拆卸。

进一步地，如图3所示，所述小车包括小车架201、固定螺母202、轮子203；所述探头30安装在所述小车20的凹槽中，可以使所述检测探头和所述连续油管10保持固定的提离距离，同样避免连续油管10磨损检测探头30；小车20通过四个轮子203和连续油管10接触，轮子203内部自带轴承，随着连续油管10滚动，轮子203的轴安装在小车架201的安装孔中，通过固定螺母202紧固，将轮子203固定在小车架201上；检测探头30上的凸起安装在小车架201的凹槽中，使检测探头30和小车20连接在一起，小车架201的中间位置没有材料，用来安装检测探头30，最大限度的减小检测探头30和连续油管10之间的提离距离，提高壁厚检测的精度。

进一步地，如图4-6所示，所述检测探头30包括探头壳301、激励线圈302、磁芯303、传感器304、探头盖305；激励线圈302缠绕在磁芯303上，通过在激励线圈中通脉冲信号，在磁芯303的中间位置的所述连续油管上激励出均匀的电场，激励出的电场会随着深度不断衰减，不同壁厚的衰减规律不一样，不同的电流信号又会在空间中产生不同的磁场信号，通过传感器304拾取的磁场的变化，实现对连续油管10壁厚的测量，测量原理简单，不需要耦合剂；探头壳301上的凹槽3012用来存放缠绕在磁芯303上凸起的激励线圈302线圈，探头壳301上的凸起3013用来固定磁芯303，避免磁芯303的晃动，影响检测的精度；探头壳301上的凹槽3014用来安装检测传感器304，凹槽3014的中心线和检测探头30长度的中心线重合，探头壳301上的凹槽3015用来安装探头盖305上的凸起3052，探头壳301上的固定轴3016用来安装压紧弹簧40，用作弹簧40位置的固定，探头壳301上孔3017用来通过激励线圈302和传感器304的信号线。

进一步地，如图7所示，所述检测探头30安装在固定装置60的凹槽6011中，凹槽6011的长和检测探头30的长一致，凹槽6011的宽为检测探头30宽的一半，两个固定装置60连接在一起，检测探头30安装在里面；每个固定装置的两端都有凸台，凸台上有孔6012；连接装置50包括螺母501和螺栓502，连接装置50凸台上的孔6012将固定装置安装在一起。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

(1)测厚方法简单，不需要耦合剂，可以实现连续油管在线高速测量；

(2)将常规的固定式的探头改为随动式的探头，解决了固定式探头电磁检测方法由于提离的变化而无法准确测量壁厚的问题；

(3)通过轮子和连续油管滚动接触，弥补了连续油管由于椭圆度变化，磨损检测探头的不足。

(4)连续油管周向上均布多个检测探头，一次扫查可以检测整个连续油管的壁厚减薄的情况。