储气井检测用井口电缆变向装置及检测方法与流程

本发明属于储气井超声检测领域，具体涉及一种储气井检测用井口电缆变向装置及检测方法。

背景技术

目前，cng加气站主要为城市公共交通提供气源，建于人口稠密的城市。储气井是竖向埋设于地下且井筒与井壁间采用水泥浆进行全填充封固、用于储存压缩气体的管状设施，属于固定式压力容器类别、高压容器品种。储气井由井筒、井口装置、井底装置组成。储气井工作是一个循环充气和放气的过程，主要承受交变内压载荷，压力范围一般在10～25mpa之间，压力波动大于20％，设计压力循环总次数一般为25000次。储气井的公称压力一般为25mpa(表压)，储气井的公称容积1～10m³,井筒内径为177.8mm和244.48mm两种。

储气井材料为高强钢，有螺纹连接和截面变化，所以设计时采用了疲劳分析。尽管由于储气井深埋于地下，其优点是安全度高，爆炸风险小，但仍存在包括失稳、疲劳、腐蚀(包括介质腐蚀和环境腐蚀)、刚性失效(螺纹密封失效)等损伤倾向，也会发生井筒爆裂冲出地面的严重事故。由于加气站的储气井具有大储量、高压力、高频率且大幅度压力变化等特点，因此对cng加气站储气井储的定期检验非常重要。

目前定期检验的主要设备是井筒壁厚腐蚀检测系统，该系统包括控制监视系统、电缆绞车、地滑轮、天滑轮和超声波探头，该系统采用阵列式或旋转式超声波探头系统进行井筒壁厚检测，检测时需要将超声波探头系统与储气井的井筒壁距离保持相对固定，超声波探头系统位置由扶正器来确定。检测时控制绞车正、反转，通过地滑轮、天滑轮换向，使超声波探头系统在井筒内上、下移动进行检测。检测过程中，电缆的收放的切线方向与超声波探头的方向垂直，目前使用起重机的吊钩来挂载天滑轮，以保证井口段电缆处于竖直状态，且井口段电缆位于储气井的轴线位置，确保检测结果的准确性。每次需要将起重机开到检测现场，进行调整挂钩的高度、位置，保证井口段电缆处于竖直状态，操作复杂、繁琐，起重机的租赁费高；同时，由于受到检测场地的限制，如储气井井口处上部空间不足、用于悬挂天滑轮的起重机，受加气站地面通道的限制，吊臂伸出后不能到达井口正上方等，导致某些储气井不能顺利进行检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种储气井检测用井口电缆变向装置及检测方法，解决现有储气井进行检测技术中，尚未有专业的井口电缆变向装置，导致井口电缆变向操作复杂、繁琐，检测成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

储气井检测用井口电缆变向装置，包括支撑机构和设置在支撑机构上的电缆变向机构。

所述支撑机构包括上支撑板、连接件、下连接板和卡板，上支撑板上开设有第一通孔，下连接板为圆环状，下连接板位于上支撑板下方，连接件的上端与上支撑板底面固连，下端与和下连接板的上表面固连，连接件为中空结构，且第一通孔与连接件的空腔以及下连接板的内圆孔同轴设置，连接件的外表面与下连接板的外周面为与储气井内壁贴合的圆弧面；过支撑板、连接件和下连接板的轴线将支撑机构分割为左右两部分，分别记为左半部和右半部；所述上支撑板和下连接板之间竖直设置有两根丝杆，两根丝杆分别位于靠近左半部的分割面处，丝杆的上端通过轴承与上支撑板转动连接，丝杆的顶端穿过上支撑板，并设置有旋钮，丝杆的下端通过轴承与下连接板通过轴承连接；所述丝杆上套设有第一滑块，丝杆与第一滑块螺纹连接，第一滑块上倾斜设置有第一工作面；右半部的连接件分割面上固定设置上调节块，调节块上倾斜设置有第二工作面，第一工作面与第二工作面平行；通过转动丝杆，第一滑块沿丝杆向上移动，第一工作面与第二工作面重合，且第一滑块向上移动将左半部和右半部左右撑开；所述卡板位于上支撑上表面，卡板上沿其长度方向开设有腰型孔，上支撑板上开设有第四通孔，螺栓穿过腰型孔和第四通孔后与螺母连接，螺母位于支撑板上，卡板靠近第一通孔的一端开设有u型卡槽。

所述电缆变向机构包括第一滑轨、第二滑块和定滑轮，第一滑轨固定设置在上支撑板上表面，第一滑轨上滑动设置第二滑块，第二滑块顶部设置定滑轮，绕过定滑轮的电缆呈竖直状态，且位于第一通孔、连接件的空腔和下连接板的内圆孔轴线上。

由于储气井较深，可达300m，井中充满用于超声耦合的水，则在检测过程中，井底部的压强很大，对电缆与检测探头连接处的密封性能要求很高，否则容易发生渗漏，导致短路等，影响正常检测。所以电缆与检测探头连接处进行密封处理后不宜经常拆装，将电缆和检测探头一体化，减少密封性能的影响。

基于上述井口电缆变向装置对储气井进行检测的方法，包括如下步骤：

1)、将该电缆变向装置搬运至待检测储气井附近，先将支撑机构的左半部和右半部通过导向杆、导向配合为一体；再通过卡板的u型卡槽卡住检测探头，检测探头上设置有两个卡口用于和卡板配合，然后使连接件扶正检测探头尾部，但连接件并没有加紧检测探头，保证电缆处于松弛状态，防止在调整过程电缆受力过大，导致电缆与检测探头脱落。

2)、将连接件和检测探头一同放入储气井中，上支撑板架设在井口，上支撑板架设在井口，起到支撑作用。

3)、通过转动旋钮驱动丝杆转动，带动第一滑块沿丝杆向上移动，则第一工作面与第二工作面从分离到慢慢重合，继续转动丝杆，则第一滑块沿第二工作面向上滑动将左半部和右半部撑开，使连接件的外表面与储气井的内壁紧紧抵靠，即连接件在井筒内壁涨紧，达到固定电缆变向装置的目的，防止在检测过程中，该电缆变向装置发生晃动而影响检测结果。

4)、沿第一滑轨滑动第二滑块，保证电缆绕过定滑轮后的竖直段第一通孔、连接件的空腔、下连接板的内圆孔和储气井的轴线上。

5)、调整结束后，电缆绕过定滑轮，通过收电缆绞盘使电缆处于张紧状态，再沿腰型孔向后拉动卡板，检测探头脱离u型卡槽，受检测探头重力作用沿储气井下降，并开始检测。

6)、检测结束后，通过牵引电缆将探头提到卡板处，通过卡板的u型卡槽卡住检测探头，然后反向转动旋钮驱动丝杆转动，带动第一滑块沿第二工作面向下移动，连接件的外表面与储气井的内壁分离，然后通过抬起上支撑板，把探头与电缆变向装置整体移出，再将该电缆变向装置整体拆除。

该装置结构相对简单，体积小、重量轻、便于搬运，对储气井附近的空间要求低，操作非常方便，且检测精度高。替代了现有检测过程中的起重机和井口导程装置，降低了检测成本。

进一步改进，所述连接件为无底无盖的筒体，加工方便。

进一步改进，所述连接件包括多个竖直设置的连接条，多个竖直设置的连接条通过上支撑板、下连接板构成整体呈圆筒状的框架，相邻两个连接条之间存在间隙，节省材料。

进一步改进，所述连接件的外表面沿周向设置有多个橡胶条，橡胶条的厚度为3-5mm。储气井的内壁凸凹不平，橡胶条具有良好的弹性，通过设置橡胶条使连接件与储气井内壁紧密结合，提高整体稳定性。

进一步改进，还包括导向机构，导向机构包括至少一个导向杆和至少一个导向套，每个导向杆的一端上支撑板固连，另一端为自由端，导向杆水平设置，每个导向套固定在上支撑板，且导向杆和至导向套分别位于左半部和右半部，每个导向套可以滑动式套设在对应的一个导向杆上。转动丝杆，第一滑块沿丝杆向上移动，第一滑块沿第二工作面向上滑动将左半部和右半部左右撑开时，导向套沿导向杆滑动。通过设置导向机构，保证转动丝杆将左半部和右半部撑开时，左半部和右半部沿导向杆向两侧移动，防止水平移动时发生前后或/和上下错位，提高控制精准度。

进一步改进，所述导向机构包括两个导向杆和两个导向套，两个导向杆、导向套分别位于第一通孔的两侧。通过增加导向机构的数量，对称设置，提高稳定性。

进一步改进，所述电缆变向机构还包括锁定组件，第二滑块带动定滑轮沿第一滑轨滑动至指定位置后，通过锁定组件将第二滑块和定滑轮与第一滑轨紧固。通过设置锁定组件，防止第二滑块带动定滑轮在检测过程中发生意外晃动、移动等，导致绕过定滑轮的电缆、检测探头与储气井不同轴，影响检测结果。

进一步改进，所述锁定组件包括第一滑轨上沿第二滑块滑行方向开设的多个第二通孔、第二滑块上开设有第三通孔和插销；插销插入第三通孔和对应的一个第二通孔中。储气井分为井筒内径为177.8mm和244.48mm两种规格，根据待检测储气井的内径大小，移动第二滑块，带动定滑轮沿第一滑轨滑动至指定位置后，然后通过插销插入第三通孔和对应的一个第二通孔中起到锁定作用，操作方便。

进一步改进，所述上支撑板的两端均设置有把手，把手上设置有防滑橡胶套。通过把手抬起整个电缆变向装置，便于搬运，设置橡胶套起到防滑作用。

进一步改进，所述第二滑块上设置有防护罩，防护罩罩设于定滑轮外缘部。防止电缆脱槽、杂物或者操作人员的衣服或手卷入定滑轮中，提高安全性能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

该装置结构相对简单，体积小、重量轻、便于搬运，对储气井附近的空间要求低，电缆与探头连接不拆装，操作非常方便，且检测精度高。替代了现有检测过程中的起重机和井口导程装置，降低了检测成本。

附图说明

图1为本发明所述的储气井检测用井口电缆变向装置的立体。

图2为图1的正视图。

图3为支撑机构左半部的立体图。

图4为图3的左视图。

图5为图3中俯视图。

图6为支撑机构右半部的立体图。

图7为图6中俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

如图1-7所示，储气井检测用井口电缆变向装置，包括支撑机构和设置在支撑机构上的电缆变向机构。

所述支撑机构包括上支撑板1、连接件2、下连接板3和卡板17，上支撑板上开设有第一通孔，下连接板2为圆环状，下连接板2位于上支撑板1下方，连接件3的上端与上支撑板1底面固连，下端与和下连接板2的上表面固连，连接件3为中空结构，且第一通孔与连接件的空腔以及下连接板的内圆孔同轴设置，连接件3的外表面与下连接板的外周面为与储气井内壁贴合的圆弧面；过支撑板、连接件和下连接板的轴线将支撑机构分割为左右两部分，分别记为左半部和右半部；所述上支撑板1和下连接板2之间竖直设置有两根丝杆4，两根丝杆4分别位于靠近左半部的分割面处，丝杆4的上端通过轴承与上支撑板1转动连接，丝杆的顶端穿过上支撑板，并设置有旋钮7，丝杆4的下端通过轴承与下连接板2通过轴承连接；所述丝杆4上套设有第一滑块5，丝杆与第一滑块螺纹连接，第一滑块上倾斜设置有第一工作面6；右半部的连接件3分割面上固定设置上调节块10，调节块10上倾斜设置有第二工作面11，第一工作面6与第二工作面10平行；通过转动丝杆，第一滑块沿丝杆向上移动，第一工作面与第二工作面重合，且第一滑块向上移动将左半部和右半部左右撑开；所述卡板17位于上支撑上表面，卡板上沿其长度方向开设有腰型孔，上支撑板上开设有第四通孔，螺栓穿过腰型孔和第四通孔后与螺母连接，螺母位于支撑板上，卡板靠近第一通孔的一端开设有u型卡槽。

所述电缆变向机构包括第一滑轨12、第二滑块和定滑轮15，第一滑轨固定设置在上支撑板1上表面，第一滑轨12上滑动设置第二滑块，第二滑块顶部设置定滑轮15，绕过定滑轮的电缆呈竖直状态，且位于第一通孔、连接件的空腔和下连接板的内圆孔轴线上。

由于储气井较深，可达300m，井中充满用于超声耦合的水，则在检测过程中，井底部的压强很大，对电缆与检测探头连接处的密封性能要求很高，否则容易发生渗漏，导致短路等，影响正常检测。所以电缆与检测探头连接处进行密封处理后不能经常拆卸，将电缆和检测探头一体化，减少密封性能的影响。

基于上述井口电缆变向装置对储气井进行检测的方法，包括如下步骤：

1)、将该电缆变向装置搬运至待检测储气井附近，先将支撑机构的左半部和右半部通过导向杆、导向配合为一体；再通过卡板的u型卡槽卡住检测探头，检测探头上设置有两个卡口用于和卡板配合，然后使连接件扶正检测探头尾部，但连接件并没有加紧检测探头，保证电缆处于松弛状态，防止在调整过程电缆受力过大，导致电缆与检测探头脱落。

2)、将连接件和检测探头一同放入储气井中，上支撑板架设在井口，上支撑板架设在井口，起到支撑作用。

3)、通过转动旋钮驱动丝杆转动，带动第一滑块沿丝杆向上移动，则第一工作面与第二工作面从分离到慢慢重合，继续转动丝杆，则第一滑块沿第二工作面向上滑动将左半部和右半部撑开，使连接件的外表面与储气井的内壁紧紧抵靠，即连接件在井筒内壁涨紧，达到固定电缆变向装置的目的，防止在检测过程中，该电缆变向装置发生晃动而影响检测结果。

4)、沿第一滑轨滑动第二滑块，保证电缆绕过定滑轮后的竖直段第一通孔、连接件的空腔、下连接板的内圆孔和储气井的轴线上。

5)、调整结束后，电缆绕过定滑轮，通过收电缆绞盘使电缆处于张紧状态，再沿腰型孔向后拉动卡板，检测探头脱离u型卡槽，受检测探头重力作用沿储气井下降，并开始检测。

6)、检测结束后，通过牵引电缆将探头提到卡板处，通过卡板的u型卡槽卡住检测探头，然后反向转动旋钮驱动丝杆转动，带动第一滑块沿第二工作面向下移动，连接件的外表面与储气井的内壁分离，然后通过抬起上支撑板，把探头与电缆变向装置整体移出，再将该电缆变向装置整体拆除。

该装置结构相对简单，体积小、重量轻、便于搬运，对储气井附近的空间要求低，操作非常方便，且检测精度高。替代了现有检测过程中的起重机和井口导程装置，降低了检测成本。

在本实施例中，所述连接件3包括多个竖直设置的连接条，多个竖直设置的连接条通过上支撑板1、下连接板2构成整体呈圆筒状的框架，相邻两个连接条之间存在间隙，节省材料，轻便。

在本实施例中，所述连接件3的外表面沿周向设置有多个橡胶条，橡胶条的厚度为5mm。储气井的内壁凸凹不平，橡胶条具有良好的弹性，通过设置橡胶条使连接件与储气井内壁紧密结合，提高整体稳定性。在其他实施例中，橡胶条可以为其他厚度，满足缓冲要求，且不会影响正常检测即可。

在本实施例中，还包括导向机构，导向机构包括两个导向杆8和两个导向套9，两个导向杆8、导向套9分别位于第一通孔的两侧。每个导向杆的一端上支撑板1固连，另一端为自由端，导向杆8水平设置，每个导向套9固定在上支撑板，且导向杆和至导向套分别位于左半部和右半部，每个导向套可以滑动式套设在对应的一个导向杆上。转动丝杆，第一滑块沿丝杆向上移动，第一滑块沿第二工作面向上移动将左半部和右半部左右撑开时，导向套沿导向杆滑动。通过设置导向机构，保证转动丝杆将左半部和右半部撑开时，左半部和右半部沿导向杆向两侧移动，防止水平移动时发生前后或/和上下错位，提高控制精准度。

在本实施例中，所述电缆变向机构还包括锁定组件，第二滑块带动定滑轮沿第一滑轨滑12动至指定位置后，通过锁定组件将第二滑块和定滑轮与第一滑轨紧固。通过设置锁定组件，防止第二滑块带动定滑轮在检测过程中发生意外晃动、移动等，导致绕过定滑轮的电缆、检测探头与储气井不同轴，影响检测结果。

在本实施例中，所述锁定组件包括第一滑轨上沿第二滑块滑行方向开设的多个第二通孔、第二滑块上开设有第三通孔和插销；插销插入第三通孔和对应的一个第二通孔中。储气井分为井筒内径为177.8mm和244.48mm两种规格，根据待检测储气井的内径大小，移动第二滑块，带动定滑轮沿第一滑轨滑动至指定位置后，然后通过插销插入第三通孔和对应的一个第二通孔中起到锁定作用，操作方便。

在其他实施例中，锁定组件可以为其他形状的构件，当第二滑块带动定滑轮沿第一滑轨滑动至指定位置后，能够通过锁定组件将第二滑块和定滑轮与第一滑轨紧固即可。

在本实施例中，所述上支撑板的两端均设置有把手13，把手上设置有防滑橡胶套14。通过把手抬起整个电缆变向装置，便于搬运，设置橡胶套起到防滑作用。所述把手14为伸缩杆，根据需要拉伸或压缩，操作方便，占据空间小。

在本实施例中，所述第二滑块上设置有防护罩16，防护罩16罩设于定滑轮16外缘部。防止电缆脱槽、杂物或者操作人员的衣服或手卷入定滑轮中，提高安全性能，同时提高检测结果准确度。

实施例二：

在本实施例中，所述连接件3为无底无盖的筒体，其他部分与实施例中一中相同。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。