一种运动式管道损伤检测装置

1.本技术涉及探伤技术领域，尤其涉及一种运动式管道损伤检测装置。


背景技术：

2.在长期的石油开采过程中，由于外部和内部介质的存在，管道会发生磨损、腐蚀、裂纹等损伤，造成承压能力下降，如果不及时处理，严重时还会导致管道的泄漏甚至爆裂，发生严重的生产安全问题，进而使采油成本大幅度上升。因此，为防止危险的发生，需要定期对管道进行损伤检测。


技术实现要素：

3.本发明实施例通过提供一种运动式管道损伤检测装置，解决了现有技术中需要定期对管道进行损伤检测的技术问题。
4.本发明实施例提供的一种运动式管道损伤检测装置，包括控制器，与所述控制器电连接的探测组件，以及用于包围在管道外侧的壳体；所述探测组件包括相对设置于所述壳体的内壁的x射线机和平板探测器；所述控制器能够接收上位机的控制信号来控制所述x射线机发射x射线，并能够接收所述平板探测器所产生的图像信息后将所述平板探测器所产生的图像信息传送至所述上位机。
5.在一种可能的实现方式中，所述壳体包括第一包围部、第二包围部和锁紧组件；所述第一包围部与所述第二包围部铰接，且所述第一包围部和所述第二包围部闭合后能够包围在所述管道的外侧；所述锁紧组件用于锁紧闭合后的所述第一包围部和所述第二包围部。
6.在一种可能的实现方式中，所述运动式管道损伤检测装置还包括两组运动机构，两组所述运动机构分别靠近所述壳体的两个端面，且每组所述运动机构均包括多个环形阵列并安装于所述壳体的内壁的运动组件；所述运动组件与所述控制器电连接，所述运动组件能够在所述控制器的控制下带动所述壳体绕所述管道转动，或者沿所述管道的长度方向运动。
7.在一种可能的实现方式中，所述运动组件包括驱动电机、行走轮和支撑组件；所述支撑组件连接于所述壳体的内壁；所述驱动电机安装于所述支撑组件，所述行走轮连接于所述驱动电机；且所述驱动电机与所述控制器电连接，使所述驱动电机能够在所述控制器的控制下驱动所述行走轮转动。
8.在一种可能的实现方式中，每组所述运动机构均包括偶数个所述运动组件；所述行走轮为麦克纳姆轮，每组所述运动机构中的两个类型的所述麦克纳姆轮具有相同数量。
9.在一种可能的实现方式中，所述支撑组件包括连接板、弹性件和安装板；所述弹性件的两端分别与所述连接板和所述安装板连接；所述连接板设置于所述壳体的内壁，所述驱动电机安装于所述安装板。
10.在一种可能的实现方式中，所述运动式管道损伤检测装置还包括两个遮挡机构，
两个所述遮挡机构分别安装于所述壳体的两个端面，且每个所述遮挡机构的中部具有供所述管道穿过的通孔。
11.在一种可能的实现方式中，所述遮挡机构包括多个环形阵列的遮挡组件，且每个所述遮挡组件均包括多块遮挡板和多个连接件；最外侧的所述遮挡板连接于所述壳体的端面；所述连接件的两端分别铰接于两块相邻所述遮挡板，使两块相邻所述遮挡板能够在第一状态和第二状态切换；当两块相邻所述遮挡板处于第一状态时，其中一块所述遮挡板位于另一块的所述遮挡板的背离所述壳体的侧面；当两块相邻所述遮挡板处于第二状态时，其中一块所述遮挡板位于另一专用的所述遮挡板的内侧。
12.在一种可能的实现方式中，所述遮挡组件包括第一凸台和第二凸台；在两块相邻所述遮挡板中，所述第一凸台和所述第二凸台分别设置于两块相邻所述遮挡板的相对的两侧面；当两块相邻所述遮挡板处于第二状态时，所述第一凸台和所述第二凸台层叠。
13.在一种可能的实现方式中，所述第一凸台设置有卡块，所述第二凸台设置有卡槽；当两块相邻所述遮挡板处于第二状态时，所述卡块嵌入所述卡槽。
14.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明实施例提供了一种运动式管道损伤检测装置，该运动式管道损伤检测装置包括控制器，与控制器电连接的探测组件，以及用于包围在管道外侧的壳体。探测组件包括相对设置于壳体的内壁的x射线机和平板探测器。使用该运动式管道损伤检测装置时，上位机向控制器发送控制信号，控制器接收上位机的控制信号来控制x射线机发射x射线，x射线穿过管道，平板探测器将x射线所呈图像信息传输至控制器，控制器接收到平板探测器所产生的图像信息后将平板探测器所产生的图像信息传送至上位机。上位机根据x射线穿过管道后所呈图像判断管道是否发生磨损、腐蚀、裂纹等损伤，进而判断是否需要更换管道，从而能够避免发生严重的生产安全问题，防止采油成本大幅度上升。
附图说明
15.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，下面将对本发明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。
16.图1为本发明实施例提供的不具有遮挡机构的运动式管道损伤检测装置在壳体闭合时的结构示意图；图2为本发明实施例提供的不具有遮挡机构的运动式管道损伤检测装置在壳体打开时的一个视角的结构示意图；图3为本发明实施例提供的不具有遮挡机构的运动式管道损伤检测装置在壳体打开时的另一视角的结构示意图；图4为本发明实施例提供的具有遮挡机构的运动式管道损伤检测装置在壳体闭合时的结构示意图；图5为本发明实施例提供的具有遮挡机构的运动式管道损伤检测装置在壳体打开时的结构示意图；图6为本发明实施例提供的运动组件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的遮挡组件在完全打开时的结构示意图；图8为本发明实施例提供的遮挡组件在一个遮挡板折叠时的结构示意图；图9为本发明实施例提供的遮挡组件在多个遮挡板折叠时的结构示意图图10为本发明实施例提供的两块遮挡板的连接处的结构示意图；图11为本发明实施例提供的一组探测组件检测管道时的结构示意图；图12为本发明实施例提供的多组探测组件检测管道时的结构示意图；图13为本发明实施例提供的部分电路的连接示意图；图14为本发明实施例提供的x射线机的结构示意图。
17.附图标记：1
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壳体；11
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第一包围部；12
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第二包围部；13
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合页；14
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锁紧板；2
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探测组件；21
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x射线机；211
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阴极；212
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阳极头；22
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平板探测器；3
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运动机构；31
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运动组件；311
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驱动电机；312
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行走轮；313
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支撑组件；3131
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连接板；3132
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弹性件；3133
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安装板；3134
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伸缩臂；4
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遮挡机构；41
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遮挡组件；411
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遮挡板；412
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连接件；413
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第一凸台；4131
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卡块；414
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第二凸台；4141
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卡槽；5
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控制器；6
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蓄电池；7
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管道；8
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电池检测模块；9
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上位机。
具体实施方式
18.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的一部分实施例，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。
19.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
20.本发明实施例提供了一种运动式管道损伤检测装置，请一并参照说明书附图中图1至图14所示。
21.如图1至图3以及图13所示，本发明实施例提供的运动式管道损伤检测装置包括控制器5，与控制器5电连接的探测组件2，以及用于包围在管道7外侧的壳体1。
22.同时参照图11和图12所示，探测组件2包括相对设置于壳体1的内壁的x射线机21和平板探测器22。图11和图12示出了x射线机21发射x射线，x射线穿过管道7投射到平板探测器22。从图11和图12中可以看出，壳体1的内壁既可以设置一组探测组件2，也可以设置多组探测组件2。
23.其中，控制器5能够接收上位机9的控制信号来控制x射线机21发射x射线，并能够接收到平板探测器22所产生的图像信息后将平板探测器22所产生的图像信息传送至上位机9。在图1至图5所示的运动式管道损伤检测装置中，控制器5安装于壳体1的外表面。当然，
控制器5的安装位置并不以图1至图5所示为限制，控制器5还可以安装于其他位置，比如，控制器5安装于壳体1的内壁。
24.使用本发明提供的运动式管道损伤检测装置时，上位机9向控制器5发送控制信号，控制器5接收上位机9的控制信号来控制x射线机21发射x射线，x射线穿过管道7，平板探测器22将x射线所呈图像信息传输至控制器5，控制器5接收平板探测器22所产生的图像信息后将平板探测器22所产生的图像信息传送至上位机9。上位机9根据x射线穿过管道7后所呈图像判断管道7是否发生磨损、腐蚀、裂纹等损伤，进而判断是否需要更换管道7，从而能够避免发生严重的生产安全问题，防止采油成本大幅度上升。
25.传统的x射线发生装置是通过直接加热螺旋状钨丝，使其产生一定数量的电子。在真空空间通过高压强电场的作用，产生高速电子流，然后高速电子流撞击阳极靶面而产生ｘ射线。然而持续的高温使金属丝逐渐蒸发变细，导致热电子发射能力逐渐变弱。并且在高压电场的作用下，蒸发形成的金属原子或分子与高速电子和少量残余气体分子碰撞而电离形成正离子，这些正离子又会撞击金属丝，使金属丝发生溅射，甚至会使金属丝烧断，缩短了ｘ射线管的寿命。
26.本发明实施例所提供的x射线机21如图14所示，该x射线机21采用碳纳米管材料作为电子源，属于冷阴极射线源。碳纳米管的电流传输能力高，室温下迁移率大于105cm/(v
·
s)，最大电流传输密度高达1010a/cm2，电子在其轴向方向的运动机制属于准弹道传输，电子发射能力在高温下能够长时间保持稳定。基于电子隧道效应的场致发射是直接通过在材料表面施加电压从而使得电子隧穿出材料的表面势垒，以达到电子发射的目的。场致电子发射是一种很有效的电子发射方式，发射电流密度高，发射时间没有迟滞性，且功耗低。为达到阴极211发射电流可控的目的，在阴极211的上方放置栅极并接上电压，通过栅极上的电压来调控阴极211的发射电流大小。多级情况下除栅极以外的极作为聚焦极。阳极头212是由用钨制成的靶面和阳极体构成。将靶面和阳极体焊接在一起，用以提高阳极头212的散热效率。高速的电子流撞击靶面后产生x射线。
27.平板探测器22是x射线成像板，x射线入射到发光晶体层时光子能量转化为可见光子，可见光子激发光电二级管产生电流，这电流就在光电二级管自身的电容积分形成储存电荷，每个像素的储存电荷量与之对应范围内的x射线光子能量与数量成正比，具有成像速度快、板型薄、图像清晰等特点，平板探测器22的面积可根据检测需要确定，是目前x射线成像设备较为理想的成像器件通过检查穿透被检测物体的x射线的衰减度，来实现的对被检工件内部结构的无损伤成像。
28.本发明实施例提供的运动式管道损伤检测装置还包括蓄电池6，蓄电池6安装于壳体1，并与包括控制器5和探测组件2在内的用电装置连接，为其提供电能。图1至图5所示的结构中，蓄电池6安装于壳体1的外侧。当然，蓄电池6的安装位置并不以图1至图5所示为限制，蓄电池6也可以安装于壳体1的内侧。
29.此外，如图13所示，蓄电池6与控制器5之间可以设置电池检测模块8，电池检测模块8能够检测蓄电池6的电压，并将测蓄电池6的电压值传送至控制器5，控制器5能够将测蓄电池6的电压值传送至上位机9，该运动式管道损伤检测装置的使用者能够根据蓄电池6的电压值判断是否需要更换蓄电池6。
30.当然，本发明实施例提供的运动式管道损伤检测装置也可以不设置蓄电池6，使用
外部的供电装置来为包括控制器5和探测组件2在内的用电装置提供电能。
31.图1至图5示出了壳体1的一种具体结构。其中，壳体1包括第一包围部11、第二包围部12和锁紧组件（图中未示出）。第一包围部11与第二包围部12铰接，具体地，第一包围部11和第二包围部12通过合页13连接。并且第一包围部11和第二包围部12闭合后能够包围在管道7的外侧。需要使用该运动式管道损伤检测装置对管道7进行检测时，第一包围部11和第二包围部12向彼此远离的方向转动，然后将管道7置于第一包围部11和第二包围部12之间，再将第一包围部11和第二包围部12向彼此靠近的方向转动，直到第一包围部11和第二包围部12闭合，此时壳体1包围在管道7的外侧，壳体1内设置的x射线机21发射x射线，x射线穿过管道7投射到平板探测器22。
32.锁紧组件用于锁紧闭合后的第一包围部11和第二包围部12，防止壳体1在该运动式管道损伤检测装置在运行过程中突然打开。例如，锁紧组件可以是螺栓和螺母，此时，第一包围部11和第二包围部12可以均设置锁紧板14，并在锁紧板14上设置多个通孔，并且两块锁紧板14上的通孔一一对应；第一包围部11和第二包围部12闭合后，螺栓穿过锁紧板14上的通孔，然后使用螺母拧紧，进而实现锁紧组件对第一包围部11和第二包围部12的锁紧。
33.继续参照图1至图5，本发明实施例提供的运动式管道损伤检测装置还包括两组运动机构3，两组运动机构3分别靠近壳体1的两个端面，并且每组运动机构3均包括多个环形阵列并安装于壳体1的内壁的运动组件31。运动组件31与控制器5电连接，运动组件31能够在控制器5的控制下带动壳体1绕管道7转动，或者运动组件31能够在控制器5的控制下带动壳体1沿管道7的长度方向运动。
34.运动机构3带动壳体1绕管道7转动时，设置于壳体1的内壁的探测组件2绕管道7转动，进而使探测组件2能够对管道7的整个圆周方向进行检测，避免管道7在圆周方向出现检测遗漏。同理地，运动机构3带动壳体1沿管道7的长度方向运动时，设置于壳体1的内壁的探测组件2沿管道7的长度方向运动，进而使探测组件2能够对管道7的长度方向进行检测，使该运动式管道损伤检测装置进行一次安装，便可以对需要检测的长度进行完整检测。
35.图4示出了运动组件31的具体结构，即运动组件31包括驱动电机311、行走轮312和支撑组件313。支撑组件313连接于壳体1的内壁。驱动电机311安装于支撑组件313，行走轮312连接于驱动电机311。并且驱动电机311与控制器5电连接，能够在控制器5的控制下驱动行走轮312转动。
36.每组运动机构3均包括偶数个运动组件31。行走轮312为麦克纳姆轮，每组运动机构3中的两个类型的麦克纳姆轮具有相同数量，进而使得运动组件31能够在控制器5的控制下带动壳体1绕管道7转动或者沿管道7的长度方向运动。麦克纳姆轮主要由轮毂和辊子组成，所谓两个类型的麦克纳姆轮是指，辊子在轮毂上倾斜方向相反的两种麦克纳姆轮。
37.以图1至图5所示为例，麦克纳姆轮的转轴与管道7的轴线平行；当需要带动壳体1沿管道7的长度方向运动时，两组运动机构3中的全部麦克纳姆轮均以相同方向旋转；不同类型的麦克纳姆轮产生的沿管道7长度方向的驱动力同向，由于每组运动机构3中的两个类型的麦克纳姆轮具有相同数量，不同类型的麦克纳姆轮产生的旋转力矩相互抵消；当需要带动壳体1绕管道7转动时，两组运动机构3中的不同类型的麦克纳姆轮以相反方向旋转，不同类型的麦克纳姆轮产生相同方向的旋转力矩，不同类型的麦克纳姆轮产生的沿管道7长度方向的驱动力反向，进而沿管道7长度方向的驱动力相互抵消。
38.当然，麦克纳姆轮的转轴的设置方向并不以图1至图5所示为限制，还可以为其他方向，比如，麦克纳姆轮的转轴垂直于管道7的轴线方向。
39.如图6所示，支撑组件313包括连接板3131、弹性件3132和安装板3133。弹性件3132的两端分别与连接板3131和安装板3133连接。驱动电机311安装于安装板3133。连接板3131安装于壳体1的内壁。以图6的方位为例，弹性件3132能够在上下方向被压缩，使得行走轮312能够压紧不同外径的管道7。
40.其中，弹性件3132可以为图6所示的圆柱弹簧，也可以是橡胶弹簧、液压杆等其他能够被压缩并产生弹力的结构。
41.进一步的，继续参照图6，支撑组件313还包括伸缩臂3134，伸缩臂3134的两端能够在高度方向进行伸缩。具体地，伸缩臂3134包括两根连接杆，两根连接杆铰接，并且两根连接杆的彼此远离的端部分别铰接于连接板3131和安装板3133。伸缩臂3134使得支撑组件313在进行伸缩时更加稳定，减少晃动。当然，为了进一步提高支撑组件313的稳定性，连接板3131和安装板3133之间可以设置多个伸缩臂3134。
42.参照图4和图5所示，本发明实施例提供的运动式管道损伤检测装置还包括两个遮挡机构4，两个遮挡机构4分别安装于壳体1的两个端面，能够遮挡x射线，防止x射线从壳体1的端口中泄露，进而保护检测人员，防止检测人员被x射线辐射。并且，每个遮挡机构4的中部具有供管道7穿过的通孔，当壳体1包围在管道7的外侧时，管道7位于遮挡机构4的通孔内。具体地，遮挡机构4可以采用铅、钨等防辐射效果较好的材质制作，或者采用钢、铝合金等材质制作并在外表面覆盖铅、钨等防辐射效果较好的材质。
43.进一步的，遮挡机构4的一种具体结构参照图4至图9。遮挡机构4包括多个环形阵列的遮挡组件41，并且每个遮挡组件41均包括多块遮挡板411和多个连接件412。最外侧的遮挡板411连接于壳体1的端面，所谓最外侧的遮挡板411是指壳体1包围在管道7外侧时，距离管道7最远的遮挡板411。连接件412的两端分别铰接于两块相邻遮挡板411，使两块相邻遮挡板411能够在第一状态和第二状态切换。
44.当两块相邻遮挡板411处于第一状态时，其中一块遮挡板411位于另一块的遮挡板411的背离壳体1的侧面。当两块相邻遮挡板411处于第二状态时，其中一块遮挡板411位于另一块遮挡板411的内侧。图7至图9所示的遮挡组件41中左侧的遮挡板411实际位于内侧，位于上方的遮挡板411实际位于另一块遮挡板411的背离壳体1的侧面。图7中全部遮挡板411均处于第二状态。图8中从左起的第一块遮挡板411位于左侧起的第二块遮挡板411的背离壳体1的侧面，即从左侧起的第一块遮挡板411和第二块遮挡板411处于第一状态；图8中从右侧起的第二块遮挡板411位于第一块遮挡板411的内侧，即从右侧起的第一块遮挡板411和第二块遮挡板411处于第二状态；图8中从右侧起的第三块遮挡板411位于第二块遮挡板411的内侧，即从右侧起的第二块遮挡板411和第三块遮挡板411处于第二状态。同理，图9中从左起的第一块遮挡板411位于左侧起的第二块遮挡板411的背离壳体1的侧面，从左起的第二块遮挡板411位于左侧起的第三块遮挡板411的背离壳体1的侧面，即从左侧起的第一块遮挡板411和第二块遮挡板411处于第一状态，从左侧起的第二块遮挡板411和第三块遮挡板411也处于第一状态；图9中从右侧起的第二块遮挡板411位于第一块遮挡板411的内侧，即从右侧起的第一块遮挡板411和第二块遮挡板411处于第二状态。
45.参照图10中示出的两块遮挡板411的连接处的结构示意图，具体地，遮挡组件41包
括第一凸台413和第二凸台414。在两块相邻遮挡板411中，第一凸台413和第二凸台414分别设置于两块相邻遮挡板411的相对的两侧面。当两块相邻遮挡板411处于第二状态时，第一凸台413和第二凸台414层叠，能够防止部分x射线从两块遮挡板411的缝隙中泄露，起到进一步保护检测人员、防止检测人员被x射线辐射的效果。
46.继续参照图10所示，第一凸台413设置有卡块4131，第二凸台414设置有卡槽4141。当两块相邻遮挡板411处于第二状态时，卡块4131嵌入卡槽4141,对处于第二状态的两块相邻遮挡板411能够起到固定作用。其中，图10示出了卡块4131和卡槽4141的具体形状，即卡块4131和卡槽4141的断面轮廓均为优弧，当卡块4131嵌入卡槽4141时，两块相邻遮挡板411被固定，并且卡块4131不易从卡槽4141脱离，使两块相邻遮挡板411稳定保持在第二状态。
47.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
48.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。