一种超声波检测定位装置和方法与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、近年来，储气库建设规模越来越大，形成了以盐穴型、衰竭油气藏型两种类型为主的储气库群，有效保障了能源供给和季节调峰需求。储气库井运行过程中要承受大吞大吐复杂工况及交变载荷复杂应力，这给井筒完整性带来很大挑战。据统计，目前有部分在役井出现了较为严重的环空带压现象，这一般是由生产管柱泄漏造成的，油管作为注采通道，其泄漏失效会直接导致a环空带压，给储气库运行安全造成隐患。

2、油管泄漏一般是从微泄漏开始，如果没有及时检测识别并修复治理，往往会逐步恶化，造成更为严重的泄漏，根据高压气体泄漏形成紊流，并诱发超声信号的理论，可以采用超声波泄漏检测技术对油管微泄漏进行检测识别。

3、当前的油管泄漏超声波检测技术，是以在不同位置捕捉到的泄漏声源特征来判断泄漏位置，即把出现信号最大值点的井深位置判断为泄漏点，虽然从理论上来讲，出现信号最大值点即为泄漏点，但随着工具所处位置的变化，信号是连续变化的，并且伴随着波动，不存在信号突变点，对于最大值点的判断具有很大的不稳定性，且工具在下行或上行的过程中，其形态无法确定，工具居中度也无法保证，利用捕捉到的信号进行泄漏特征定量表征时，会出现较大偏差，工具自身偏心也对超声换能器短节信号捕捉带来影响，因此目前常规的检测方法和技术难以对油管泄漏点进行精度定位，也无法准确量化泄漏量和泄漏孔尺寸，在这种情况下，实施井下原位修复的成功率就较难保证。因此，亟需探索新方法，以提高油管泄漏超声波检测定位精度和泄漏特征反演准确性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种超声波检测定位装置和方法。

2、本发明的一种超声波检测定位装置的技术方案如下：

3、包括芯片、上隔音挡板、下隔音挡板和压电陶瓷环管超声换能器；

4、所述上隔音挡板和所述下隔音挡板压覆设在所述压电陶瓷环管超声换能器的两端的开口上，且均延伸出相应开口外；

5、所述芯片用于：

6、在所述上隔音挡板、所述下隔音挡板压和所述压电陶瓷环管超声换能器沿管道运动的过程中，当所述压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第一次突变时，记录所述下隔音挡板压所位于的第一深度；当所述压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第二次突变时，记录所述上隔音挡板压所位于的第二深度；

7、根据所述第一深度和所述第二深度，确定所述管道上的泄漏孔所位于的深度。

8、本发明的一种超声波检测定位方法的技术方案如下：

9、采用上述任一项所述的一种超声波检测定位装置，方法包括：

10、在上隔音挡板、下隔音挡板压和压电陶瓷环管超声换能器沿管道运动的过程中，当所述压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第一次突变时，芯片记录所述下隔音挡板压所位于的第一深度；当所述压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第二次突变时，所述芯片记录上隔音挡板压所位于的第二深度；

11、所述芯片根据所述第一深度和所述第二深度，确定所述管道上的泄漏孔所位于的深度。

12、本发明的有益效果如下：

13、具有更高的检测灵敏度，能够更精准地定位泄漏点。

技术特征：

1.一种超声波检测定位装置，其特征在于，包括芯片、上隔音挡板、下隔音挡板和压电陶瓷环管超声换能器；

2.根据权利要求1所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，所述芯片还用于：

3.根据权利要求2所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，所述芯片还用于：

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，所述上隔音挡板和所述下隔音板均为凹形结构，所述上隔音挡板的凹槽和所述下隔音板的凹槽相对设置，且所述上隔音挡板的凸边和所述下隔音板的凹边延伸至相应开口外。

5.根据权利要求4所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，还包括为锥形结构的工具引导头，所述工具引导头的底面连接所述下隔音挡板压。

6.根据权利要求5所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，还包括信号放大单元，所述信号放大单元设置所述上隔音挡板压上，所述信号放大单元用于：对所述压电陶瓷环管超声换能器采集的信号进行放大，得到放大后的信号，并发送至所述芯片；

7.根据权利要求6所述的一种超声波检测定位装置，其特征在于，还包括滤波及数字信号转化单元，所述滤波及数字信号转化单元设置在所述信号放大单元上，所述滤波及数字信号转化单元用于：剔除所述信号放大单元所发送的放大后的信号中的噪声和杂波，得到滤波后的模拟电信号，并将滤波后的模拟电信号转化为数字信号，发送至所述芯片；

8.一种超声波检测定位方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的一种超声波检测定位装置，方法包括：

9.根据权利要求8所述的一种超声波检测定位方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的一种超声波检测定位方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明涉及管道泄漏检测技术领域，尤其涉及一种超声波检测定位装置和方法，装置包括芯片、上隔音挡板、下隔音挡板和压电陶瓷环管超声换能器；上隔音挡板和下隔音挡板压覆设在压电陶瓷环管超声换能器的两端的开口上，且均延伸出相应开口外；芯片用于：在上隔音挡板、下隔音挡板压和压电陶瓷环管超声换能器沿管道运动的过程中，当压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第一次突变时，记录下隔音挡板压所位于的第一深度；当压电陶瓷环管超声换能器采集的信号发生第二次突变时，记录上隔音挡板压所位于的第二深度；根据第一深度和第二深度，确定管道上的泄漏孔所位于的深度。具有更高的检测灵敏度，能够更精准地定位泄漏点。

技术研发人员：宋恒宇,李景翠,刘天恩,戴鹍,袁光杰,夏焱,万继方,张恒,张弘,庞宇晗,付盼,李国韬,任世举,郑李
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13