用于管道的X射线检查系统和方法技术方案

用于管道的X射线检查系统和方法。扫描细长结构的方法、系统和设备。扫描系统中的扫描仪在围绕细长结构的螺旋路径上移动。使用平移结构使用附接到细长结构的螺旋轨道系统使扫描仪在围绕细长结构的螺旋路径上移动。当扫描仪在螺旋路径上移动时，从扫描仪发射x射线束。从遇到细长结构的x射线束检测后向散射。

X-ray Inspection System for Pipeline

【技术实现步骤摘要】
用于管道的X射线检查系统和方法
本公开总体上涉及检查系统，具体地，涉及细长结构的无损检查。更具体地，本公开涉及使用x射线扫描仪对管道进行无损检查的方法、设备和系统。
技术介绍
在许多行业中使用管道来输送流体。例如，石油行业使用管道来输送油气。用于输送油的管道由钢或塑料制成并且通常被埋藏。通过泵站使油穿过管道沿着管线移动。天然气和类似气体燃料被加压成液体形式。天然气管道常常由碳钢构造而成。作为另一示例，区域供热或远程供热系统使用将加热的水、加压的热水或者有时将蒸汽输送给消费者的隔热管道网络。供水系统也采用管道来将饮用水输送给消费者。泵对通过管道流动的饮用水进行加压以输送水以供消费。执行管道检查以确定管道的状况。例如，可以进行检查以确定管道中是否存在阻塞、腐蚀或其它不一致。也可以执行检查以确定壁厚、焊接质量以及其它参数。管道检查涉及无损检测并且可以按照若干不同的方式执行。例如，可以使用视频来进行管道检查。然而，这种类型的检查涉及将装置引入到管道中。另一种类型的检查使用x射线。这种类型的检测允许从管道的外部进行检查。当前执行x射线检查的一种方式是用手。操作人员沿着管道移动x射线扫描系统以执行检查。对于隔热管道，从管道一侧的源引导x射线穿过管道并在管道的相对侧通过检测器检测以生成图像。在许多情况下，然后将源移到管道另一侧并且生成另一图像。用于输送石油的管道可以延伸数百英里。使用当前技术检查数百英里的管道是耗时且繁琐的过程。因此，将可取的是有一种考虑了至少一些上述问题以及其它可能的问题的方法和设备。例如，将可取的是有一种克服以期望的效率水平检查管道的技术问题的方法、设备和系统。
技术实现思路
本公开的实施方式提供一种扫描系统。该扫描系统包括螺旋轨道系统、平移结构和扫描仪。螺旋轨道系统被配置为围绕细长结构放置。平移结构被配置为在螺旋轨道系统上在螺旋路径上移动。扫描仪连接到平移结构，其中，扫描仪被配置为发射x射线束。本公开的另一实施方式提供一种管道扫描系统。该管道扫描系统包括螺旋轨道系统、平移结构、扫描仪和控制器。螺旋轨道系统被配置为围绕管道放置。平移结构被配置为在管道上在螺旋轨道系统上在螺旋路径上移动。扫描仪连接到平移结构。控制器与平移结构和扫描仪通信。控制器被配置为控制平移结构在螺旋轨道系统上在螺旋路径上移动，并且当平移结构在管道上在螺旋轨道系统上移动时，控制扫描仪发射x射线束。控制器还被配置为检测来自遇到管道的x射线束的后向散射。本公开的另一实施方式提供一种扫描细长结构的方法。使扫描系统中的扫描仪在围绕细长结构的螺旋路径上移动。使用平移结构使用附接到细长结构的螺旋轨道系统使扫描仪在围绕细长结构的螺旋路径上移动。当扫描仪在螺旋路径上移动时，从扫描仪发射x射线束。检测来自遇到细长结构的x射线束的后向散射。特征和功能可以在本公开的各种实施方式中独立地实现或者可以在其它实施方式中被组合，其中可以参照以下描述和附图看到进一步的细节。附图说明在所附权利要求中阐述了被认为是例示性实施方式的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时通过参照本公开的例示性实施方式的以下详细描述，将最佳地理解例示性实施方式以及其优选使用模式、进一步的目的和特征，附图中：图1是根据例示性实施方式的扫描环境的框图的例示；图2是根据例示性实施方式的平移结构的框图的例示；图3是根据例示性实施方式的扫描仪的框图的例示；图4是根据例示性实施方式的螺旋轨道系统的框图的例示；图5是根据例示性实施方式的扫描系统的例示；图6是根据例示性实施方式的扫描仪的例示；图7是根据例示性实施方式的x射线管的侧视图的例示；图8是根据例示性实施方式的螺旋轨道区段的一部分的例示；图9是根据例示性实施方式的被定位成扫描管道的扫描仪的横截面图的例示；图10是根据例示性实施方式的从填充有流体的管道的扫描生成的图像的例示；图11是根据例示性实施方式的通过对来自管道的扫描的数据进行过滤而生成的图像的例示；图12是根据例示性实施方式的从部分地填充有流体的管道的扫描生成的图像的例示；图13是根据例示性实施方式的通过对来自管道的扫描的数据进行过滤而生成的图像的例示；图14是根据例示性实施方式的扫描细长结构的处理的流程图的例示；图15是根据例示性实施方式的处理来自细长结构的扫描的图像的处理的流程图的例示；图16是根据例示性实施方式的扫描细长结构的处理的流程图的例示；图17是根据例示性实施方式的对扫描中的数据进行过滤的处理的流程图的例示；图18是根据例示性实施方式的识别用于对来自包含流体的细长结构的扫描的数据进行过滤的频率的处理的流程图的例示；以及图19是根据例示性实施方式的数据处理系统的框图的例示。具体实施方式例示性实施方式认识到并考虑到一个或更多个不同的考虑因素。例如，例示性实施方式认识到并考虑到，将可取的是有一种自动地扫描诸如管道的细长结构的方法、设备和系统。例示性实施方式认识到并考虑到，可以将导轨或轨道系统附接到管道，x射线扫描仪可以在该导轨或轨道系统上移动。例示性实施方式认识到并考虑到，这种类型的扫描通常仅提供在轴向方向(即，沿着穿过管道中心地延伸的轴线的方向)上的扫描。例示性实施方式认识到并考虑到，这种类型的扫描系统花费比期望更多的时间来将轨道附接到管道一侧、移除轨道、以及将轨道重新附接到管道的另一侧以扫描管道。因此，例示性实施方式提供了一种用于扫描细长结构的方法、设备和系统。在一个例示性示例中，扫描系统包括螺旋轨道系统、平移结构和扫描仪。螺旋轨道系统被配置为围绕细长结构放置。例如，细长结构可以是管道。平移结构被配置为在螺旋轨道系统上在螺旋路径上移动。扫描仪连接到平移结构，其中，扫描仪被配置为发射x射线束。现在参照附图，具体地，参照图1，根据例示性实施方式描绘了扫描环境的框图的例示。如所描绘的，扫描环境100是可以使用扫描系统104检查细长结构102的环境。在此例示性示例中，细长结构102采取管道106的形式。管道106可以是隔热管道、非隔热管道、钢管道、油管道、天然气管道或一些其它类型的管道。在此示例中，管道106可以承载各种类型的材料。例如，管道106承载流体107。流体107可以采取若干不同的形式。例如，流体107可以选自液体、气体、原油、精炼石油、氢、燃料、飞机燃料、油、水、葡萄酒、啤酒、天然气、生物燃料或其它类型的材料中的至少一种。在此例示性示例中，扫描系统104用于确定管道106内是否存在不一致111。如所描绘的，不一致111由来自细长结构102的扫描的非预期结果指示。例如，非预期结果可以是大于或小于阈值的值。非预期结果可以是期望的范围以外的值。不一致111可以采取若干不同的形式。例如，不一致111可以选自包括以下项的组：腐蚀、内部腐蚀、外部腐蚀、流动腐蚀、点蚀、变薄壁、超差焊接、超差沉积、垢、开裂、隔热损坏以及其它非期望结果。如本文所用，当与项目一起使用时，“若干”意指一个或更多个项目。例如，“若干不同的形式”是一个或更多个不同的形式。在此例示性示例中，扫描系统104包括若干不同的组件。如所描绘的，扫描系统104包括螺旋轨道系统108、平移结构110、扫描仪112和控制器114。在此例示性示例中，螺旋轨道系统108被配置为围绕细长结构102放置。换言之，螺旋轨道系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描系统(104)，所述扫描系统(104)包括：螺旋轨道系统(108)，所述螺旋轨道系统(108)被配置为围绕细长结构(102)放置；平移结构(110)，所述平移结构(110)被配置为在所述螺旋轨道系统(108)上在螺旋路径(116)上移动；以及扫描仪(112)，所述扫描仪(112)连接到所述平移结构(110)，其中，所述扫描仪(112)被配置为发射x射线束(118)。

【技术特征摘要】
2018.03.29 US 15/940,5581.一种扫描系统(104)，所述扫描系统(104)包括：螺旋轨道系统(108)，所述螺旋轨道系统(108)被配置为围绕细长结构(102)放置；平移结构(110)，所述平移结构(110)被配置为在所述螺旋轨道系统(108)上在螺旋路径(116)上移动；以及扫描仪(112)，所述扫描仪(112)连接到所述平移结构(110)，其中，所述扫描仪(112)被配置为发射x射线束(118)。2.根据权利要求1所述的扫描系统(104)，所述扫描系统(104)还包括：控制器(114)，其中，所述控制器(114)被配置为控制所述平移结构(110)在所述螺旋轨道系统(108)上在所述螺旋路径(116)上移动，并且当所述平移结构(110)在所述细长结构(102)上在所述螺旋轨道系统(108)上移动时，控制所述扫描仪(112)扫描所述细长结构(102)。3.根据权利要求1所述的扫描系统(104)，其中，所述扫描仪(112)包括：x射线源(300)，所述x射线源(300)被配置为发射所述x射线束(118)；以及传感器系统(304)，所述传感器系统(304)被配置为检测由所述x射线束(118)遇到所述细长结构(102)而导致的后向散射(120)，其中，所述传感器系统(304)在检测到所述后向散射(120)时生成图像并且所述图像具有交叠的视野，并且其中，控制器(114)执行图像拼接以将所述图像组合以从具有所述交叠的视野的所述图像提供分段图像。4.根据权利要求1所述的扫描系统(104)，其中，所述螺旋轨道系统(108)使用真空系统、偏置系统和磁足系统中的至少一种连接到所述细长结构(102)。5.根据权利要求1所述的扫描系统(104)，其中，所述平移结构(110)包括：托架(200)，所述托架(200)被配置为将自身附接到所述螺旋轨道系统(108)；以及移动系统(202)，所述移动系统(202)被配置为按照所述托架(200)在所述细长结构(102)上在所述螺旋路径(116)上移动的方式移动所述托架(200)。6.根据权利要求1所述的扫描系统(104)，其中，所述螺旋轨道系统(108)包括：连接以形成螺旋轨道(402)的螺旋轨道区段(400)，其中，当所述平移结构(110)在所述螺旋轨道(402)的所述螺旋轨道区段(400)中的当前螺旋轨道区段(408)上时，所述螺旋轨道(402)的所述螺旋轨道区段(400)中的在前螺旋轨道区段(404)与所述螺旋轨道(402)的后端(406)断开连接，并且所述在前螺旋轨道区段(404)重新连接到所述螺旋轨道(402)的前端(410)。7.根据权利要求6所述的扫描系统(104)，其中，所述螺旋轨道区段(400)选自单轨区段和双轨区段中的一种。8.根据权利要求6所述的扫描系统(104)，其中，所述螺旋轨道区段(400)中的螺旋轨道区段由链条(804)、偏置轨道区段(812)和柔性条带(822)组成。9.根据权利要求1所述的扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·萨法伊，G·E·乔治森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US