脉冲涡流管线检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种脉冲涡流管线检测装置。该脉冲涡流管线检测装置包括：多个分区，所述多个分区彼此纵向相隔且适于在收缩位置和扩展位置之间移动；和多个传感器，在收缩位置，所述多个传感器设置在多个分区中各分区周边的至少一部分的周围，在扩展位置，多个分区中各分区的传感器之间存在至少一个间隙，所述多个传感器布置来使多个分区的第一分区中的至少一个间隙对准多个分区中其上设置有传感器的第二分区的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术总体上涉及管线的非破坏性评价，更具体地，涉及利用脉沖涡流(pulsed eddy current)4全测导电结构体的方法和装置。管线广泛用于各种工业领域，其允许将大量物质从一处输送至另一处。 可利用管线经济且有效地输送各种流体，例如油和/或气。颗4立物质和其它 悬浮于流体中的微小固体也可通过管线输送。地下和水下(深海)管线通常在 高压下于极端温度并以高流速输送大量对能源相关型工业十分重要的油气口广口口 。构成管中的瑕疯可随着管线基础结构的老化造成管线整体劣化。微小 的薄弱点、土壤的沉降、局部的结构隆起、地震活动、气i^矣以及单纯由正 常使用造成的磨损和撕裂可能导致管线的腐蚀，管线的腐蚀可能造成管线 中的缺陷和异常。从而，瑕疯或缺陷以及异常可以下述形式出现在管线的 表面腐蚀、机械损伤、疲劳、开裂、应力、腐蚀开裂、氢致开裂或者基 于凹痕或摺痕的变形。事实证明维护和保护现有管哉网络是一种挑战。现有的管线检测系统 利用称作管线检测仪(pipeline inspection gage)(PIG)的装置原位横穿管的截 面并提供数据，可对所述数据进行评价以判明结构缺陷。这种PIG在管线 内行进的同时从多个传感器获取数据。PIG的典型单程可远于100 km。 PIG 的使用能够实现管线截面完整性的评价，而无需进行高成本地挖掘以及拆 除隔离来接近外壁，并对管线截面进行无破坏性的检测。PIG可应用各种传感器技术以釆集有关管线的信息。可应用技术的实例 包括漏磁(magnetic flux leakage)(MFL)、超声(UT)或涡流(EC)。这些方法均 具有各自的局限性。例如，MFL系统依赖于超大、超重并具有巨大阻力的 高场永磁体。因而，应用MFL技术的PIG适于检测管弯(bend)较平緩的管 线。UT法要求与管壁机械耦合，不适合用于输气管或污染管壁。现有的EC 管线检测仪通常用于检测非磁性金属管线。在碳钢管中，由于导磁性引发低频溶解，因而涡流的穿透深度较小，为实现深度穿透和大面积整体化， 使用大的感应线圏，以避免导磁性的局部变化。深度磁力穿透和大面积整 体化的需要使得EC管线检测仪不适合用于管弯较陡的限制性管线环境。已开发出远场EC(remote field EC)和瞬态EC(transient EC)4支术，以克服 上述一些问题。然而，远场EC和瞬态EC4支术不利于利用移动PIG以高的 空间分辨率检测坑蚀区域，来对直径大且厚的碳钢管线进行检测。由于远 场EC系统利用激励元件和感应元件之间的空间间隔，因此遗漏了邻近陡弯 和阀门的大片区域而未进行检测。另外，远场EC和瞬态EC技术不利于自 动PIG的低功耗。需要适合以减小的间隔有利于对具有陡弯和阀门的管线 进行内部检测的PIG。
技术实现思路
简言之，根据本专利技术的一种示范性实施方案，提供脉沖涡流管线检测 装置。该脉沖涡流管线检测装置包括多个分区(stage)，所述分区彼此纵向 间隔并适于在收缩位置和扩展位置之间移动；和多个传感器，在收缩位置， 所述传感器设置在所述多个分区中各分区周边的至少一部分的周围，在扩 展位置，在所述多个分区的各分区中传感器之间具有至少一个间隙，所述 多个传感器布置来使所述多个分区的第一分区中的至少一个间隙对准所迷 多个分区中其上设置有传感器的第二分区的一部分。还披露了管线的评价方法。该方法的示范性实施方案包括驱动脉沖 涡流测量装置通过管线，该脉沖涡流测量装置包括多个分区，所述多个分 区中的各分区均适于在收缩位置和扩展位置之间移动，在收缩位置，多个 传感器设置在所述多个分区中各分区周边的至少一部分的周围，并且传感 器之间没有间隙，在扩展位置，设置在所述多个分区中各分区上的传感器 之间存在至少 一个间隙，所述多个传感器布置来使得在扩展位置设置在所 述多个分区中第 一 分区周围的传感器之间的间隙与所述多个分区中至少第 二分区周围的多个传感器中至少一部分传感器的位置一致(coincident with) 并与该位置纵向间隔；以及将脉沖涡流测量装置置于收缩4立置，以沿管线 的收缩部分4于进。附图说明参考附图阅读以下详述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优势，附图中相同的标记始终表示相同的部分，其中图1为显示本专利技术示范性实施方案的管线检测系统的方框图2为本专利技术示范性实施方案的管线检测仪(PIG)的截面图3为本专利技术示范性实施方案的多分区PIG的示意图4为本专利技术示范性实施方案的多分区PIG的传感器区段(sensor sector)的示意图5为用于解释本专利技术示范性实施方案的PIG的运行的脉沖涡流(PEC) 信号示意图6为可用于对本专利技术示范性实施方案的PIG获取的数据进行处理的 电路的示范性实施方案的方框图；和图7为显示本专利技术示范性实施方案的PEC传感器的示范性搡作步骤的流程图。具体实施例方式本专利技术的示范性实施方案涉及管线功效的检测。特别地，管线检测仪 (PIG)包括多个传感器分区，各传感器分区均包括多个传感器区段。PIG应 用脉沖涡流(PEC)技术从传感器获取有关管壁中可能的缺陷或劣化的信息。 如下所述，PEC技术的应用允许以PIG可置于收缩位置或扩展位置的方式 设置传感器。在收缩位置，PIG可能能够穿过管线中较陡的弯。图1为整体由标记IO表示的管线检测系统的示意图。用于检测管线12 的管线检测系统10包括管线检测仪(PIG)14。 PIG 14为放置在管线内的扫描 装置并用于收集有关管线12管壁的数据。可分析数据以判明管壁中的潜在 瑕疵，例如薄弱点等。PIG 14可随管线中的液流沿管线长度输运。在图1 所示的示范性实施方案中，PIG 14采用脉沖涡流(PEC)传感器或探针，以获 取有关管线12管壁的数据。PIG 14包括第一传感器分区16和第二传感器分区18。对第一传感器分 区16和第二传感器分区18进行构造，以使各自均具有扩展位置和收缩位 置。与传感器分区16、 18处于扩展位置时可穿过的管线障碍相比，在收缩 位置，第一传感器分区16和第二传感器分区18可具有足够小的直径，从 而允许PIG 14穿过管线12内较陡的弯。在图l所示的实施方案中，PIG 14另外包括定位元件(POC)20,该定位 元件20确定PIG14在管线12中的位置和取向。PIG 14还包括数据采集系 统(DAS)22,用于接收第一传感器分区16和第二传感器分区18获取的数据。 电源(PS)24向第一传感器分区16、第二传感器分区18、 POC 20、 DAS 22 以及PIG 14的其他相关部件供能。本领域技术人员应当理解的是，PIG 14 可另外包括附加部件，例如机载时钟(onboard clock),用于标记DAS22等 获取每项记录时的时间。类似地，管线检测系统10可包括例如磁力计或 magloggers、记录PIG 14位置和总行程的里程表和脱机时钟等附加部件。图2为经过图1所示PIG 14的中轴36的截面图。该图整体上由标记 26表示。图2所示截面图示出了图1所示传感器分区之一的操作。出于示 例性目的，在图2中示出了第一传感器分区16(图1)。第一传感器分区16 包括多个传感器区段28、 30、 32和34。在图2中于收缩位置以虛线示出了 传感器区段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲涡流管线检测装置，包括：　多个分区，所述分区彼此纵向间隔且适于在收缩位置和扩展位置之间移动；和　多个传感器，在所述收缩位置，所述传感器设置在所述多个分区中各分区周边的至少一部分的周围，在所述扩展位置，所述多个分区中各分区的所述传感器之间存在至少一个间隙，所述多个传感器布置来使所述多个分区的第一分区中的至少一个间隙对准所述多个分区中其上设置有传感器的第二分区的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里普洛特尼科夫，安德鲁梅，王常珽，施里达纳思，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]