基于CNG地下储气井检测用的自动悬浮式超声波探头设计

摘要：提出一种CNG地下储气井检测成像用的自动悬浮式超声波探头系统，该系统利用闭环反馈控制方法，能自动保持超声波探头与管壁之间为较小的恒定距离，使转动的探头与壁之间有恒定厚度的一层耦合液，解决了空气与钢管的声阻抗相差太大，超声波不能进入钢管内部的难题，并保证旋转探头不被磨损。设计一种惯性离心力开关，能自动地提供所需的耦合液。这种自动悬浮式超声波探头系统在采样频率不太高时，能较准确地保持探头与壁之间有均匀的耦合液。使CNG地下储气井超声波检测成像的基本问题得到较好的解决。关键词：CNG地下储气井；超声波；悬浮式；反馈控制

本文引用地址： 引言 随着国际原油价格的不断飙升，车用天然气量也猛增，由此带动CNG加气站大量建设和运营。我国目前建有700座CNG加气站，拥有40多万俩CNG汽车。CNG地下储气井建造成本低，占地面积小，安全性能高，现已成为国内CNG加气站首选储气方式。国外也有50多个国家使用天然气汽车。储气井是埋地压力容器，SY／T 6535-2002规定地下储气井使用寿命是25年。标准也规定储气井的全面检测周期为6年，必须定期进行井管的无损检测和测厚检测，但这方面尚无完善的检测手段。由于天然气中含有较多的硫，易形成对金属有很强腐蚀能力的腐蚀液，且长期运行于25 MPa的高压下，在这种恶劣条件下储气井难免会出现安全问题。 国内外比较成熟的油气井检测已发展到超声波成像检测，但这种检测技术只能对井中有油，水或泥浆介质的油气井进行检测，而不能直接应用于CNG地下储气井的检测。这里设计的自动悬浮式超声波探头系统可直接用于CNG地下储气井的超声波探伤成像检测。

1 探头系统结构及工作原理1．1 探头系统结构 图1是探头系统俯视图，图2是探头系统侧视图。

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