储气井内检测超声相控阵技术工艺试验研究

1、    储气井内检测超声相控阵技术工艺试验研究    摘 要 随着我国工业的快速发展以及经济水平的显著提高，对能源资源的需求量在不断提升。而天然气作为一种优质的清洁环保型能源资源，其具备转换效率高、建设周期短等优点。而要想实现对天然气资源的高效利用，储气井是一种不可或缺的装置设备，其作为一种特殊的立压式容器，具有较强的安全性，且占地面积较小，故得到了较为广泛的应用。但是，当其外表面受到长期腐蚀后，整个外壁就会变薄，以此也就会影响其的使用性能。而开展相应的储气井内检测超声相控阵技术工艺试验工作，就可有效检测出储气井的受腐蚀程度。关键词 储气井;超声相控阵技

2、术;工艺试验;检测引言为了确保储气井能够正常使用，需要对高压地下的储气井开展定期的检验。而检验工作的展开不仅应包含：宏观检查、水压试验以及资料审查等相关方面，而且还应包含腐蚀减薄的无损检测。而超声相控阵技术，对于储气井内的受腐蚀程度具有较强的灵敏度，且检测结果不受储气井材质等相关因素的影响，具有较高的精准度。因此，在研究的过程中，就根据储气井的具体结构特点，提出了圆柱形凸面相控阵检测技术，并通过带有人工缺陷的储气井试样来检测超声相控阵内相关工艺参数设置的有效性和合理性，以此就能更好地发挥出储气井的使用性能，确保实现对储气井的高效检测。本文就针对储气井内检测超声相控阵技术工艺试验展开具体的分析与

3、讨论。1凸面超声相控阵内检测技术凸面超声相控阵内检测技术的使用，主要就是为了满足储气井内为凹面的情况，确保能够有效地检测出储气井内壁的受腐蚀程度。其中，有n个条形阵元均匀分布在圆柱形的结构表面，这样就给后续检测工作的展开奠定了基础。而在具体检测时，一般需要将凸面相控阵的探头伸入到管状设备的内部，并运用充水耦合的方式，来确保探头所发射的光束能够完整地覆盖整个管道的横截面，以此也就能实现对整个储气井内部凹面的检测。此外，凸面相控阵电子线扫描的原理主要为：运用电子聚集的方式，按照相应的激发时间，激发多个阵元组，并逐渐的聚集为聚焦声束，直到完成整个圆周向的电子线扫描。其中，凸面超声相控阵内检测技术的使

4、用可以利用延时聚集法来实现对内外管壁的成像扫描，这样就能有效检测出某一轴向位置储气井周向壁厚的变化和储气井椭圆度的变化。此外，当探头沿着轴逐渐开始移动时，就可形成管壁的彩色c扫成像，以此也就能完成对储气井内壁的检测1。2圆形凸面相控阵工艺参数与试验研究为了有效验证圆形凸面相控阵工艺参数设置的合理性，就有效的模拟了人工缺陷的储气井，其中不仅模拟了储气井的规格，而且还模拟了储气井的声学特性。而当验证并确定好凸面相控阵的工艺参数后，就可有效的调整探头孔径d、焦距f、增益和闸门等参数，确保实现对各项参数的有效优化，确保能够更精准地检测出储气井内壁的受腐蚀程度。（1）主动孔径。超声相控阵探头的主动孔径在

5、一定程度上影响着整个探头的聚集性能。因此，就应做好对主动孔径相关参数的试验和优化工作，避免给整个探头的使用带来影响。其中，对于焦点的尺寸而言，其主要与主动孔径d和超声波的波长有关。因此，为了影响凸面相控阵的结构，就应设置并同时激发4，6，8，12，14，16个阵元，确保能够有效获得声场的分布，这样也就能帮助我们获得探头轴向声场随着主动孔径变化的规律。其中，当主动孔径不断增加时，聚焦的效果也呈现出逐渐增长的趋势。然而在越靠近外壁的地方，其聚焦的效果就越差。此外，当激发的阵元的个数越多，相应的聚焦效果也就越好。但是，当激发阵元的个数为68个时，聚焦效果基本相同，只是在灵敏度方面存有差别。因此，为了

6、确保具有较高的灵敏度和较高的聚焦效果，就可使用6个激发阵元，以此才能實现对储气井的高效检测2。（2）焦距。焦距也是影响相控阵检测质量的一大因素。其中，当焦距太小时，其就会无法完成声束的聚集。而当焦距处于进场区的范围时，就会具备较高的聚集效果。而随着焦距离远场距离越来越远时，相应的聚焦效果也会越来越不明显。因此，为了确保能够获得较高的聚焦效果，焦距的位置应设置在储气井壁内，且深度应以试样的内壁为主要衡量基准。只有将焦距设置在储气井壁厚所规定的范围之内，就会取得相同的聚集效果，以此也就能较为灵敏的检测储气井内外壁的腐蚀程度。（3）阀门设置。在使用超声相控阵技术检测储气井时，对于阀门的设置，通常应根

7、据储气井的厚度和水层的厚度来进行设置，否则就会给最终的检测结果带来较大的影响。其中，在对阀门进行设置时，应确保其能够套住最小的有用信号，并且还能较好的抑制住最大的噪声信号，这样才能真正发挥出阀门设置的性能。倘若对阀门的设置没有满足相应的设置要求，就会导致许多噪声信号出现在扫描图中，并且还能抑制一些有用的信号，这样也就影响了最终的检测效果3。（4）增益。增益主要是用来设置激活通道的接收增益值。其中，在设置增益值时，应确保其能够使正常外壁反射波高处于50%，以此才能保证增益设置的合理性和有效性。倘若外壁的反射波高出现较小的情况，就会遗漏大量的有用信号。而当反射的波高超出正常范围时，就会引发较多的杂

8、散信号，以此也就增大了噪声出现的概率。因此，就应根据具体情况，来合理设置增益值。3结束语不断研究与分析储气井内检测超声相控阵技术工艺，对于有效实现对储气井内受腐蚀程度的高效检测，合理的优化超声相控阵技术工艺的相关参数以及有效的提升储气井的使用价值，满足人们对于能源资源的使用需求都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解凸面超声相控阵内检测技术，进而从主动孔径、焦距、阀门设置以及增益四个方面来完成圆形凸面相控阵工艺参数与试验工作，确保有效的优化相关使用参数，确保提升超声相控阵技术的使用性能，以此来有效提升对储气井检测的灵敏度和检测效率。参考文献1 蔡震.基于超声相控技术的储气井套管检测关键技术问题研究d.南京：东南大学，2019.2 钟海见，郭伟灿，缪存坚.储气井内检测超声相控阵技术工艺试验研究j.压力容器，2018，35（8）：63-69.3 吕剑雄.脱硫脱水对cng加气站地下储气井腐蚀过程影响研究d.