井筒泄漏的超声波检测技术与系统开发

发布时间：2021-01-26 11:41

　　天然气开采过程中,由于复杂的地质条件和恶劣的井下工况,使得油、套管壁及螺纹连接处、井下组件等容易受腐蚀、老化以及各种应力的作用而损坏,导致井筒泄漏。一旦出现泄漏,泄漏将会随时间的推移而加剧,进而使得油、套管发生损坏。由此造成的后果,轻则付出高达几千万元的补漏修复作业成本,重则发生严重泄漏事故,致使天然气井报废。及早发现泄漏点可以降低补救成本,避免事故发生。为发现天然气井井筒早期的微小泄漏情况,利用超声波具有衰减快和指向性好的传播特性,设计开发了一种基于被动式超声波传播测量法的泄漏检测系统,具体包括信号的调理、信号的采集和通讯、电路板及仪器结构的设计。信号调理电路部分,针对泄漏所产生的超声波信号极其微弱的特点,采取了相应的放大、滤波措施,并考虑到信号连接可能给系统带来的输入噪声,提出了应对措施,以达到进一步提高测量电路的信噪比的效果。信号采集和通讯部分,对选用的单片机进行了端口配置,并开发了相应的下位机程序。电路板及仪器结构的设计部分,分析了测量环境对电路中元器件及仪器结构的影响,提出了元器件选用的标准,以及电路板、仪器结构设计细节的考虑因素等。为评价泄漏检测系统的测量性能,搭建了模拟井... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１接收型超声波传感器??－－

氺北屯力大学硕士学位论文??９０°??＿??－９０°??图２－２超声波传感器的指向角??ｉｉ！??■??图２－３超声波信号产生器??图２－４为超声波传感器的信号响应试验图。首先用导线将示波器的一个信号输??入通道与单个超声波传感器连接，信号通道的输入“?＋?”端连接传感器的正极，信??号通道的输入端连接传感器的负极。连接完毕后，选择传感器放置位置，并标??记为位置Ｍ，随后将传感器固定在位置Ｍ处，保证传感器信号接收面与大地水平??而垂直。在离传感器信号接收面约５００?ｍｍ处选择超声波信号产生器的放置位置，??并标记为位置Ｎ，随后将超声波信号产生器固定在位置Ｎ处，并保证其发射面与传??感器的信号接收面尽可能平行，且它们的中心处于同一条水平线上。此时，信号产??生器发射面的法线与传感器发射面的法线的夹角为〇°。打开超声波信号产生器开关，??用示波器测量传感器接收到的信号，并记录测试数据。保持信号产生器的位置不变，??１４??

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本文编号：3001048