相控陣探頭和相控陣儀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相控陣探頭和相控陣儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]通常石油套管之間的連接是通過石油套管接箍連接的，石油套管接箍?jī)?nèi)車有內(nèi)螺紋，通過螺紋連接將兩套管相連，為保證連接處的密封性，螺紋的精度具有嚴(yán)格的要求，以及接箍不得存在裂縫、孔隙、凹坑等缺陷，因此要對(duì)石油套管接箍進(jìn)行檢測(cè)。
[0003]目前，對(duì)石油套管接箍的檢測(cè)需要分為兩次進(jìn)行，在石油套管接箍未加工螺紋時(shí)，先對(duì)其坯料進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)，可利用超聲波探傷儀使超聲波在坯料中傳播，遇到不同的界面就會(huì)在界面上產(chǎn)生折射和反射，通過觀察儀器熒光屏上有無反射來判斷石油套管接箍坯料是否有缺陷；待接箍坯料檢測(cè)合格后再對(duì)接箍坯料進(jìn)行螺紋加工制造，之后對(duì)螺紋進(jìn)行磁粉無損檢測(cè)，通過在被磁化的接箍的螺紋表面吸附磁粉，通過觀察磁痕是否連續(xù)來判斷螺紋是否存在缺陷。
[0004]然而，上述對(duì)石油套管接箍進(jìn)行檢測(cè)的過程中，采用了兩種不同的方法，工序繁多，耗費(fèi)工時(shí)，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種相控陣探頭和相控陣儀器，石油套管接箍無論是否加工有螺紋，均能實(shí)現(xiàn)對(duì)石油套管接箍進(jìn)行有效檢測(cè)，工序簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0007]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種相控陣探頭，用于對(duì)石油套管接箍進(jìn)行探傷檢測(cè)，包括:
[0008]楔塊，所述楔塊包括凹弧形底面以及與所述凹弧形底面相對(duì)的斜面，所述斜面與所述凹弧形底面的中心軸線形成預(yù)設(shè)夾角；
[0009]設(shè)置于所述斜面上的換能器，所述換能器包括本體和晶片，所述本體包括連接面，所述晶片嵌于所述連接面，所述連接面與所述斜面相對(duì)，所述晶片貼設(shè)在所述斜面上，所述晶片的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述晶片在所述斜面的傾斜方向上沿著第一直線間隔的陣列分布。
[0010]具體地，所述第一直線與所述凹弧形底面的中心軸線位于同一平面內(nèi)。
[0011 ] 具體地，所述預(yù)設(shè)夾角等于所述石油套管接箍的螺紋牙型角。
[0012]具體地，所述預(yù)設(shè)夾角的角度在30°至44°之間。
[0013]具體地，所述凹弧形底面的半徑等于所述石油套管接箍的外壁的半徑。
[0014]具體地，與所述斜面的底邊相鄰的所述晶片至所述凹弧形底面具有預(yù)設(shè)距離。
[0015]具體地，所述晶片為條狀結(jié)構(gòu)，所述晶片的數(shù)量在16個(gè)至64個(gè)之間；相鄰所述晶片的間隔為0.5mm ;所述換能器的中心頻率為2.5MHz至5MHz。
[0016]具體地，所述楔塊內(nèi)的超聲波束傳播速度為2337m/s。
[0017]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種相控陣儀器，包括:
[0018]主機(jī)以及上述的相控陣探頭；
[0019]所述相控陣探頭與所述主機(jī)連接，所述主機(jī)用于控制所述換能器的晶片發(fā)射和接收超聲波束，所述主機(jī)包括用于顯示檢測(cè)結(jié)果的顯示屏。
[0020]具體地，所述晶片發(fā)射的超聲波束與所述斜面的法向方向的夾角為35°至70°。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種相控陣探頭和相控陣儀器，主機(jī)與相控陣探頭連接，用于對(duì)石油套管接箍進(jìn)行探傷檢測(cè)，將楔塊的凹弧形底面貼在石油套管接箍的外壁上，且二者之間涂覆一層耦合劑，將楔塊沿著石油套管接箍的軸向方向平穩(wěn)移動(dòng)，通過換能器的晶片發(fā)射超聲波束，對(duì)石油套管接箍進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)石油套管接箍的缺陷部位的回波信號(hào)，進(jìn)而獲得缺陷部位的位置信息，缺陷部位的回波信號(hào)與正常螺紋反射波信號(hào)位置不同，單獨(dú)出現(xiàn)，受干擾小，不易出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油套管接箍的無損檢測(cè)，免去了現(xiàn)有技術(shù)中分兩次進(jìn)行檢測(cè)的繁瑣工序，石油套管接箍無論是否加工有螺紋，均能實(shí)現(xiàn)對(duì)石油套管接箍進(jìn)行有效檢測(cè)，工序簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率；而且還解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)使用過的石油套管接箍的螺紋進(jìn)行磁粉無損檢測(cè)的效果不好的問題，以及奧氏體不銹鋼、銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材質(zhì)的石油套管接箍的螺紋不能通過磁粉無損檢測(cè)的問題，采用本發(fā)明實(shí)施例的相控陣探頭檢測(cè)出的石油套管接箍的缺陷能夠永久保存，無環(huán)境污染，對(duì)人體無害。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種相控陣探頭處于對(duì)石油套管接箍進(jìn)行檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的不意圖；
[0023]圖2為圖1中相控陣探頭的楔塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種相控陣探頭1，用于對(duì)石油套管接箍2進(jìn)行探傷檢測(cè)，包括:楔塊11，楔塊11包括凹弧形底面111以及與凹弧形底面111相對(duì)的斜面113，斜面113與凹弧形底面111的中心軸線形成預(yù)設(shè)夾角112 ;設(shè)置于斜面113上的換能器12，換能器12包括本體121和晶片122，本體121包括連接面，晶片122嵌于連接面，連接面與斜面113相對(duì)，晶片122貼設(shè)在斜面113上，晶片122的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)晶片122在斜面113的傾斜方向上沿著第一直線114間隔的陣列分布。
[0026]當(dāng)使用相控陣探頭i對(duì)石油套管接箍2進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將楔塊11的凹弧形底面111貼在石油套管接箍2的外壁上，在楔塊11的凹弧形底面111與石油套管接箍2的外壁之間涂覆一層耦合劑，一般選用機(jī)油或漿糊等透聲性好且不損傷檢測(cè)表面的耦合劑；多個(gè)晶片122沿著第一直線114按一定的間隔均勻排列于斜面113上，形成陣元，對(duì)線性陣列的多個(gè)相互獨(dú)立的陣元給予電激勵(lì)，可以產(chǎn)生合成波束發(fā)射，當(dāng)合成波束探測(cè)到石油套管接箍2的缺陷部位，反射回陣元，陣元接收到缺陷部位的回波信號(hào)，獲得缺陷部位的位置信息，上述合成波束為超聲波束，其中，缺陷部位的回波信號(hào)與正常螺紋反射波信號(hào)位置不同，單獨(dú)出現(xiàn)，回波信號(hào)受到干擾小。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種相控陣探頭，用于對(duì)石油套管接箍進(jìn)行探傷檢測(cè)，將楔塊的凹弧形底面貼在石油套管接箍的外壁上，且二者之間涂覆一層耦合劑，將楔塊沿著石油套管接箍的軸向方向平穩(wěn)移動(dòng)，通過換能器的晶片發(fā)射超聲波束，對(duì)石油套管接箍進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)石油套管接箍的缺陷部位的回波信號(hào)，進(jìn)而獲得缺陷部位的位置信息，缺陷部位的回波信號(hào)與正常螺紋反射波信號(hào)位置不同，單獨(dú)出現(xiàn)，受干擾小，不易出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油套管接箍的無損檢測(cè)，免去了現(xiàn)有技術(shù)中分兩次進(jìn)行檢測(cè)的繁瑣工序，石油套管接箍無論是否加工有螺紋，均能實(shí)現(xiàn)對(duì)石油套管接箍進(jìn)行有效檢測(cè)，工序簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率；而且還解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)使用過的石油套管接箍的螺紋進(jìn)行磁粉無損檢測(cè)的效果不好的問題，以及奧氏體不銹鋼、銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材質(zhì)的石油套管接箍的螺紋不能通過磁粉無損檢測(cè)的問題，采用本發(fā)明實(shí)施例的相控陣探頭檢測(cè)出的石油套管接箍的缺陷能夠永久保存，無環(huán)境污染，對(duì)人體無害。
[0028]具體地，第一直線114與凹弧形底面111的中心軸線線位于同一平面內(nèi)。在檢測(cè)過程中，凹弧形底面111的中心軸線線與石油套管接箍2的軸線平行，晶片122沿著第一直線114陣列，因此晶片122的陣列方向與石油套管接箍2的軸線位于同一平面內(nèi)。
[0029]具體地，預(yù)設(shè)夾角112等于石油套管接箍2的螺紋牙型角。晶片122發(fā)射的超聲波束能夠到達(dá)石油套管接箍2的螺紋底部，可以對(duì)石油套管接箍2進(jìn)行全方位的檢測(cè)。
[0030]具體地，預(yù)設(shè)夾角112的角度在30°至44°之間。石油套管接箍2的壁厚一般在5mm至30mm之間，使晶片122發(fā)射的超聲波束穿過楔塊11到達(dá)石油套管接箍2的螺紋底部，對(duì)石油套管接箍2進(jìn)行全方位檢測(cè)，楔塊11的斜面113的傾斜角度可選30°至44°之間。
[0031]具體地，凹弧形底面111的半徑等于石油套管接箍2的外壁的半徑。楔塊11的凹弧形底面111與石油套管接箍2的外壁相適配，楔塊11的凹弧形底面111能夠緊貼在石油套管接箍2的外壁上。
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