基于嵌入式的抽油管探伤及厚度检测方法的研究与实现

摘要

随着我国油田事业的不断发展，抽油机井采油工艺已经占据了整个油田事业的主导地位。而在这些采油井中，抽油管又是其中所不可缺少的一项装备。但是在长期的使用中，会导致抽油管的磨损，导致抽油管表面裂纹甚至壁厚变薄等。这直接影响着整个油井的安全。为此，我国现在存在着许多家抽油管修复厂，对抽油管进行探伤以及相应的修复，是这些厂家所必备的一道工序。但是目前许多厂家所使用的探伤仪器只能单纯的检测出抽油管是否有伤存在，却不能进行定值测量。无法满足我国现有的对抽油管等级的确定规则：按抽油管的磨损深度给出的抽油管等级。这样，就需要在对抽油杆进行探伤的同时对抽油管损伤的部位的具体受损深度进行准确的测量，以便于油管修复工厂可以有针对性的对受损油管进行及时精确的维修。
　　本课题以实际科研项目为背景，设计了基于嵌入式系统的抽油管探伤测厚系统，该系统用漏磁进行探伤，同时使用超声进行测厚，用两者相结合的方式对抽油管进行检测。根据实际需要，将硬件采集终端所采集到的漏磁探伤波形信号以及超声波回波信号传送到手持设备终端，在手持设备终端进行数据处理，提供给用户所需要的探伤及厚度信息。其中，手持设备终端是以S5PV210为主处理器的控制中心。终端软件平台为嵌入式Linux系统，采用Qt/Embedded对图形应用程序进行开发。整个系统采用了层次化和模块化的设计思想。使用面向对象的设计方法，利用Qt库中提供的丰富的类完成用户所需功能。最终完成系统的开发，给用户提供操作简单、功能齐全的系统软件。并对数据处理过程中所用到的相应算法进行研究与改进，通过仿真对其有效性进行了验证，得到了较为理想的结果。
　　在文章最后，对整个系统进行了测试，通过一系列的测试表明系统稳定可靠，可很好的满足用户需要。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 相关技术研究现状

1.3 嵌入式技术在探伤领域的应用现状

1.4 课题主要研究内容

第2章 抽油管探伤及厚度检测相关技术方法

2.1 常用抽油管探伤及厚度检测方法

2.2 常用检测方法的比较

2.3 本系统探伤测厚方法选择

2.4 本章小结

第3章 嵌入式探伤系统总体方案设计

3.1 嵌入式探伤系统的组成

3.2 嵌入式操作系统的选择

3.3 系统软件层总体方案设计

3.4 嵌入式平台的搭建

3.5 系统应用软件层的设计与实现

3.6 应用软件层各子模块的设计与实现

3.7 本章小结

第4章 EMD滤波算法的研究与改进

4.1 漏磁信号降噪技术

4.2 EMD滤波算法的分析与验证

4.3 对EMD算法的改进与分析

4.4 本章小结

第5章 超声测厚算法研究与系统总体测试

5.1 超声测厚数据处理相关算法

5.2 超声测厚算法的研究

5.3 对超声测厚算法的改进

5.4 探伤测厚系统总体测试

5.5 系统数据处理算法相关测试

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢