压缩天然气储气井壁厚超声波检测技术研究

摘要

压缩天然气储气井作为我国使用非常广泛的天然气存储设备，需定期检测以确保其安全使用。在储气井使用过程中，由于井筒内外壁存在腐蚀现象，井筒减薄甚至破损是储气井失效的主要原因之一，可造成巨大的经济损失及安全事故。本文针对目前储气井壁厚检测设备中存在的设备体积较大，成本较高以及在井中移动不畅等现象，研究了一种基于水浸法的储气井超声波壁厚检测系统。本系统包含一款储气井超声波测厚仪及一个超声波数据分析软件，储气井超声波测厚仪通过内置超声探头及嵌入式系统完成对壁厚信息的采集，并传输至超声波数据分析软件进行分析。本文的主要研究内容如下：
　　（1）针对储气井测厚的实际情况及国家相关检测要求，在综合分析国内外测厚设备优缺点的基础上，提出了基于水浸法的储气井超声波壁厚检测系统架构，为储气井超声波壁厚检测系统的设计提供了框架指引。
　　（2）应用水浸法超声波测厚原理，提出了储气井超声波壁厚检测系统每部分的设计要求，对储气井超声波壁厚检测系统的超声波测厚仪嵌入式系统、超声波测厚仪机械结构、升降系统，及超声波数据分析软件的开发进行了详细的设计开发，完成了一套轻便易携、高效稳定的储气井超声波壁厚检测系统。
　　（3）对储气井超声波壁厚检测系统进行实验室及现场测试，以验证其是否能够达到精度要求和发现实际应用中的现场问题。对发现问题进行整理和分析，并进行相应的改进，使得目前的储气井超声波壁厚检测系统具备了实际应用水平。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 课题概述

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容及组织结构

1.4 本章小结

第二章 储气井超声波壁厚检测系统总体设计

2.1 引言

2.2 CNG储气井的结构与主要失效模式

2.3 超声波测厚原理

2.4 测厚系统总体设计

2.5 本章小结

第三章 储气井测厚仪嵌入式系统设计

3.1 引言

3.2 嵌入式系统硬件的设计要求及总体设计

3.3 嵌入式系统主要硬件选型与开发

3.4 仪器控制电路板嵌入式编程简介

3.5本章小结

第四章 储气井测厚仪与升降系统机械设计

4.1 引言

4.2 测厚仪机械设计要求及总体设计

4.3 测厚仪各部件设计

4.4 升降系统设计

4.5 本章小结

第五章 超声波数据分析软件开发

5.1 引言

5.2 软件需求分析及总体设计

5.3 软件关键代码分析

5.4 软件功能的实现

5.5 本章小结

第六章 储气井超声波测厚系统测试

6.1 引言

6.2 实验室测试

6.3 实地测试

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文