超声波在长输管道结垢检测中的应用研究

摘要

随着原油长输管道的长时间运行，都存在不同程度的结垢，从而降低管道的输送能力，甚至造成阻塞。为了能够及时有效地除垢，必须在管道外部对垢层进行不停产检测。本文研究了超声波在长输管道结垢检测中的应用。本文通过对超声波检测的相关知识的研究，提出了超声波测垢的总体方案。首先，介绍了超声波测垢实验系统的组成及超声换能器的选择。然后，提出了计算垢层厚度所需钢管厚度的测量方法。垂直入射到钢管表面产生的超声反射波的频谱在钢管的厚度共振频率处产生钢管共振透射峰，利用共振频率可以测量钢管的厚度。利用超声脉冲反射谱法对不同厚度的钢管进行了测量，测得的厚度与样品的实际厚度的一致性很好。另外，利用超声反射波频谱中钢管共振透射窗内的复合反射系数，提出了垢层波阻抗的线性化最小二乘反演方法。将该方法应用到合成数据的反演中，取得了良好的效果。最后，在垢层声速未知的情况下，采用反射与透射相结合的方法测量垢层的厚度。其中，超声反射波是各界面信号的叠加，应用自适应噪声抵消去除钢管内界面信号，可以将垢层内界面信号提取出来，从而得到垢层内界面信号的到达时间，根据测量得到的钢管厚度，对垢层的厚度进行评价。实验结果表明，采用反射与透射相结合的方法，可以准确的测量模拟垢层的厚度。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章前言

第2章超声波测垢的理论基础与总体方案

第3章超声波测垢实验系统的设计

第4章钢管厚度与垢层波阻抗的测量

第5章超声反射波中界面信号的提取

第6章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果