管道弯曲测量技术国内外研究现状
时间:2017-05-17 22:52 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 目前国内外常用的管道弯曲测量方法有：直度径规、光轴法、杠杆法、激光准直位置传感器（PDS）法、电荷耦合器件（CCD）法。在国外，随着计算机软、硬件技术的发展，改变了传统的检测理论、检测技术和检测方法，采用自动检测进行弯曲度测量，检测技术与计算机技术的结合成为测试仪器发展的主要潮流。随着科技的发展，对检测系统提出了更高的要求，要求能更准、更快、更可靠地完成检测任务，实现自动检测。传统直线度测量方法越来越不能满足需要。近年来，随着半导体激光器(LD)的出现，再加上新型光电位置传感器（PSD）、电荷耦合器件（CCD）、四象限光电池等传感器性能的提高，为激光准直直线度测量仪器的研制提供了技术保障，他们分辨率高，响应速度快，可以实现非接触直线度测量。8803 传统测量设备是采用通径规（直度径规）、它是最简易的弯曲度测试方法，也是一种有效的测试方法，但测试精度低、自动化程度差且较原始。光轴法是以几何光轴座位测量基线，常用自准直仪或准直望远镜等一起来实现。用望远镜来实现直线度误差的测试时，在管口上安装一台望远镜，望远镜内装十字分划板，可以沿着身管移动的定心环的内分划板也刻有十字分划，在灯泡照明下，从望远镜中课判读出反映定心环与望远镜内十字分划板的偏量，从而得出一系列与直线度相关的偏离量，最终得到整个身管的直线度。采用传统的准直仪和准直望远镜的价格均昂贵，并且人工瞄准和计数容易引进人为误差。 杠杆法是目前我国一些生产单位正在使用的方法。测量时测量元件体现被测截面圆心纵向位置的变化，并通过杠杆反映给千分表进行读数。此方法属于近似测量，每次测量的都是某一轴向截面的直线度，要达到测量轴线直线度的目的，需要多次旋转管体。而且测量精度不高，测量设备笨重。 PSD 和CCD法以激光光束作为准直基准，通过设计可在套管内爬行的机械结构使激光器沿着套管内壁运动，套管另一端由PDS器件或CCD面阵图像器件接收光点位置来确定套管的弯曲度。激光准直位置传感器（PSD）法是采用激光准直仪进行测量的方法，该方法的核心即为位置灵敏度探测器（PSD），它可以是光电二极管阵列，也可以是四象限硅光电池。具有小尺寸、高性能的特点，其射出光束可切换调整，易于使用。但PSD感受的是光斑的能量中心，当激光器光源强度不均匀时光的能量中心并不是几何中心，会引起较大的偏差； PSD法原理图 激光准直CCD法就是以激光光作为准直基准，通过设计可在套管内爬行的机械结构使激光器沿着套管内壁运动，套管另一端由CCD面阵图像器件接收光点位置来确定套管的弯曲度。它可以分为单激光准直CCD法与双激光准直CCD法。其中单激光准直CCD法具有较高的弯曲度幅值测量精度，然而在特殊管道的实际进深测量中，内壁的复杂结构可能引起CCD摄像机和靶标的随机旋转，单激光准直不能表征系统的变化情况，难以实现弯曲度方位角的精确测量。CCD法设备自动化程度较高，但因其中有成像系统，从而引进象差使精度受影响。CCD法需经图像处理，要实时连续测量有困难。 在实际的应用中套管是堆放在车间仓库中的，套管较重不便移动。通过对各种套管弯曲度测量方法的比较，并结合油田套管的实际特性及实际的工程应用环境我们提出了一种基于光敏面阵的钻井套管弯曲度测试方法，代替传统使用的直度径规的方法，提高自动化程度和测试精确度，具有很好的推广应用前景。 (责任编辑：qin) |