【摘要】：連續(xù)油管的用量隨著近年來(lái)對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)采急劇增加,為了保證在使用過(guò)程中的安全,在線監(jiān)測(cè)和檢測(cè)顯得尤為重要。連續(xù)油管常見(jiàn)的缺陷形式有表面點(diǎn)蝕、硫化物應(yīng)力致裂、疲勞點(diǎn)蝕、機(jī)械壓痕和橢圓度發(fā)生變化,其中橢圓度發(fā)生變化后容易引發(fā)泄漏,進(jìn)而造成重大的安全事故。從橢圓度定義出發(fā),對(duì)橢圓度的測(cè)量本質(zhì)上轉(zhuǎn)化為對(duì)直徑的測(cè)量。而橢圓度的測(cè)量可通過(guò)測(cè)量連續(xù)油管與傳感器之間距離間接測(cè)量求出。從脈沖渦流位移傳感器的測(cè)量原理著手,建立線圈響應(yīng)模型及并提出了消除振蕩的方法。運(yùn)用自制的傳感器試驗(yàn)驗(yàn)證了典型的絕對(duì)式和差分式脈沖渦流信號(hào);對(duì)比不同結(jié)構(gòu)的脈沖渦流位移傳感器信號(hào),選擇同心差分立式結(jié)構(gòu)的傳感器作為位移傳感器;對(duì)比無(wú)鐵芯、加入45鋼鐵芯、加入鐵氧體鐵芯三種傳感器,加入鐵氧體鐵芯的聚磁傳感器峰值變化最大。由自制脈沖渦流位移傳感器的靜態(tài)標(biāo)定得出位移與峰值變化量呈非線性單調(diào)遞減關(guān)系,通過(guò)多項(xiàng)式擬合、指數(shù)擬合、分段線性插值法三種方式對(duì)傳感器的位移與電壓值進(jìn)行擬合,由SSE(方差)、S-quare(決定系數(shù))、RMSE(標(biāo)準(zhǔn)差)三個(gè)指標(biāo)分析得出最佳的擬合方式。根據(jù)測(cè)量方法設(shè)計(jì)了陣列脈沖渦流測(cè)距信號(hào)系統(tǒng),即硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)分為激勵(lì)部分和接收部分。激勵(lì)部分包括脈沖源的設(shè)計(jì)、電壓放大電路的設(shè)計(jì)和功率放大電路的設(shè)計(jì);接收部分包括放大電路的設(shè)計(jì)、濾波電路的設(shè)計(jì)、顯示電路的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件包括脈沖信號(hào)發(fā)生程序的設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計(jì)、LCD顯示程序的設(shè)計(jì)。搭建了測(cè)試平臺(tái)對(duì)脈沖渦流測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
[Abstract]:The amount of continuous tubing has increased rapidly with the development of shale gas in recent years. In order to ensure the safety in the process of use, on-line monitoring and detection is particularly important. The common defects of continuous tubing are surface pitting, sulfide stress cracking, fatigue pitting, mechanical indentation and ellipticity change. From the definition of ellipticity, the measurement of ellipticity is essentially transformed into the measurement of diameter. The ellipticity measurement can be obtained by measuring the distance between the continuous tubing and the sensor. Based on the measurement principle of pulsed eddy current displacement sensor, the coil response model is established and a method to eliminate oscillation is proposed. The typical absolute and differential pulse eddy current signals are verified by the self-made sensor test, the signals of different structure pulse eddy current displacement sensors are compared, the concentric differential vertical structure sensors are selected as displacement sensors, the core is compared, Adding 45 iron and steel core, adding ferrite core three kinds of sensors, adding ferrite core polymagnetic sensor peak value change is the biggest. According to the static calibration of the self-made pulsed eddy current displacement sensor, the nonlinear monotone decreasing relation between the displacement and the peak value change is obtained, which is fitted by polynomial fitting and exponential fitting. The displacement and voltage values of the sensor are fitted by three methods of piecewise linear interpolation. The best fitting method is obtained by SSE (variance) S-quare (determining coefficient) and RMSE (standard deviation). According to the measurement method, the array pulse eddy current ranging signal system is designed, that is, hardware design and software design. The hardware system is divided into excitation part and receiving part. The excitation part includes the design of pulse source, the design of voltage amplifier circuit and the design of power amplifier circuit; the receiving part includes the design of amplifier circuit, the design of filter circuit and the design of display circuit. The system software includes the design of the pulse signal generating program and the design of the data processing program and the design of the LCD display program. A test platform is built to test the pulse eddy current ranging system.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE931.2

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本文編號(hào)：2183981