【摘要】：連續(xù)油管的用量隨著近年來對頁巖氣的開采急劇增加,為了保證在使用過程中的安全,在線監(jiān)測和檢測顯得尤為重要。連續(xù)油管常見的缺陷形式有表面點蝕、硫化物應力致裂、疲勞點蝕、機械壓痕和橢圓度發(fā)生變化,其中橢圓度發(fā)生變化后容易引發(fā)泄漏,進而造成重大的安全事故。從橢圓度定義出發(fā),對橢圓度的測量本質(zhì)上轉(zhuǎn)化為對直徑的測量。而橢圓度的測量可通過測量連續(xù)油管與傳感器之間距離間接測量求出。從脈沖渦流位移傳感器的測量原理著手,建立線圈響應模型及并提出了消除振蕩的方法。運用自制的傳感器試驗驗證了典型的絕對式和差分式脈沖渦流信號;對比不同結構的脈沖渦流位移傳感器信號,選擇同心差分立式結構的傳感器作為位移傳感器;對比無鐵芯、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)標定得出位移與峰值變化量呈非線性單調(diào)遞減關系,通過多項式擬合、指數(shù)擬合、分段線性插值法三種方式對傳感器的位移與電壓值進行擬合,由SSE(方差)、S-quare(決定系數(shù))、RMSE(標準差)三個指標分析得出最佳的擬合方式。根據(jù)測量方法設計了陣列脈沖渦流測距信號系統(tǒng),即硬件設計和軟件設計。硬件系統(tǒng)分為激勵部分和接收部分。激勵部分包括脈沖源的設計、電壓放大電路的設計和功率放大電路的設計;接收部分包括放大電路的設計、濾波電路的設計、顯示電路的設計。系統(tǒng)軟件包括脈沖信號發(fā)生程序的設計、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理程序的設計、LCD顯示程序的設計。搭建了測試平臺對脈沖渦流測距系統(tǒng)進行了測試。
[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.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE931.2

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本文編號：2183981