Page 35 - 无损检测2023年第十二期

“ 2023Evident 杯相控阵超声检测技术优秀论文评选”活动获奖论文

DOI : 10.11973 / ws j c202312001

在役井口阀门内部阀杆腐蚀的相控阵超声检测

刘祥康 , 汪传磊 , 罗 伟 , 王 都 , 陈 阳 , 崔默涵 , 伍剑波 2
1
1
1
1
1
2
( 1. 中石油西南油气田工程技术研究院, 成都 610017 ; 2. 四川大学 机械工程学院, 成都 610065 )

摘 要: 为实现在役井口阀门内部阀杆腐蚀情况的检测与评价, 针对井口阀杆难以拆卸, 磁
粉、 涡流、 超声等无损检测方法难以直接穿透阀体进入内部检测等关键问题, 提出了一种端部激励
的相控阵超声检测方法。首先使用 COMSOL 有限元分析软件建立仿真模型, 研究了典型阀杆结

构的声场分布规律并分析结构回波特征, 然后制作缺陷深度为2~8mm 的阀杆试件, 对刻有人工
缺陷的阀杆试件进行检测, 并装入阀门内部进行检测, 完成对阀杆特征结构与缺陷的定位。仿真和

试验结果表明, 在阀杆端部进行相控阵超声激励可以有效地识别阀门内部深度为2mm 的缺陷, 验
证了在不拆卸阀门内部阀杆的情况下, 对其进行相控阵超声检测的可行性。
关键词: 井口闸阀; 相控阵超声; 腐蚀检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 12-0001-06

Phasedarra y ultrasonictestin g ofcorrosionontheinternalvalvestemof

in-servicewellheadvalves

2
1
1
,
1
,
1
LIUXian g kan g WANGChuanlei , LUO Wei , WANGDu , CHENYan g CUIMohan , WUJianbo 2
1

( 1.En g ineerin gTechnolo gyResearchInstituteofPetroChinaSouthwestOil& GasFieldCom p an y ,

Chen g du610017 , China ;

2.SchoolofMechanicalEn g ineerin g , SichuanUniversit y , Chen g du610065 , China )

Abstract : Toachievethedetectionandevaluationofcorrosionontheinternalvalvestemofin-servicewellhead

valves , a p hasedarra yultrasonictestin gmethodwithendexcitationwasp ro p osedtoaddresske y issuessuchas

difficult y indisassemblin g andtestin g thewellheadvalvestem , anddifficult y indirectl yp enetratin g thevalvebod y

forinternaltestin gusin gnon-destructivetestin gmethodssuchasma g netic p owder , edd y current , andultrasound.

Firstl y , asimulation modelwasestablishedusin gCOMSOLfiniteelementanal y sissoftware.Thesoundfield

distributionp atternoft yp icalvalvestemstructureswasstudiedandtheechocharacteristicsofthestructurewas

anal y zed.Then , valvestem s p ecimens withdefectde p thsof2-8 mm were manufactured , thevalvestem

s p ecimenswithartificialdefectsweretestedandinstalledinsidethevalvefortestin g , thep ositionin gofthevalve

stemcharacteristicstructureanddefectswasp erformed.Thesimulationandex p erimentalresultsindicatedthat

p hasedarra y ultrasonicexcitationattheendofthevalvestemcaneffectivel y identif y defectswithade p thof2mm

insidethevalve , verif y in g thefeasibilit y of p hasedarra y ultrasonictestin gwithoutdismantlin g thevalvestem.

Ke ywords : wellhead g atevalve ; p hasedarra y ultrasonic ; corrosiondetection
井口装置是石油天然气开采的核心设备之一, 可用于油气井的流体控制。在役井口的阀门是重要
的井口装置, 保证井口阀门的正常运行是维持正常
生产以及安全保障的重要条件。然而, 在阀门使用
收稿日期: 2023-08-14
基金项目: 四川省科技支撑计划项目( 2022YFG0044 ; 2023YFQ0060 )
过程中发现, 少量腐蚀介质进入阀门上部区域, 会导
作者简介: 刘祥康( 1975- ), 男, 高级工程师, 主要研究方向为油
致阀门上部 T 型螺母、 阀杆等区域出现比较严重的
气井完整性及修井
通信作者: 伍剑波( 1986- ), 男, 教授, 博士生导师, 主要研究方 局部腐蚀, 而严重影响阀门的服役性能与可靠性, 造
成潜在的安全风险 [ 1-7 ]
向为无损检测与结构健康监测, wu j ianbo@scu.edu.cn 。
1
2023年 第45卷 第12期
无损检测