一种储气井检验系统及控制方法

技术领域

本发明属于储气井无损检测技术领域，具体涉及一种储气井检验系统及控制方法。

背景技术

目前，CNG加气站主要为城市公共交通提供气源，建于人口稠密的城市。储气井是竖向埋设于地下且井筒与井壁间采用水泥浆进行全填充封固、用于储存压缩气体的管状设施，属于固定式压力容器类别、高压容器品种。储气井由井筒、井口装置、井底装置组成。储气井工作是一个循环充气和放气的过程，主要承受交变内压载荷，压力范围一般在10～25MPa之间，压力波动大于20％，设计压力循环总次数一般为25000次。储气井材料为高强钢，有螺纹连接和截面变化，所以设计时采用了疲劳分析。尽管由于储气井深埋于地下，其优点是安全度高，爆炸风险小，但仍存在包括失稳、疲劳、腐蚀(包括介质腐蚀和环境腐蚀)、刚性失效(螺纹密封失效)等损伤倾向，也会发生井筒爆裂冲出地面的严重事故。由于加气站的储气井具有大储量、高压力、高频率且大幅度压力变化等特点，因此对CNG加气站储气井储的定期检验非常重要。

目前定期检验的主要设备是井筒壁厚腐蚀检测系统，该系统采用阵列式或旋转式超声波探头系统进行井筒壁厚检测，检测时需要将超声波探头系统与储气井的井筒壁距离保持相对固定，超声波探头系统位置由扶正器来确定。

目前对储气井储进行定期检验时，需要至少一名具有相应检验资格的检验人员和两名操作工亲临现场检验相配合进行检验，因为检验人员的数量有限，且每个储气井储检验需要花费较长的时间，这样导致大量储气井排队待检验，检验效率低、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提一种储气井检验系统及控制方法，解决现有技术中对储气井储进行定期检验需要至少一名具有相应检验资格的检验人员和两名操作工亲临现场检验相配合进行检验，因为检验人员的数量有限，且每个储气井储检验需要花费较长的时间，这样导致大量储气井排队待检验，检验效率低、成本高的技术问题。

为了实现以上目的，本发明采取的具体技术方案是：

一种储气井检验系统，包括控制中心、云端服务器和多个检验装置；

每个检验装置包括第一支架、设置在第一支架上的卷筒和第一电机，以及第一控制器和摄像头，第一电机驱动卷筒转动，电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒固定后和第一控制器电连接，另一端活动式穿过导向轮后与超声波检测探头连接；所述第一控制器包括第一控制模块和第一无线通信模块，第一电机和摄像头与第一控制器电连接；

所述控制中心包括第二控制模块、第二通信模块和人机操作界面；第二通信模块和人机操作界面与第二控制模块电连接；

每个检验装置通过第一无线通信模块进入网络，并与云端服务器通信，控制中心通过第二通信模块与云端服务器通信。

通过设置控制中心、云端服务器和摄像头，具有检验资格的检验人员不仅可以现场操作检验，也可以远程通过人机界面观察和指挥操作工安放检验装置和检验后回收装置，也可实现远程操作检验，检验人员可操控多个检验现场，节省到现场奔波的时间，非常高效。

当检验人员不能亲临检验现场时，可以远程通过人机界面监察和指挥操作工进行检验装置安放和检验工作，这样节省了具有相应检验资格的检验人员在多个检验现场来回奔波的时间，一个储气井检验完毕后，同一个检验人员可以马上与另一个检验现场的操作工远程对接进行检验，即一个检验人员可以和多组操作工配合进行配合检验，非常高效，大大节省了时间，解决了检验人员和操作工必须同时亲临现场检验相配合进行检验，导致检验效率低下大量储气井排队待检验的问题。

进一步改进，所述服务器上设置有检验人员登录客户端，每个具有相应检验资格的检验人员有对应的账号和密码，通过登录账号可以查看某个储气井的检验时拍摄的图片、视频和检验结果等等，非常方便。

每个检验装置有唯一的ID编号，每个检验装置的ID编号和对应的参数存储在云端服务器中，借助云端服务器可以存储大量的数据。

进一步改进，还包括第一调节机构，第一调节机构包括丝杠、滑块和第二电机，丝杠的两端与第一支架转动连接，第二电机固定设置在第一支架上，用于驱动丝杠转动；滑块套设在丝杠上，且与丝杠螺纹连接，滑块上固定设置有第二支架，卷筒转动设置在第二支架上，第一电机固定设置在第二支架上，丝杠与卷筒的卷轴平行设置；所述丝杠的两侧设置有导轨，且导轨与丝杠平行设置，滑块活动式卡设在导轨上；

所述第二电机与第一控制器电连接。

进一步改进，还包括纠偏机构，所述纠偏机构包括转动设置在第一支架上的导向轮和铰接在第一支架上的偏转杆，铰接部的两侧均设置有第一接近开关，偏转杆的上端转动设置有导向环，导向环位于导向轮上方，导向轮的转轴与滚筒的卷轴平行设置，导向轮外周面上沿周向开设有导向槽；电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒固定后和第一控制器电连接，另一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后与超声波检测探头连接；

所述第一接近开关与第一控制器电连接。

进一步改进，所述摄像头设置在在第一支架上。

进一步改进，所述第一无线通信模块和第二通信模块均为5G无线通信模块，网速快，稳定性好。

进一步改进，所述人机操作界面能够分屏显示，同时显示实时摄像头拍摄的画面、储气井检验数据，以及第一电机、第二电机和第一接近开关的运行参数。通过分屏设置，具有相应检验资格的检验人员可以同时看到多个画面和参数，便于实时指挥检验现场的操作工进行相关操作。

进一步改进，所述人机操作界面上设置分别有“设置”、“第一电机”“第二电机”、“检验结果”操作按钮。具有相应检验资格的检验人员可以远程通过点击操作按钮控制检验装置。

基于上述储气井检验系统的控制方法，包括如下步骤：

1)、操作工将该储气井检验装置搬运至待检测储气井井口，接通电源，开启摄像头，第一控制器与控制中心建立通信，摄像头实时拍摄检验现场的画面并通过无线通信模块和云端服务器传递控制中心，检验人员远程通过人机界面监察和指挥操作工进行检验装置安放和检验工作；

2)、检验人员远程通过人机界面指挥操作工将电缆的一端穿过导向环、导向轮导向槽后与超声波检测探头连接；将检测探头放入储气井中，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态；然后调节第一支架的位置，使处于井口端的电缆位于井口的轴线上；

3)、检测时放卷电缆过程中，检验人员远程通过人机界面的按钮开启第一电机或者指挥现场的操作工开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，当电缆离开卷筒时的切点沿卷筒长度方向移动时，切点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使切点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束；

4)、检测结束收卷电缆过程中，检验人员远程通过人机界面的按钮开启第一电机或者指挥现场的操作工开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕在卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的切点沿卷筒长度方向移动时，切点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应地向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使切点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到收卷结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过设置控制中心、云端服务器和摄像头，具有检验资格的检验人员不仅可以现场操作检验，也可以远程通过人机界面观察和指挥操作工安放检验装置和检验后回收装置，也可实现远程操作检验，检验人员可操控多个检验现场，节省到现场奔波的时间，非常高效。

当检验人员不能亲临检验现场时，可以远程通过人机界面监察和指挥操作工进行检验装置安放和检验工作，这样节省了具有相应检验资格的检验人员在多个检验现场来回奔波的时间，一个储气井检验完毕后，同一个检验人员可以马上与另一个检验现场的操作工远程对接进行检验，即一个检验人员可以和多组操作工配合进行配合检验，非常高效，大大节省了时间，解决了检验人员和操作工必须同时亲临现场检验相配合进行检验，导致检验效率低下大量储气井排队待检验的问题。

附图说明

图1为本发明所述储气井检验系统的框图。

图2为储气井检验装置的立体图。

图3为图2的俯视视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-3所示，一种储气井检验系统，包括控制中心100、云端服务器200和N个检验装置300，N为正整数。

每个检验装置300包括第一支架301、设置在第一支架301上的卷筒302和第一电机303，以及第一控制器和摄像头，第一电机303驱动卷筒302转动，电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒302固定后和第一控制器电连接，另一端活动式穿过导向轮后与超声波检测探头连接；所述第一控制器包括第一控制模块和第一无线通信模块，第一电机和摄像头与第一控制器电连接；

所述控制中心100包括第二控制模块、第二通信模块和人机操作界面；第二通信模块和人机操作界面与第二控制模块电连接。

每个检验装置300通过第一无线通信模块进入网络，并与云端服务器通信，控制中心通过第二通信模块与云端服务器通信。

通过设置控制中心、云端服务器和摄像头，具有检验资格的检验人员不仅可以现场操作检验，也可以远程通过人机界面观察和指挥操作工安放检验装置和检验后回收装置，也可实现远程操作检验，检验人员可操控多个检验现场，节省到现场奔波的时间。当检验人员不能亲临检验现场时，可以远程通过人机界面监察和指挥操作工进行检验装置安放和检验工作，这样节省了具有相应检验资格的检验人员在多个检验现场来回奔波的时间，一个储气井检验完毕后，同一个检验人员可以马上与另一个检验现场的操作工远程对接进行检验，即一个检验人员可以和多组操作工配合进行配合检验，非常高效，大大节省了时间，解决了检验人员和操作工必须同时亲临现场检验相配合进行检验，导致检验效率低下大量储气井排队待检验的问题。

在本实施例中，所述服务器上设置有检验人员登录客户端，每个检验人员有对应的账号和密码，通过登录账号可以查看某个储气井的检验时拍摄的图片、视频和检验结果等等，非常方便。

每个检验装置有唯一的ID编号，每个检验装置的ID编号和对应的参数存储在云端服务器中，借助云端服务器可以存储大量的数据。

在本实施例中，还包括第一调节机构，第一调节机构包括丝杠308、滑块和第二电机307，丝杠308的两端与第一支架301转动连接，第二电机307固定设置在第一支架上，用于驱动丝杠308转动；滑块套设在丝杠上，且与丝杠螺纹连接，滑块上固定设置有第二支架304，卷筒转动设置在第二支架304上，第一电机303固定设置在第二支架304上，丝杠308与卷筒302的卷轴平行设置；所述丝杠的两侧设置有导轨，且导轨与丝杠平行设置，滑块活动式卡设在导轨上；所述第二电机307与第一控制器电连接。

在本实施例中，还包括纠偏机构，所述纠偏机构包括转动设置在第一支架301上的导向轮305和铰接在第一支架301上的偏转杆，铰接部的两侧均设置有第一接近开关，偏转杆的上端转动设置有导向环306，导向环位于导向轮上方，导向轮的转轴与滚筒的卷轴平行设置，导向轮外周面上沿周向开设有导向槽；电缆缠绕在卷筒上，其一端与卷筒固定后和第一控制器电连接，另一端依次活动式穿过导向环、导向轮导向槽后与超声波检测探头连接；所述第一接近开关与第一控制器电连接。

在本实施例中，所述摄像头设置在在第一支架上。

在本实施例中，所述第一无线通信模块和第二通信模块均为5G无线通信模块，网速快，稳定性好。

在本实施例中，所述人机操作界面能够分屏显示，同时显示实时摄像头拍摄的画面、储气井检验数据，以及第一电机、第二电机和第一接近开关的运行参数。通过分屏设置，具有相应检验资格的检验人员可以同时看到多个画面和参数，便于实时指挥检验现场的操作工进行相关操作。

在本实施例中，所述人机操作界面上设置分别有“设置”、“第一电机”“第二电机”、“检验结果”操作按钮。具有相应检验资格的检验人员可以远程通过点击操作按钮控制检验装置。

实施例二：

基于上述储气井检验系统的控制方法，包括如下步骤：

1)、操作工将该储气井检验装置搬运至待检测储气井井口，接通电源，开启摄像头，第一控制器与控制中心建立通信，摄像头实时拍摄检验现场的画面并通过无线通信模块和云端服务器传递控制中心，检验人员远程通过人机界面监察和指挥操作工进行检验装置安放和检验工作；

2)、具有相应检验资格的检验人员远程通过人机界面指挥操作工将电缆的一端穿过导向环、导向轮导向槽后与超声波检测探头连接；将检测探头放入储气井中，由于重力，进入储气井中的电缆处于垂直、张紧状态；然后调节第一支架的位置，使处于井口端的电缆位于井口的轴线上；

3)、检测时放卷电缆过程中，检验人员远程通过人机界面的按钮开启第一电机或者指挥现场的操作工开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，电缆从卷筒上放卷后被持续拉进储气井，当电缆离开卷筒时的切点沿卷筒长度方向移动时，切点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应的向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使切点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到放卷结束；

4)、检测结束收卷电缆过程中，检验人员远程通过人机界面的按钮开启第一电机或者指挥现场的操作工开启第一电机，第一电机驱动卷筒转动，将电缆从储气井中拉出，然后经过导向轮和导向环后逐层、逐圈的缠绕在卷筒上，当电缆被绕在卷筒上时的切点沿卷筒长度方向移动时，切点到导向环之间的该段电缆的偏转角逐渐变大，则偏转杆会相应地向对应侧发生一定的转动，偏转杆转动后会触发对应的第一接近开关，第一接近开关动作后，第二电机启动，驱动丝杠转动，带动滑块和卷筒，以及卷筒上的电缆整体向反向侧移动电缆直径长度的距离，使切点到导向环之间的该段电缆与垂直段电缆的夹角为0，同时偏转杆重新回到初始位置，如此反复直到收卷结束。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。