在(zai)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業中(zhong)(zhong),目前有(you)(you)多種采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi),其中(zhong)(zhong)機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)最為普遍和重要,尤其是有(you)(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you),典型的(de)(de)有(you)(you)桿泵(beng)抽油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)系統的(de)(de)組成(cheng)如(ru)圖7-13所示。早在(zai)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業問世時,我(wo)國所開發(fa)的(de)(de)大多數(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)開采(cai)(cai)(cai)(cai)階段都已進入了(le)中(zhong)(zhong)、高含(han)水(shui)期,許多油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi)由原來的(de)(de)自噴式(shi)(shi)(shi)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)轉(zhuan)為機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi),有(you)(you)些油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)甚至最初的(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi)就(jiu)是機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)。據(ju)相關資(zi)料數(shu)據(ju)統計(ji),目前全國機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)已占油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)總數(shu)的(de)(de)90%以(yi)上(shang)(shang),機(ji)械采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)中(zhong)(zhong)90%以(yi)上(shang)(shang)皆(jie)為有(you)(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi),可見有(you)(you)桿泵(beng)采(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)(shi)(shi)已在(zai)我(wo)國的(de)(de)石(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)(you)開采(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)(zhong)占據(ju)了(le)舉(ju)足(zu)輕重的(de)(de)地(di)位。


13.jpg


  抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)是抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)機與深井泵之間傳遞動力的(de)(de)重要部件,長期在(zai)腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)中(zhong)承受著(zhu)交變(bian)載(zai)荷(he),極易形成(cheng)如裂紋、腐(fu)蝕(shi)坑(麻點)及(ji)偏磨等缺陷(xian),從(cong)而會(hui)降低自身強度,嚴重時導(dao)致斷(duan)桿(gan)事故。為提高抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)循環利用(yong)率,一種(zhong)舊抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)的(de)(de)再制造新工(gong)藝-冷拔復新制造工(gong)藝被(bei)廣泛使用(yong)。在(zai)此過程中(zhong),首(shou)先需要對(dui)抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)進行無(wu)損檢測,然后根據抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)質(zhi)量狀況采取合適(shi)的(de)(de)修復工(gong)藝。


  常規抽(chou)油桿(gan)(gan)整體結構(gou)(gou)如圖(tu)7-14所示,抽(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體一般為(wei)實心圓(yuan)形斷面的鋼桿(gan)(gan),當桿(gan)(gan)徑(jing)較大(da)時,也有(you)空心結構(gou)(gou),兩(liang)端為(wei)鐓(dui)粗的桿(gan)(gan)頭(tou),由外螺紋接(jie)頭(tou)、應(ying)力(li)卸荷(he)槽、推承(cheng)面臺肩、方(fang)(fang)徑(jing)扳(ban)手、鐓(dui)粗凸緣(yuan)和圓(yuan)弧過渡區(qu)構(gou)(gou)成。外螺紋接(jie)頭(tou)與接(jie)箍(gu)相連,方(fang)(fang)徑(jing)扳(ban)手裝卸抽(chou)油桿(gan)(gan)接(jie)頭(tou)時用于卡住抽(chou)油桿(gan)(gan)鉗。


14.jpg


  常(chang)(chang)用(yong)抽(chou)油桿(gan)規格按桿(gan)體的外徑(jing)一(yi)共(gong)分為(wei)6種,分別(bie)是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和(he)ф28mm(1/2in、5/8in、3/4in、7/8in、1in和(he)11/8in),長度一(yi)般為(wei)7.62m或8m。根據(ju)API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準,常(chang)(chang)規鋼制抽(chou)油桿(gan)長度一(yi)般為(wei)7.62m、8m和(he)9m。常(chang)(chang)用(yong)抽(chou)油桿(gan)主要規格參數見表7-2。


表 2.jpg


  抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)作為(wei)連(lian)接井上抽(chou)油(you)(you)機和井下抽(chou)油(you)(you)泵柱(zhu)塞之間的(de)連(lian)桿(gan)(gan),其(qi)產生的(de)最典型缺陷形式(shi)就是(shi)磨(mo)損(sun)。抽(chou)油(you)(you)桿(gan)(gan)與抽(chou)油(you)(you)管之間的(de)磨(mo)損(sun)形式(shi)主要包(bao)括機械(xie)磨(mo)損(sun)、磨(mo)料(liao)磨(mo)損(sun)和電化學腐蝕(shi)。


 機械磨損(sun)是(shi)單純(chun)的(de)(de)(de)抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)油(you)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)(ti)發生偏磨,影響因素眾多,常見誘因包括(kuo)井眼軌跡形狀(zhuang)、桿(gan)柱(zhu)結構及工作(zuo)參(can)數的(de)(de)(de)配合。這(zhe)種常見的(de)(de)(de)桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)缺陷主要表現在兩個方面:在桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)撓度(du)相對較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)位置,抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)接(jie)箍與(yu)抽(chou)油(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)壁(bi)極易產生碰撞摩擦(ca)(ca),由(you)于油(you)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)摩擦(ca)(ca)面相對較(jiao)大,因此磨損(sun)程度(du)較(jiao)輕,但(dan)是(shi)桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)接(jie)箍和桿(gan)頭部分磨損(sun)嚴(yan)重(zhong);在抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)撓度(du)相對較(jiao)大的(de)(de)(de)地方,抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)接(jie)箍與(yu)抽(chou)油(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)壁(bi)產生摩擦(ca)(ca)碰撞的(de)(de)(de)同(tong)時,桿(gan)本體(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)油(you)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)壁(bi)也會產生摩擦(ca)(ca),磨損(sun)比較(jiao)嚴(yan)重(zhong),導致桿(gan)體(ti)(ti)(ti)(ti)出現嚴(yan)重(zhong)偏磨。


  腐蝕(shi)(shi)缺陷(xian)是(shi)一種廣泛存在的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)現象,受介質環(huan)境(jing)的(de)影(ying)響巨大(da)。桿(gan)體(ti)的(de)偏磨(mo)與腐蝕(shi)(shi)缺陷(xian)并(bing)不(bu)是(shi)簡單的(de)累加,而是(shi)兩者結合,相互作(zuo)用(yong),促使更大(da)的(de)破壞產生(sheng)(sheng)。當桿(gan)體(ti)表面(mian)被活化(hua)(hua),成(cheng)為電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕(shi)(shi)的(de)陽(yang)極,則(ze)形成(cheng)大(da)陰(yin)極小(xiao)陽(yang)極的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕(shi)(shi),而產出液是(shi)強電(dian)(dian)(dian)解質,具有強腐蝕(shi)(shi)性,對電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕(shi)(shi)起到一個催化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)。其(qi)(qi)中,陽(yang)極則(ze)首(shou)當其(qi)(qi)沖(chong),即發生(sheng)(sheng)桿(gan)體(ti)偏磨(mo)的(de)位置會(hui)優(you)先發生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕(shi)(shi),導(dao)致產生(sheng)(sheng)桿(gan)體(ti)偏磨(mo)的(de)表面(mian)更加粗(cu)糙,加劇磨(mo)損。抽油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)的(de)常見缺陷(xian)如圖(tu)7-15所示(shi)。


15.jpg


一、檢(jian)測原理


  直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)利用直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈產生恒定(ding)的(de)(de)(de)磁(ci)場對被檢測(ce)(ce)構件進行磁(ci)化(hua)(hua)(hua),其可(ke)分為恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)和脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)。恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)對電(dian)(dian)源要求較高,整流(liu)(liu)后(hou)產生波動范(fan)圍較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian),以(yi)免產生磁(ci)場波動而(er)降(jiang)低(di)檢測(ce)(ce)信號的(de)(de)(de)信噪比。磁(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)因被測(ce)(ce)構件的(de)(de)(de)截(jie)面積不同而(er)發生變化(hua)(hua)(hua),磁(ci)化(hua)(hua)(hua)強度的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)通過控制輸入電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)來實現(xian)調節。脈(mo)動電(dian)(dian)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)在電(dian)(dian)氣實現(xian)上相對容(rong)易,是剩磁(ci)法檢測(ce)(ce)中(zhong)較常使用的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)(hua)(hua)方式。


  交流磁(ci)化(hua)是向磁(ci)化(hua)器中施以(yi)交變電流,進而產生交變的(de)磁(ci)化(hua)場(chang)。但由于(yu)(yu)趨膚(fu)效應,磁(ci)化(hua)場(chang)僅存在于(yu)(yu)被檢(jian)測構件表面,因此,交流磁(ci)化(hua)適(shi)合(he)用于(yu)(yu)鐵磁(ci)性構件表面或近表層缺陷的(de)檢(jian)測。


  永磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以永久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鐵作為磁(ci)(ci)(ci)(ci)源對(dui)(dui)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性構(gou)件施加磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在永久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中通(tong)(tong)常采用(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鐵、銜鐵以及鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性構(gou)件構(gou)成磁(ci)(ci)(ci)(ci)回路。它(ta)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)與(yu)恒定直流磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)有(you)相通(tong)(tong)性,但(dan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度的(de)調(diao)整不如后者方便,其磁(ci)(ci)(ci)(ci)路一(yi)旦確定磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度大(da)小(xiao)便不可調(diao)整。永磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)吸(xi)力很大(da),對(dui)(dui)抽油(you)桿的(de)前行和檢測探頭的(de)合(he)攏均會帶(dai)來不便。


  檢(jian)(jian)測系統主要是(shi)針對水平放置(zhi)在(zai)修復車間(jian)內的(de)在(zai)用抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)(即舊抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan))進行檢(jian)(jian)測。考慮抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)徑(jing)較細且兩端存在(zai)較大(da)的(de)變(bian)徑(jing)區域,永磁(ci)磁(ci)化(hua)的(de)吸力大(da)且尺寸規格確(que)定(ding)后(hou)無法(fa)進行磁(ci)化(hua)強(qiang)度(du)(du)的(de)調節,對抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)水平運動、磁(ci)化(hua)的(de)均(jun)勻性和檢(jian)(jian)測探頭張(zhang)緊均(jun)造(zao)成(cheng)不利影響。直流(liu)線圈磁(ci)化(hua)器(qi)具有可調節磁(ci)化(hua)強(qiang)度(du)(du)的(de)靈活(huo)性,該方(fang)式能夠在(zai)抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內部產生穩定(ding)、均(jun)勻的(de)磁(ci)化(hua)場,獲得分辨率(lv)良好(hao)的(de)缺(que)(que)陷漏(lou)磁(ci)場。此(ci)外,從漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)處理角度(du)(du)來(lai)看,缺(que)(que)陷漏(lou)磁(ci)場承載著缺(que)(que)陷的(de)相關信(xin)(xin)息,為(wei)了更好(hao)地(di)辨識出抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)(gan)的(de)缺(que)(que)陷信(xin)(xin)號(hao),勵磁(ci)電流(liu)與缺(que)(que)陷信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)距越大(da)越好(hao)。對于(yu)一般的(de)檢(jian)(jian)測速度(du)(du)來(lai)說(shuo),缺(que)(que)陷信(xin)(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)范圍是(shi)幾(ji)十赫(he)茲(zi)到上(shang)百赫(he)茲(zi),故勵磁(ci)電流(liu)頻(pin)率(lv)應該采用低頻(pin)或者高頻(pin)。


  對于(yu)細(xi)長鐵磁(ci)(ci)(ci)性構(gou)件,磁(ci)(ci)(ci)化(hua)方(fang)(fang)式(shi)有單(dan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈和(he)雙(shuang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈兩種方(fang)(fang)式(shi),如(ru)圖7-16所示。單(dan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈方(fang)(fang)式(shi)中,為了滿足檢(jian)(jian)測(ce)一(yi)致性要求,通常將檢(jian)(jian)測(ce)探頭放置于(yu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)器內部(bu)。從而導致線(xian)(xian)(xian)圈內外徑(jing)增(zeng)大(da)(da),磁(ci)(ci)(ci)通量在(zai)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體外的空(kong)氣中損失大(da)(da),磁(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)率低且磁(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)果(guo)差。采用(yong)雙(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈進行軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)時,不僅(jin)可(ke)(ke)以縮減線(xian)(xian)(xian)圈內外徑(jing),增(zeng)大(da)(da)抽油(you)桿(gan)的磁(ci)(ci)(ci)化(hua)強度(du),增(zeng)加抽油(you)桿(gan)的有效(xiao)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)區域,提(ti)高(gao)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)率,而且檢(jian)(jian)測(ce)探頭可(ke)(ke)以布置在(zai)兩個檢(jian)(jian)測(ce)線(xian)(xian)(xian)圈中間(jian)部(bu)位。根據霍(huo)姆赫茲線(xian)(xian)(xian)圈的磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布,雙(shuang)線(xian)(xian)(xian)圈軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)在(zai)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體內部(bu)更易形成密集而均勻(yun)的軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang),有助于(yu)提(ti)高(gao)檢(jian)(jian)測(ce)信號的靈敏度(du)和(he)穩定性。


16.jpg


  以直徑(jing)φ25mm抽油(you)桿中(zhong)心線(xian)為中(zhong)心建立2D對稱(cheng)有限元模型,利用(yong)ANSYS仿真軟(ruan)件計算獲得(de)不同磁(ci)(ci)化方式下(xia)的(de)抽油(you)桿中(zhong)心線(xian)方向的(de)磁(ci)(ci)感應強度,如圖7-17所示。


17.jpg


  從圖7-17分(fen)析可知,雙線(xian)(xian)圈在(zai)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)內更易獲得均勻且(qie)(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化強度(du)相對較(jiao)大(da)的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang),均勻軸(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)接近2.2T,且(qie)(qie)兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)間距達到(dao)(dao)了150mm。基于雙線(xian)(xian)圈軸(zhou)(zhou)向(xiang)直(zhi)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)自(zi)動檢(jian)測(ce)方案如圖7-18所示,通過軸(zhou)(zhou)向(xiang)布置兩個(ge)直(zhi)流勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈將抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化到(dao)(dao)飽和(he)或近飽和(he)狀(zhuang)態,當抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)表面有(you)缺(que)陷存在(zai)時(shi),抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)缺(que)陷處(chu)局部(bu)材料的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)導率會降低(di),磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻增(zeng)大(da),抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)內部(bu)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)會發(fa)生畸(ji)變,從而導致(zhi)部(bu)分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)(xian)泄漏到(dao)(dao)空氣中,形成缺(que)陷的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang),然后被處(chu)于雙勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈中間的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)傳感器拾取(qu),繼(ji)而將漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)換為電壓信(xin)號(hao)(hao),之后經過信(xin)號(hao)(hao)放大(da)器進(jin)行(xing)信(xin)號(hao)(hao)放大(da)和(he)濾波處(chu)理,并進(jin)入A-D轉(zhuan)換器,完成對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)的(de)調理和(he)采(cai)集,最終漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)數字信(xin)號(hao)(hao)進(jin)入計算機(ji)上位(wei)機(ji)軟件進(jin)行(xing)分(fen)析處(chu)理和(he)顯示。


18.jpg



二、整(zheng)體(ti)方案


  抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏磁(ci)自動檢(jian)測(ce)總體(ti)布局如圖7-19所示。抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏磁(ci)自動檢(jian)測(ce)系(xi)統主(zhu)要(yao)包括:料(liao)(liao)架、氣動翻(fan)(fan)料(liao)(liao)機(ji)(ji)構(gou)、傳送(song)機(ji)(ji)構(gou)、氣動壓(ya)(ya)緊(jin)扶(fu)正裝置(zhi)、檢(jian)測(ce)探頭氣動跟(gen)蹤機(ji)(ji)構(gou)。氣動翻(fan)(fan)料(liao)(liao)機(ji)(ji)構(gou)完成待(dai)檢(jian)測(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)從上料(liao)(liao)架到傳送(song)輪以及下料(liao)(liao)分(fen)選區的傳遞工作;氣動壓(ya)(ya)緊(jin)扶(fu)正裝置(zhi)主(zhu)要(yao)用于壓(ya)(ya)緊(jin)和扶(fu)正抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體(ti),使其平穩地通過檢(jian)測(ce)設(she)備;檢(jian)測(ce)探頭氣動跟(gen)蹤機(ji)(ji)構(gou)用于實現(xian)探頭緊(jin)貼桿(gan)體(ti)表面,并保證(zheng)抽(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)油(you)桿(gan)接(jie)箍(gu)的順利通過。


19.jpg


 抽油桿(gan)漏磁自動檢測流程分為以下幾步:


  1)氣動上(shang)(shang)翻料(liao)機(ji)構將待檢測抽(chou)油桿從上(shang)(shang)料(liao)架送至傳送線,抽(chou)油桿在(zai)傳送機(ji)構的驅(qu)動下勻速傳送至檢測主機(ji)。


  2)對磁化(hua)器通以(yi)直(zhi)流電,使得磁化(hua)器產(chan)生穩(wen)定的軸向磁化(hua)場,將(jiang)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體軸向磁化(hua)至飽和或近飽和狀態。當抽油(you)桿(gan)桿(gan)體存在缺陷(xian)(xian)時(shi),缺陷(xian)(xian)處便會(hui)產(chan)生相應的漏磁場。


  3)缺(que)陷漏磁(ci)場被漏磁(ci)傳感器(qi)拾取(qu),并轉換(huan)為電(dian)壓信號,之后(hou)依次經過信號放大、濾(lv)波、A-D轉換(huan),然后(hou)完成(cheng)采集(ji),最后(hou)進(jin)(jin)入計算(suan)機的(de)上位機軟件進(jin)(jin)行顯(xian)示和處理(li)。


  4)抽油桿(gan)檢(jian)測完成之后,利(li)用(yong)退(tui)磁器實現退(tui)磁,之后進行下(xia)一根(gen)抽油桿(gan)的循環檢(jian)測。


1. 壓緊扶正(zheng)裝置


  如(ru)圖7-20所示(shi),檢測主機(ji)由(you)前后兩個(ge)壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置(zhi)、中(zhong)間檢測探頭(tou)板(ban)以及磁(ci)化器集于一(yi)體,組(zu)(zu)成(cheng)一(yi)個(ge)完(wan)整的(de)檢測設備(bei)單(dan)元。氣(qi)動壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置(zhi)如(ru)圖7-21所示(shi),主要由(you)兩個(ge)單(dan)級臥式擺(bai)線針(zhen)形(xing)電動機(ji)、上下壓(ya)緊輪、底部支撐氣(qi)囊和頂部超薄傳動氣(qi)缸組(zu)(zu)成(cheng)。壓(ya)緊扶正裝(zhuang)置(zhi)的(de)主要功能是實現(xian)傳動構件的(de)導向和驅動,使其平穩通過檢測探頭(tou)板(ban)。


20.jpg


2.檢(jian)測探頭


  在漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)中,被檢(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)量包括磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)和(he)(he)磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)的(de)(de)梯(ti)度(du),兩者(zhe)存(cun)在根(gen)本區別。感(gan)應(ying)線(xian)圈和(he)(he)霍爾元(yuan)件(jian)的(de)(de)應(ying)用也(ye)存(cun)在根(gen)本的(de)(de)不(bu)同:感(gan)應(ying)線(xian)圈感(gan)應(ying)的(de)(de)是(shi)空間內磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)的(de)(de)梯(ti)度(du),也(ye)即變(bian)化程度(du),與磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)及(ji)其空間分布有關;霍爾元(yuan)件(jian)感(gan)應(ying)的(de)(de)是(shi)空間內某點的(de)(de)磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)的(de)(de)絕對值。為實現各類缺陷的(de)(de)全覆蓋檢(jian)測(ce)(ce)(ce),根(gen)據(ju)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)桿體缺陷產(chan)生(sheng)的(de)(de)信號特性選擇霍爾元(yuan)件(jian)和(he)(he)感(gan)應(ying)線(xian)圈兩種傳感(gan)器同時作為磁(ci)敏感(gan)元(yuan)件(jian),如圖(tu)7-22所示。


22.jpg


  根據霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)和感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)的輸(shu)出特性,感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)雙排交錯布(bu)置(zhi),相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)串聯輸(shu)出,感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)平放布(bu)置(zhi),可最大(da)限(xian)度地拾取缺陷(xian)漏(lou)磁信(xin)號軸(zhou)向分(fen)量;霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)單排立裝布(bu)置(zhi),有(you)效拾取缺陷(xian)漏(lou)磁信(xin)號軸(zhou)向分(fen)量,相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)檢測(ce)信(xin)號并聯輸(shu)出,磁敏感(gan)(gan)(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)全覆蓋(gai)布(bu)置(zhi),如圖7-23所(suo)示。將(jiang)16個感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)及8個霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)均布(bu)于整圓周范圍內(nei),相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)的中(zhong)心距(ju)約為(wei)8mm,相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)串聯輸(shu)出;相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)中(zhong)心相(xiang)(xiang)(xiang)距(ju)約為(wei)11mm,相(xiang)(xiang)(xiang)鄰(lin)霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)件(jian)并聯后單通道輸(shu)出,檢測(ce)元(yuan)(yuan)件(jian)布(bu)置(zhi)時需注意方位保持一致。


  同時,在感應線圈中放置聚磁鐵心,感應線圈和聚磁鐵心的長、寬、高尺寸分別為:6mm×2mm×3mm和5mm×1.5mm×3mm。為給傳感器提供良好的工作環境,并延長使用壽命,將感應線圈和霍爾元件安裝在瓦狀探靴內部,并且在探靴工作表面噴涂耐磨陶瓷。檢測探靴的結構設計如圖7-24所示,單個瓦狀探靴的有效覆蓋角度為α,相鄰瓦狀探靴交錯β角度布置,從而實現抽油桿的全覆蓋檢測。


23.jpg



三、現場應用


  抽油(you)(you)桿(gan)漏磁(ci)(ci)自(zi)動(dong)化(hua)檢測系(xi)(xi)統實(shi)物如(ru)圖(tu)7-25所示,該系(xi)(xi)統可(ke)檢測的抽油(you)(you)桿(gan)規格范(fan)圍為(wei)φ19~Φ48mm。通(tong)過(guo)對磁(ci)(ci)化(hua)器、傳感(gan)器和檢測探靴的設計,可(ke)對抽油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體表面的裂(lie)紋、點狀腐蝕等缺(que)陷進行全面可(ke)靠的檢測。整個檢測過(guo)程可(ke)實(shi)現自(zi)動(dong)化(hua),包括抽油(you)(you)桿(gan)上料、傳送(song)、檢測、分(fen)級、標記和退(tui)磁(ci)(ci)等所有檢測過(guo)程,具有良好的工程應(ying)用價值,為(wei)抽油(you)(you)桿(gan)的修(xiu)復提供了基(ji)礎(chu)。


25.jpg


聯系方式.jpg