在(zai)石油(you)(you)(you)(you)工(gong)業中(zhong)，目前(qian)有(you)多(duo)(duo)種采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)，其(qi)中(zhong)機械(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)最為普遍和重要，尤其(qi)是有(you)桿(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)，典型(xing)的(de)(de)(de)有(you)桿(gan)(gan)泵抽油(you)(you)(you)(you)系統的(de)(de)(de)組成(cheng)如圖7-13所示。早在(zai)石油(you)(you)(you)(you)工(gong)業問世時(shi)，我國所開發的(de)(de)(de)大多(duo)(duo)數油(you)(you)(you)(you)井(jing)開采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)階段都已(yi)進入了中(zhong)、高含水期，許多(duo)(duo)油(you)(you)(you)(you)井(jing)的(de)(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)由(you)原來的(de)(de)(de)自(zi)噴(pen)式(shi)(shi)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)轉為機械(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)，有(you)些(xie)油(you)(you)(you)(you)井(jing)甚至(zhi)最初的(de)(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)就是機械(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)。據相關資料數據統計，目前(qian)全國機械(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)井(jing)已(yi)占油(you)(you)(you)(you)井(jing)總數的(de)(de)(de)90％以上(shang)，機械(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)井(jing)中(zhong)90％以上(shang)皆(jie)為有(you)桿(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)，可見有(you)桿(gan)(gan)泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)已(yi)在(zai)我國的(de)(de)(de)石油(you)(you)(you)(you)開采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)占據了舉足輕(qing)重的(de)(de)(de)地位。
抽油桿(gan)(gan)(gan)是抽油機與深井(jing)泵之間傳(chuan)遞動力(li)的(de)(de)重(zhong)要(yao)部件，長期在(zai)腐蝕介質(zhi)中(zhong)承受著交變載荷，極易形成(cheng)如(ru)裂紋、腐蝕坑（麻點(dian)）及偏磨等缺陷(xian)，從而會降低自身強度，嚴重(zhong)時導致(zhi)斷桿(gan)(gan)(gan)事故。為(wei)提高(gao)抽油桿(gan)(gan)(gan)循環利用(yong)率，一種舊(jiu)抽油桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)再(zai)制(zhi)造(zao)新(xin)(xin)工藝-冷拔復新(xin)(xin)制(zhi)造(zao)工藝被廣泛使用(yong)。在(zai)此(ci)過程中(zhong)，首先(xian)需要(yao)對抽油桿(gan)(gan)(gan)進行無損(sun)檢測，然后根據抽油桿(gan)(gan)(gan)質(zhi)量狀況采取合適的(de)(de)修復工藝。
常規抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)整體結構(gou)如(ru)圖7-14所示，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體一般(ban)為實(shi)心圓(yuan)形斷面的鋼桿(gan)(gan)(gan)，當桿(gan)(gan)(gan)徑較大時，也有(you)空心結構(gou)，兩端為鐓粗的桿(gan)(gan)(gan)頭(tou)，由外(wai)螺紋(wen)接(jie)頭(tou)、應力卸荷槽、推(tui)承面臺肩(jian)、方徑扳(ban)手(shou)、鐓粗凸緣和圓(yuan)弧過渡區構(gou)成。外(wai)螺紋(wen)接(jie)頭(tou)與接(jie)箍相連，方徑扳(ban)手(shou)裝(zhuang)卸抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)接(jie)頭(tou)時用于(yu)卡(ka)住抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)鉗。
常(chang)用抽(chou)油桿規格按桿體的外徑一共分為(wei)6種，分別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和(he)ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和(he)11／8in），長(chang)度一般為(wei)7.62m或8m。根據(ju)API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標(biao)準，常(chang)規鋼制抽(chou)油桿長(chang)度一般為(wei)7.62m、8m和(he)9m。常(chang)用抽(chou)油桿主要規格參數見表7-2。
抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)作為連(lian)接井上(shang)抽(chou)(chou)(chou)油機和(he)井下(xia)抽(chou)(chou)(chou)油泵柱塞之(zhi)(zhi)間(jian)的連(lian)桿(gan)，其(qi)產生的最典型缺陷形式就是磨(mo)損(sun)。抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)與抽(chou)(chou)(chou)油管之(zhi)(zhi)間(jian)的磨(mo)損(sun)形式主要(yao)包括機械磨(mo)損(sun)、磨(mo)料磨(mo)損(sun)和(he)電(dian)化學腐蝕。
機械磨損(sun)是單純的(de)(de)(de)(de)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)與油(you)管(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)發生(sheng)偏磨，影響因素眾(zhong)多(duo)，常(chang)見誘因包括(kuo)井眼軌(gui)跡形狀、桿(gan)(gan)(gan)柱結構及工作參數(shu)的(de)(de)(de)(de)配合。這種(zhong)常(chang)見的(de)(de)(de)(de)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)缺陷主要表現在兩(liang)個方面：在桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)撓(nao)度相對較小的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)接箍與抽(chou)(chou)油(you)管(guan)(guan)內壁極易產生(sheng)碰(peng)(peng)撞(zhuang)摩擦，由于(yu)油(you)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)摩擦面相對較大(da)(da)，因此(ci)磨損(sun)程度較輕，但是桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)接箍和桿(gan)(gan)(gan)頭部分磨損(sun)嚴重；在抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)撓(nao)度相對較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)地(di)方，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)接箍與抽(chou)(chou)油(you)管(guan)(guan)內壁產生(sheng)摩擦碰(peng)(peng)撞(zhuang)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，桿(gan)(gan)(gan)本體(ti)(ti)(ti)與油(you)管(guan)(guan)內壁也會產生(sheng)摩擦，磨損(sun)比(bi)較嚴重，導致桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)出現嚴重偏磨。
腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)缺陷是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)廣(guang)泛存在的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)現象(xiang)，受(shou)介質環境的(de)(de)影響巨大。桿(gan)體(ti)(ti)的(de)(de)偏(pian)(pian)磨(mo)與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)缺陷并不是(shi)(shi)簡單(dan)的(de)(de)累加，而是(shi)(shi)兩者(zhe)結合(he)，相互作(zuo)用，促使更大的(de)(de)破壞產生。當桿(gan)體(ti)(ti)表面被活化(hua)，成(cheng)為電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)陽(yang)極(ji)，則形(xing)成(cheng)大陰極(ji)小陽(yang)極(ji)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而產出液是(shi)(shi)強電(dian)(dian)解質，具有強腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性，對電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)起到(dao)一(yi)個催化(hua)作(zuo)用。其中，陽(yang)極(ji)則首(shou)當其沖，即發生桿(gan)體(ti)(ti)偏(pian)(pian)磨(mo)的(de)(de)位置會優(you)先發生電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，導致產生桿(gan)體(ti)(ti)偏(pian)(pian)磨(mo)的(de)(de)表面更加粗(cu)糙，加劇磨(mo)損(sun)。抽油桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)的(de)(de)常(chang)見缺陷如(ru)圖7-15所示(shi)。
一、檢測原(yuan)理(li)
直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)利用直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)線圈產(chan)生(sheng)恒定(ding)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)對(dui)被檢測(ce)構件(jian)進行磁(ci)(ci)化(hua)，其可(ke)分為恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)和脈(mo)動(dong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)。恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)對(dui)電(dian)源要求較(jiao)高，整(zheng)流(liu)(liu)(liu)(liu)后產(chan)生(sheng)波動(dong)范圍較(jiao)小的(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)，以免產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)波動(dong)而降低檢測(ce)信號的(de)信噪比(bi)。磁(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)大小因(yin)被測(ce)構件(jian)的(de)截(jie)面積不(bu)同而發生(sheng)變化(hua)，磁(ci)(ci)化(hua)強度的(de)大小通過控制輸入電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)大小來(lai)實(shi)現調(diao)節。脈(mo)動(dong)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)在電(dian)氣實(shi)現上相(xiang)對(dui)容(rong)易，是(shi)剩磁(ci)(ci)法(fa)檢測(ce)中較(jiao)常(chang)使用的(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)化(hua)方式(shi)。
交(jiao)流磁化(hua)是(shi)向磁化(hua)器中(zhong)施以交(jiao)變(bian)電流，進而產生交(jiao)變(bian)的(de)磁化(hua)場。但由于趨膚(fu)效(xiao)應，磁化(hua)場僅存在于被檢測(ce)構件(jian)(jian)表(biao)(biao)面(mian)，因此，交(jiao)流磁化(hua)適合用于鐵磁性構件(jian)(jian)表(biao)(biao)面(mian)或近表(biao)(biao)層(ceng)缺陷的(de)檢測(ce)。
永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以永(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)作(zuo)為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)源(yuan)對鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構件施加磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在永(yong)久磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中通常采用磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)、銜鐵(tie)以及鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)構件構成磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)回(hui)路。它的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場與恒定(ding)直流(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場有相通性(xing)，但磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度(du)的(de)(de)調整不(bu)如后者方便(bian)，其磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路一旦確(que)定(ding)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度(du)大小便(bian)不(bu)可調整。永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)吸力很大，對抽油桿的(de)(de)前行和(he)檢測探(tan)頭的(de)(de)合攏均會(hui)帶來(lai)不(bu)便(bian)。
檢(jian)(jian)測(ce)系統主要是針對水(shui)平放置在(zai)修復(fu)車(che)間內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)在(zai)用(yong)抽(chou)油(you)桿(gan)（即舊抽(chou)油(you)桿(gan)）進行檢(jian)(jian)測(ce)。考慮抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)徑較細且(qie)兩端存在(zai)較大(da)的(de)(de)(de)(de)變徑區(qu)域，永磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)力大(da)且(qie)尺寸(cun)規(gui)格確定后無法進行磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度(du)的(de)(de)(de)(de)調(diao)節(jie)，對抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平運動、磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)均勻性和檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)張緊均造成不利影響(xiang)。直(zhi)流線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器具有可調(diao)節(jie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度(du)的(de)(de)(de)(de)靈活性，該方式能夠在(zai)抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體內(nei)(nei)部產生穩定、均勻的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場，獲得分(fen)辨率(lv)(lv)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場。此外(wai)，從漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)處理角(jiao)度(du)來看(kan)，缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場承載(zai)著缺(que)(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)相關信(xin)息，為(wei)了(le)更好(hao)(hao)地辨識出(chu)抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)信(xin)號(hao)，勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)電流與缺(que)(que)陷(xian)(xian)信(xin)號(hao)頻率(lv)(lv)之間的(de)(de)(de)(de)差距越大(da)越好(hao)(hao)。對于一般的(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)速度(du)來說，缺(que)(que)陷(xian)(xian)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)范圍是幾(ji)十赫(he)茲(zi)到上百赫(he)茲(zi)，故(gu)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)電流頻率(lv)(lv)應該采用(yong)低頻或者(zhe)高頻。
對于(yu)細長(chang)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)構件，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)方(fang)式(shi)有(you)(you)單磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈和雙磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈兩(liang)種方(fang)式(shi)，如(ru)圖7-16所(suo)示。單磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈方(fang)式(shi)中，為了滿足檢測(ce)一致性(xing)要求，通常將檢測(ce)探頭放置(zhi)(zhi)于(yu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)器內(nei)部(bu)。從而導(dao)致線圈內(nei)外(wai)徑增(zeng)大(da)，磁(ci)(ci)(ci)通量(liang)在(zai)(zai)抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體外(wai)的(de)(de)空氣中損失大(da)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效率(lv)低且磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效果(guo)差。采(cai)用雙勵磁(ci)(ci)(ci)線圈進行軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)時(shi)，不僅可(ke)以縮(suo)減線圈內(nei)外(wai)徑，增(zeng)大(da)抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強(qiang)度，增(zeng)加抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)有(you)(you)效磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)區域，提高磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)效率(lv)，而且檢測(ce)探頭可(ke)以布置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)兩(liang)個(ge)檢測(ce)線圈中間部(bu)位。根據霍姆赫茲線圈的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場分布，雙線圈軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)在(zai)(zai)抽(chou)(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)部(bu)更(geng)易(yi)形成密(mi)集而均勻的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場，有(you)(you)助于(yu)提高檢測(ce)信號(hao)的(de)(de)靈敏度和穩定(ding)性(xing)。
以直徑φ25mm抽(chou)油桿中(zhong)心線為中(zhong)心建(jian)立2D對(dui)稱有(you)限元模型，利用ANSYS仿真軟件計算獲(huo)得不同磁(ci)化方式下的(de)(de)抽(chou)油桿中(zhong)心線方向的(de)(de)磁(ci)感應強度，如圖7-17所示。
從圖7-17分(fen)(fen)析可知，雙線(xian)圈(quan)在抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內(nei)更易(yi)獲得均(jun)勻且磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度相對較大(da)(da)的軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場，均(jun)勻軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場接(jie)近2.2T，且兩磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)的軸(zhou)向間(jian)距(ju)達(da)到了150mm。基于雙線(xian)圈(quan)軸(zhou)向直流磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)自動檢(jian)測方案如圖7-18所(suo)示，通過軸(zhou)向布置兩個直流勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)將(jiang)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)到飽和(he)(he)或近飽和(he)(he)狀態，當抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體表面有缺陷(xian)存在時(shi)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體缺陷(xian)處(chu)(chu)局部(bu)材料(liao)的磁(ci)(ci)(ci)導率會(hui)降低(di)，磁(ci)(ci)(ci)阻增大(da)(da)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體內(nei)部(bu)的磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)會(hui)發(fa)生畸變，從而(er)導致部(bu)分(fen)(fen)磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)泄漏(lou)(lou)(lou)到空(kong)氣中(zhong)，形成缺陷(xian)的漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場，然后被處(chu)(chu)于雙勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)中(zhong)間(jian)的漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)傳(chuan)感器(qi)(qi)拾(shi)取，繼而(er)將(jiang)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換為電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)，之(zhi)后經過信(xin)號(hao)放(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)進行(xing)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)(da)和(he)(he)濾波處(chu)(chu)理(li)(li)，并進入A-D轉(zhuan)換器(qi)(qi)，完成對漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)的調理(li)(li)和(he)(he)采集，最終(zhong)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測數字信(xin)號(hao)進入計算機(ji)上(shang)位機(ji)軟件進行(xing)分(fen)(fen)析處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)(he)顯示。
二、整體方案(an)
抽油(you)桿漏(lou)磁(ci)自(zi)動(dong)檢(jian)(jian)測(ce)總體布局如圖(tu)7-19所示(shi)。抽油(you)桿漏(lou)磁(ci)自(zi)動(dong)檢(jian)(jian)測(ce)系統主要包括：料(liao)架、氣(qi)(qi)動(dong)翻料(liao)機(ji)(ji)構、傳(chuan)送(song)機(ji)(ji)構、氣(qi)(qi)動(dong)壓緊扶正裝置(zhi)、檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭氣(qi)(qi)動(dong)跟(gen)蹤機(ji)(ji)構。氣(qi)(qi)動(dong)翻料(liao)機(ji)(ji)構完(wan)成待檢(jian)(jian)測(ce)抽油(you)桿從上料(liao)架到傳(chuan)送(song)輪(lun)以及(ji)下(xia)料(liao)分選區的(de)傳(chuan)遞工作；氣(qi)(qi)動(dong)壓緊扶正裝置(zhi)主要用(yong)于(yu)壓緊和扶正抽油(you)桿桿體，使其平穩地(di)通過檢(jian)(jian)測(ce)設備；檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭氣(qi)(qi)動(dong)跟(gen)蹤機(ji)(ji)構用(yong)于(yu)實現探(tan)頭緊貼桿體表面，并(bing)保證(zheng)抽油(you)桿接箍的(de)順利通過。
抽油桿漏磁自動檢測(ce)流程分為以(yi)下幾(ji)步：
1）氣動上翻料機構將待(dai)檢測抽油(you)桿(gan)從上料架(jia)送(song)至傳(chuan)送(song)線，抽油(you)桿(gan)在傳(chuan)送(song)機構的驅動下勻速傳(chuan)送(song)至檢測主機。
2）對磁化器通以直流(liu)電，使得磁化器產生穩定的(de)軸向(xiang)磁化場，將抽油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體軸向(xiang)磁化至(zhi)飽和或(huo)近飽和狀態。當抽油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體存在缺陷時，缺陷處便會產生相應的(de)漏磁場。
3）缺陷(xian)漏(lou)磁場被漏(lou)磁傳感器拾取，并轉換(huan)為電(dian)壓信號(hao)，之后依(yi)次經過信號(hao)放(fang)大、濾波、A-D轉換(huan)，然后完成采集(ji)，最后進入計算機的上(shang)位機軟(ruan)件進行顯示(shi)和(he)處(chu)理。
4）抽(chou)油桿(gan)檢測完成之后(hou)，利用退(tui)磁器實現退(tui)磁，之后(hou)進行(xing)下一根抽(chou)油桿(gan)的循環檢測。
1. 壓緊扶正(zheng)裝置(zhi)
如圖7-20所示，檢測(ce)主(zhu)(zhu)機由前后兩個壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置、中間(jian)檢測(ce)探頭(tou)板以及磁化器集于一體，組(zu)成(cheng)一個完(wan)整的(de)檢測(ce)設(she)備單元。氣(qi)(qi)動壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置如圖7-21所示，主(zhu)(zhu)要由兩個單級臥式擺(bai)線針形電動機、上下壓(ya)緊(jin)輪、底部支(zhi)撐(cheng)氣(qi)(qi)囊(nang)和(he)頂部超薄(bo)傳動氣(qi)(qi)缸(gang)組(zu)成(cheng)。壓(ya)緊(jin)扶(fu)正(zheng)裝置的(de)主(zhu)(zhu)要功能是(shi)實現(xian)傳動構件的(de)導向和(he)驅動，使(shi)其平穩通(tong)過(guo)檢測(ce)探頭(tou)板。
2．檢測探頭
在漏磁(ci)檢測(ce)中，被檢測(ce)的(de)量包(bao)括(kuo)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)梯度(du)(du)，兩者存在根(gen)本(ben)區(qu)別。感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈和(he)霍爾(er)元件(jian)的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)用也(ye)存在根(gen)本(ben)的(de)不同(tong)：感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)是(shi)空間(jian)內磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)梯度(du)(du)，也(ye)即變化程度(du)(du)，與磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)及(ji)其空間(jian)分(fen)布有關；霍爾(er)元件(jian)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)是(shi)空間(jian)內某點(dian)的(de)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)絕(jue)對值。為實現各(ge)類缺(que)陷(xian)的(de)全覆(fu)蓋檢測(ce)，根(gen)據檢測(ce)桿體(ti)缺(que)陷(xian)產生的(de)信號特性(xing)選擇霍爾(er)元件(jian)和(he)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈兩種傳感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)同(tong)時(shi)作為磁(ci)敏感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)元件(jian)，如圖7-22所示。
根據霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)和感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈的輸(shu)出(chu)特性，感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈雙排(pai)交錯布(bu)置，相鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈串(chuan)聯(lian)輸(shu)出(chu)，感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈平放(fang)布(bu)置，可最(zui)大限度地拾取缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)軸向分量(liang)；霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)單排(pai)立裝(zhuang)布(bu)置，有效拾取缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)軸向分量(liang)，相鄰(lin)霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)檢(jian)測信(xin)號(hao)(hao)并聯(lian)輸(shu)出(chu)，磁(ci)(ci)(ci)敏感(gan)(gan)(gan)(gan)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)全覆(fu)蓋(gai)布(bu)置，如(ru)圖7-23所示。將16個感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈及8個霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)均布(bu)于整(zheng)圓周范圍內，相鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈的中心距約為8mm，相鄰(lin)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈串(chuan)聯(lian)輸(shu)出(chu)；相鄰(lin)霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)中心相距約為11mm，相鄰(lin)霍(huo)(huo)爾(er)(er)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)并聯(lian)后單通道輸(shu)出(chu)，檢(jian)測元(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)布(bu)置時(shi)需(xu)注意方位保(bao)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。
三(san)、現(xian)場應用(yong)
抽油(you)(you)(you)桿(gan)漏磁(ci)自動化(hua)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)系(xi)統實物(wu)如圖(tu)7-25所示(shi)，該系(xi)統可(ke)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)抽油(you)(you)(you)桿(gan)規格范圍為φ19～Φ48mm。通過對磁(ci)化(hua)器(qi)、傳(chuan)感(gan)器(qi)和檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)探靴的(de)(de)設計，可(ke)對抽油(you)(you)(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)表(biao)面(mian)的(de)(de)裂紋、點狀腐蝕等缺(que)陷進(jin)行(xing)全面(mian)可(ke)靠的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)。整(zheng)個檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)過程可(ke)實現(xian)自動化(hua)，包括(kuo)抽油(you)(you)(you)桿(gan)上料、傳(chuan)送、檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)、分級、標記和退磁(ci)等所有檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)過程，具(ju)有良好的(de)(de)工程應(ying)用價值(zhi)，為抽油(you)(you)(you)桿(gan)的(de)(de)修復提(ti)供了基礎。
