在石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業中(zhong)，目前(qian)(qian)有多(duo)(duo)種(zhong)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，其中(zhong)機械采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)最(zui)為(wei)(wei)普遍和重要(yao)，尤(you)其是有桿泵(beng)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)，典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)有桿泵(beng)抽油(you)(you)(you)(you)(you)(you)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)組成如圖7-13所(suo)示(shi)。早在石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)工業問世時，我國(guo)所(suo)開(kai)發的(de)(de)(de)大多(duo)(duo)數(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)開(kai)采(cai)(cai)階段都已進入了(le)(le)中(zhong)、高含水期，許多(duo)(duo)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)的(de)(de)(de)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)由原來的(de)(de)(de)自噴(pen)式(shi)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)轉為(wei)(wei)機械采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，有些(xie)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)甚至(zhi)最(zui)初(chu)的(de)(de)(de)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)就是機械采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)。據相關(guan)資料數(shu)據統(tong)計(ji)，目前(qian)(qian)全國(guo)機械采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)已占(zhan)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)總數(shu)的(de)(de)(de)90％以上(shang)，機械采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)中(zhong)90％以上(shang)皆為(wei)(wei)有桿泵(beng)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)，可見有桿泵(beng)采(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)方式(shi)已在我國(guo)的(de)(de)(de)石油(you)(you)(you)(you)(you)(you)開(kai)采(cai)(cai)中(zhong)占(zhan)據了(le)(le)舉足輕重的(de)(de)(de)地位。
抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)(gan)是抽(chou)油機(ji)與(yu)深(shen)井泵之間(jian)傳(chuan)遞動力的(de)重(zhong)要部件，長期在(zai)(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)承受著交變載荷，極易形成如(ru)裂紋、腐(fu)(fu)蝕(shi)坑（麻(ma)點）及偏磨等缺(que)陷，從而(er)會降低自身強度(du)，嚴(yan)重(zhong)時(shi)導致斷桿(gan)(gan)(gan)(gan)事故。為提高抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)(gan)循環利用(yong)率，一種(zhong)舊(jiu)抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)(gan)的(de)再制造新工(gong)藝(yi)-冷拔復(fu)新制造工(gong)藝(yi)被廣泛(fan)使(shi)用(yong)。在(zai)(zai)此過程中(zhong)，首先需要對抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)(gan)進(jin)行(xing)無損檢測，然后根(gen)據抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)(gan)質(zhi)(zhi)量狀況采取合適的(de)修(xiu)復(fu)工(gong)藝(yi)。
常(chang)規抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)整體(ti)(ti)結構如(ru)圖(tu)7-14所示(shi)，抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)(ti)一般(ban)為實心圓(yuan)形(xing)斷面的鋼桿(gan)(gan)(gan)，當桿(gan)(gan)(gan)徑較大時(shi)，也有(you)空心結構，兩端(duan)為鐓粗(cu)的桿(gan)(gan)(gan)頭，由外(wai)螺(luo)紋(wen)接(jie)(jie)頭、應力卸(xie)荷槽、推承面臺肩、方(fang)徑扳手、鐓粗(cu)凸緣和圓(yuan)弧過渡區構成(cheng)。外(wai)螺(luo)紋(wen)接(jie)(jie)頭與接(jie)(jie)箍相連，方(fang)徑扳手裝卸(xie)抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)接(jie)(jie)頭時(shi)用于卡住抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)鉗(qian)。
常用抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)規(gui)格按桿(gan)(gan)體的外(wai)徑一共分為6種，分別是φ13mm、φ16mm、φ19mm、Φ22mm、φ25mm和ф28mm（1／2in、5／8in、3／4in、7／8in、1in和11／8in），長度一般為7.62m或8m。根據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準，常規(gui)鋼制抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)長度一般為7.62m、8m和9m。常用抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)主要規(gui)格參數見表7-2。
抽(chou)油(you)(you)桿作為連(lian)(lian)接井上抽(chou)油(you)(you)機和井下抽(chou)油(you)(you)泵(beng)柱塞之間的連(lian)(lian)桿，其產生的最典(dian)型缺陷形式就是磨(mo)損(sun)。抽(chou)油(you)(you)桿與抽(chou)油(you)(you)管之間的磨(mo)損(sun)形式主要包括機械磨(mo)損(sun)、磨(mo)料磨(mo)損(sun)和電化學腐蝕(shi)。
機械(xie)磨損(sun)是單純的(de)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)與油(you)管(guan)體(ti)(ti)(ti)發(fa)生偏(pian)磨，影響因素眾多，常見誘因包括井眼(yan)軌跡形(xing)狀、桿(gan)(gan)柱結構及工作參數的(de)配合。這種常見的(de)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)缺陷主要(yao)表現在(zai)(zai)兩個方面：在(zai)(zai)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)撓(nao)度(du)相對較(jiao)(jiao)小的(de)位置(zhi)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)接(jie)箍(gu)與抽(chou)(chou)油(you)管(guan)內(nei)壁(bi)極易產生碰撞(zhuang)摩擦，由于油(you)管(guan)的(de)摩擦面相對較(jiao)(jiao)大，因此磨損(sun)程度(du)較(jiao)(jiao)輕，但是桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)接(jie)箍(gu)和桿(gan)(gan)頭部分(fen)磨損(sun)嚴重(zhong)；在(zai)(zai)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)撓(nao)度(du)相對較(jiao)(jiao)大的(de)地方，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)的(de)接(jie)箍(gu)與抽(chou)(chou)油(you)管(guan)內(nei)壁(bi)產生摩擦碰撞(zhuang)的(de)同(tong)時，桿(gan)(gan)本(ben)體(ti)(ti)(ti)與油(you)管(guan)內(nei)壁(bi)也會(hui)產生摩擦，磨損(sun)比(bi)較(jiao)(jiao)嚴重(zhong)，導致(zhi)桿(gan)(gan)體(ti)(ti)(ti)出現嚴重(zhong)偏(pian)磨。
腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)缺(que)陷是一(yi)種廣泛存在的(de)(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)現象(xiang)，受介(jie)質環境的(de)(de)(de)(de)影響巨大。桿體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)磨與(yu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)缺(que)陷并不是簡單的(de)(de)(de)(de)累加，而是兩(liang)者結(jie)合，相互作用(yong)，促使(shi)更大的(de)(de)(de)(de)破壞產生(sheng)。當桿體(ti)(ti)(ti)表面被活化，成為電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)陽(yang)極，則形(xing)成大陰極小陽(yang)極的(de)(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，而產出(chu)液是強電(dian)解質，具有強腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性，對(dui)電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)起到一(yi)個催化作用(yong)。其(qi)中，陽(yang)極則首當其(qi)沖，即發生(sheng)桿體(ti)(ti)(ti)偏(pian)(pian)(pian)磨的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)會優(you)先發生(sheng)電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，導致產生(sheng)桿體(ti)(ti)(ti)偏(pian)(pian)(pian)磨的(de)(de)(de)(de)表面更加粗(cu)糙，加劇磨損。抽油桿桿體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)常(chang)見缺(que)陷如圖7-15所示。
一、檢測原理
直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)利用(yong)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈產生(sheng)恒定(ding)(ding)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場對(dui)(dui)(dui)被檢測(ce)構件進行(xing)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)，其可分為恒定(ding)(ding)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)和脈(mo)動電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)。恒定(ding)(ding)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)(dui)電(dian)源(yuan)要求較高，整流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)后(hou)產生(sheng)波動范圍(wei)較小(xiao)的(de)(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)，以免產生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場波動而降低檢測(ce)信號的(de)(de)信噪比。磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大(da)小(xiao)因被測(ce)構件的(de)(de)截面積不同(tong)而發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度的(de)(de)大(da)小(xiao)通過(guo)控制(zhi)輸入電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大(da)小(xiao)來(lai)實(shi)現(xian)調(diao)節(jie)。脈(mo)動電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)在電(dian)氣(qi)實(shi)現(xian)上相(xiang)對(dui)(dui)(dui)容易(yi)，是剩磁(ci)(ci)(ci)法檢測(ce)中較常(chang)使用(yong)的(de)(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)方式。
交(jiao)(jiao)流(liu)磁(ci)(ci)化是向(xiang)磁(ci)(ci)化器(qi)中施以交(jiao)(jiao)變電流(liu)，進而產生交(jiao)(jiao)變的磁(ci)(ci)化場。但(dan)由于(yu)趨膚效應，磁(ci)(ci)化場僅存在于(yu)被檢測(ce)構(gou)(gou)件表面(mian)，因此(ci)，交(jiao)(jiao)流(liu)磁(ci)(ci)化適合用于(yu)鐵磁(ci)(ci)性構(gou)(gou)件表面(mian)或(huo)近(jin)表層缺陷的檢測(ce)。
永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)以永(yong)(yong)久(jiu)(jiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)作為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)源(yuan)對鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性構(gou)件施加磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)。在永(yong)(yong)久(jiu)(jiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)中通常采用磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)、銜鐵(tie)以及鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性構(gou)件構(gou)成磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)回路(lu)。它(ta)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場與(yu)恒(heng)定(ding)直流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)產生的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場有相通性，但(dan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)強度(du)的調整(zheng)不如后者方(fang)便，其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路(lu)一旦確定(ding)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)強度(du)大小便不可調整(zheng)。永(yong)(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)的吸力很(hen)大，對抽油桿的前行和檢(jian)測探頭的合攏均會帶來不便。
檢測(ce)(ce)系統主要是針對水(shui)平(ping)放置(zhi)在(zai)(zai)修(xiu)復(fu)車間(jian)(jian)內的(de)(de)(de)在(zai)(zai)用抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)（即舊抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)）進行(xing)(xing)檢測(ce)(ce)。考慮(lv)抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)桿(gan)徑(jing)(jing)較細且(qie)兩端存在(zai)(zai)較大(da)的(de)(de)(de)變徑(jing)(jing)區(qu)域，永磁(ci)磁(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)吸(xi)力大(da)且(qie)尺寸規(gui)格確定(ding)(ding)后(hou)無法進行(xing)(xing)磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)調(diao)節，對抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)的(de)(de)(de)水(shui)平(ping)運動(dong)、磁(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)均(jun)勻性和檢測(ce)(ce)探頭張(zhang)緊均(jun)造成不利(li)影響。直流線(xian)圈磁(ci)化(hua)(hua)器具有可調(diao)節磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)靈活性，該方式能夠在(zai)(zai)抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)桿(gan)體內部產生穩定(ding)(ding)、均(jun)勻的(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)，獲得分辨率(lv)(lv)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷漏磁(ci)場(chang)。此外，從漏磁(ci)信(xin)號(hao)處理角度(du)來看，缺(que)(que)陷漏磁(ci)場(chang)承載著缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)相關信(xin)息，為了更好(hao)地辨識出抽(chou)(chou)(chou)油(you)(you)桿(gan)的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷信(xin)號(hao)，勵(li)磁(ci)電(dian)流與缺(que)(que)陷信(xin)號(hao)頻率(lv)(lv)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)差距越大(da)越好(hao)。對于一般的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)速度(du)來說(shuo)，缺(que)(que)陷信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)范(fan)圍是幾(ji)十赫(he)茲(zi)到上百赫(he)茲(zi)，故(gu)勵(li)磁(ci)電(dian)流頻率(lv)(lv)應該采用低頻或者高頻。
對于細長鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)構件，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)方式有(you)單磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)和雙磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)兩種方式，如圖7-16所(suo)示。單磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)方式中，為(wei)了滿足檢(jian)(jian)測(ce)一致性(xing)要求，通(tong)常將檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)放置于磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)器內(nei)部。從(cong)而(er)導(dao)致線(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)外徑增大，磁(ci)(ci)(ci)通(tong)量(liang)在(zai)抽(chou)油(you)桿桿體(ti)(ti)外的(de)(de)空氣中損失大，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)低且磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)差。采用雙勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)進行軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)時，不僅可(ke)以(yi)縮減線(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)外徑，增大抽(chou)油(you)桿的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)強(qiang)度，增加抽(chou)油(you)桿的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)區域，提(ti)高磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)，而(er)且檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)可(ke)以(yi)布置在(zai)兩個檢(jian)(jian)測(ce)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)中間部位。根據(ju)霍姆(mu)赫(he)茲線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)布，雙線(xian)圈(quan)(quan)(quan)軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)在(zai)抽(chou)油(you)桿桿體(ti)(ti)內(nei)部更易(yi)形成密集而(er)均勻(yun)的(de)(de)軸向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)(hua)場(chang)，有(you)助于提(ti)高檢(jian)(jian)測(ce)信號的(de)(de)靈敏度和穩(wen)定性(xing)。
以(yi)直徑φ25mm抽(chou)油(you)桿(gan)中心線(xian)為中心建立2D對稱(cheng)有限(xian)元模(mo)型，利用ANSYS仿真(zhen)軟(ruan)件計算(suan)獲得不同磁化方式下的抽(chou)油(you)桿(gan)中心線(xian)方向的磁感應強(qiang)度，如圖(tu)7-17所(suo)示。
從圖7-17分(fen)(fen)析可知，雙線(xian)圈(quan)(quan)在抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)更易獲得均勻且(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強(qiang)度相(xiang)對較大(da)的軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場(chang)，均勻軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場(chang)接近2.2T，且(qie)兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)的軸(zhou)向間距達(da)到了(le)150mm。基于雙線(xian)圈(quan)(quan)軸(zhou)向直(zhi)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)的抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)自動(dong)檢(jian)測(ce)方案如圖7-18所示，通過(guo)軸(zhou)向布置兩個直(zhi)流勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)將抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)到飽(bao)和或近飽(bao)和狀態(tai)，當抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體表(biao)面有缺(que)陷(xian)(xian)存(cun)在時，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體缺(que)陷(xian)(xian)處(chu)局部(bu)材(cai)料的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)導率會(hui)降低，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻增(zeng)大(da)，抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)部(bu)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)會(hui)發生畸(ji)變(bian)，從而(er)導致部(bu)分(fen)(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)泄漏(lou)(lou)到空氣中，形(xing)成缺(que)陷(xian)(xian)的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，然后被處(chu)于雙勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)中間的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)傳(chuan)感器拾取，繼而(er)將漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)為(wei)電壓信(xin)號(hao)(hao)，之后經過(guo)信(xin)號(hao)(hao)放大(da)器進行信(xin)號(hao)(hao)放大(da)和濾(lv)波處(chu)理，并(bing)進入A-D轉換(huan)器，完成對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)的調理和采集，最終漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)數(shu)字信(xin)號(hao)(hao)進入計算機(ji)上位(wei)機(ji)軟件進行分(fen)(fen)析處(chu)理和顯示。
二、整體方案
抽(chou)油桿(gan)(gan)漏磁自動(dong)(dong)檢測總體(ti)布局(ju)如圖7-19所示。抽(chou)油桿(gan)(gan)漏磁自動(dong)(dong)檢測系統主(zhu)要包括(kuo)：料(liao)架、氣(qi)(qi)動(dong)(dong)翻料(liao)機(ji)構(gou)、傳(chuan)送機(ji)構(gou)、氣(qi)(qi)動(dong)(dong)壓(ya)緊(jin)扶(fu)正裝置、檢測探(tan)(tan)(tan)頭(tou)氣(qi)(qi)動(dong)(dong)跟(gen)蹤機(ji)構(gou)。氣(qi)(qi)動(dong)(dong)翻料(liao)機(ji)構(gou)完成(cheng)待檢測抽(chou)油桿(gan)(gan)從上料(liao)架到傳(chuan)送輪(lun)以及下料(liao)分選(xuan)區的(de)(de)傳(chuan)遞工作；氣(qi)(qi)動(dong)(dong)壓(ya)緊(jin)扶(fu)正裝置主(zhu)要用(yong)于(yu)壓(ya)緊(jin)和(he)扶(fu)正抽(chou)油桿(gan)(gan)桿(gan)(gan)體(ti)，使其平穩地通(tong)(tong)過檢測設備(bei)；檢測探(tan)(tan)(tan)頭(tou)氣(qi)(qi)動(dong)(dong)跟(gen)蹤機(ji)構(gou)用(yong)于(yu)實現探(tan)(tan)(tan)頭(tou)緊(jin)貼桿(gan)(gan)體(ti)表(biao)面，并保證抽(chou)油桿(gan)(gan)接箍的(de)(de)順(shun)利通(tong)(tong)過。
抽油桿漏磁(ci)自動檢測(ce)流程分為(wei)以下(xia)幾(ji)步：
1）氣動上(shang)翻料(liao)(liao)機構(gou)將待檢測(ce)(ce)抽油(you)桿從(cong)上(shang)料(liao)(liao)架送(song)(song)至傳(chuan)送(song)(song)線(xian)，抽油(you)桿在傳(chuan)送(song)(song)機構(gou)的驅動下勻速(su)傳(chuan)送(song)(song)至檢測(ce)(ce)主機。
2）對磁(ci)化(hua)器(qi)通以直流電，使得磁(ci)化(hua)器(qi)產生穩(wen)定的軸向磁(ci)化(hua)場(chang)(chang)，將(jiang)抽油桿桿體軸向磁(ci)化(hua)至(zhi)飽(bao)(bao)和或(huo)近飽(bao)(bao)和狀態。當(dang)抽油桿桿體存在缺陷時，缺陷處便會(hui)產生相(xiang)應(ying)的漏磁(ci)場(chang)(chang)。
3）缺陷漏磁(ci)場被(bei)漏磁(ci)傳感器拾取，并(bing)轉(zhuan)換為電壓信(xin)號，之后(hou)(hou)依次經(jing)過信(xin)號放大(da)、濾波、A-D轉(zhuan)換，然后(hou)(hou)完成采集(ji)，最后(hou)(hou)進入(ru)計算機(ji)的上位(wei)機(ji)軟件進行顯示和處理。
4）抽(chou)油(you)桿(gan)檢測完成之后，利(li)用退磁(ci)器實(shi)現退磁(ci)，之后進行下一(yi)根(gen)抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)循環檢測。
1. 壓緊扶正裝(zhuang)置
如圖7-20所示(shi)，檢(jian)測主機由前后兩個壓(ya)緊(jin)(jin)扶(fu)正(zheng)裝(zhuang)置、中間檢(jian)測探(tan)頭板以及(ji)磁化(hua)器集(ji)于一體(ti)，組成一個完整的檢(jian)測設(she)備單(dan)元。氣動(dong)壓(ya)緊(jin)(jin)扶(fu)正(zheng)裝(zhuang)置如圖7-21所示(shi)，主要(yao)由兩個單(dan)級臥式擺線針形電動(dong)機、上下壓(ya)緊(jin)(jin)輪、底部支撐氣囊和頂部超(chao)薄傳動(dong)氣缸組成。壓(ya)緊(jin)(jin)扶(fu)正(zheng)裝(zhuang)置的主要(yao)功(gong)能(neng)是實現傳動(dong)構件的導(dao)向和驅動(dong)，使其平穩通過(guo)檢(jian)測探(tan)頭板。
2．檢(jian)測探頭
在(zai)漏磁(ci)檢測(ce)中，被檢測(ce)的(de)(de)(de)量(liang)包括磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)和磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)梯度(du)，兩者(zhe)存在(zai)根本(ben)區別。感(gan)應線圈(quan)和霍(huo)(huo)(huo)爾(er)(er)元件的(de)(de)(de)應用也存在(zai)根本(ben)的(de)(de)(de)不同：感(gan)應線圈(quan)感(gan)應的(de)(de)(de)是(shi)空(kong)(kong)間內磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)梯度(du)，也即(ji)變(bian)化(hua)程度(du)，與磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)及(ji)其(qi)空(kong)(kong)間分布有關(guan)；霍(huo)(huo)(huo)爾(er)(er)元件感(gan)應的(de)(de)(de)是(shi)空(kong)(kong)間內某點的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)絕(jue)對值。為實現各(ge)類缺陷的(de)(de)(de)全覆蓋(gai)檢測(ce)，根據檢測(ce)桿(gan)體缺陷產生的(de)(de)(de)信號(hao)特性選擇霍(huo)(huo)(huo)爾(er)(er)元件和感(gan)應線圈(quan)兩種傳感(gan)器同時作為磁(ci)敏感(gan)元件，如圖7-22所示。
根據霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)和感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的輸出(chu)(chu)(chu)特性(xing)，感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)雙排交錯布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)，相(xiang)鄰感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)串聯輸出(chu)(chu)(chu)，感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)平放布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)，可最大限度地拾(shi)取缺陷(xian)漏磁信(xin)(xin)號(hao)軸向(xiang)分(fen)量(liang)；霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)單排立裝布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)，有效拾(shi)取缺陷(xian)漏磁信(xin)(xin)號(hao)軸向(xiang)分(fen)量(liang)，相(xiang)鄰霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)并(bing)聯輸出(chu)(chu)(chu)，磁敏(min)感元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)全覆蓋布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)，如圖7-23所示(shi)。將16個感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)及8個霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)均布(bu)(bu)于整(zheng)圓周范(fan)圍內，相(xiang)鄰感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的中(zhong)心距約為(wei)8mm，相(xiang)鄰感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)串聯輸出(chu)(chu)(chu)；相(xiang)鄰霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)中(zhong)心相(xiang)距約為(wei)11mm，相(xiang)鄰霍(huo)爾(er)元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)并(bing)聯后單通道輸出(chu)(chu)(chu)，檢(jian)測元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)時需(xu)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。
三、現場應用(yong)
抽(chou)油(you)桿(gan)漏磁(ci)自動(dong)化檢測系統實(shi)物如圖7-25所(suo)示，該系統可檢測的(de)抽(chou)油(you)桿(gan)規格范圍為φ19～Φ48mm。通過對(dui)(dui)磁(ci)化器(qi)、傳(chuan)感器(qi)和檢測探靴(xue)的(de)設計，可對(dui)(dui)抽(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體表面的(de)裂(lie)紋、點(dian)狀腐蝕等缺(que)陷進行全面可靠的(de)檢測。整個檢測過程可實(shi)現自動(dong)化，包括(kuo)抽(chou)油(you)桿(gan)上料、傳(chuan)送、檢測、分級(ji)、標記和退磁(ci)等所(suo)有(you)(you)檢測過程，具有(you)(you)良好(hao)的(de)工程應用價值，為抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)修復提供了基礎(chu)。
