在(zai)(zai)石(shi)(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)工業(ye)(ye)中(zhong)，目前有(you)多(duo)種(zhong)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，其中(zhong)機械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)最(zui)為普遍(bian)和重要，尤(you)其是(shi)有(you)桿泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)，典型的(de)有(you)桿泵抽(chou)油(you)(you)(you)(you)(you)系統的(de)組成如圖(tu)7-13所(suo)示。早(zao)在(zai)(zai)石(shi)(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)工業(ye)(ye)問世(shi)時(shi)，我國所(suo)開(kai)發的(de)大多(duo)數油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)開(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)階段(duan)都(dou)已進入了(le)(le)中(zhong)、高含水期，許多(duo)油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)的(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)由原來的(de)自噴式(shi)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)轉為機械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，有(you)些油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)甚至最(zui)初的(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)就是(shi)機械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)。據(ju)相關(guan)資料(liao)數據(ju)統計，目前全國機械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)已占(zhan)(zhan)油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)總數的(de)90％以上，機械(xie)(xie)(xie)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)井(jing)(jing)中(zhong)90％以上皆為有(you)桿泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)，可見有(you)桿泵采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)(you)(you)方(fang)式(shi)已在(zai)(zai)我國的(de)石(shi)(shi)油(you)(you)(you)(you)(you)開(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)占(zhan)(zhan)據(ju)了(le)(le)舉足(zu)輕(qing)重的(de)地位。
抽(chou)油(you)桿(gan)是抽(chou)油(you)機與深(shen)井泵(beng)之(zhi)間傳遞動力的(de)重(zhong)要(yao)部件，長(chang)期在(zai)腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)中(zhong)承受著交變(bian)載荷，極(ji)易(yi)形成如裂紋、腐蝕(shi)(shi)坑（麻點）及偏磨等(deng)缺陷，從而會降低自(zi)身強(qiang)度，嚴重(zhong)時(shi)導致斷桿(gan)事故。為提高(gao)抽(chou)油(you)桿(gan)循環利用率，一種舊抽(chou)油(you)桿(gan)的(de)再(zai)制(zhi)造新工藝-冷拔復新制(zhi)造工藝被廣泛使(shi)用。在(zai)此過程中(zhong)，首先需要(yao)對抽(chou)油(you)桿(gan)進(jin)行無損檢測(ce)，然后根據(ju)抽(chou)油(you)桿(gan)質(zhi)量狀況采取(qu)合適的(de)修復工藝。
常規(gui)抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)整體(ti)結構如圖7-14所示，抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)桿(gan)體(ti)一般為實(shi)心(xin)圓形斷面(mian)的鋼桿(gan)，當(dang)桿(gan)徑(jing)較大時，也有(you)空(kong)心(xin)結構，兩端為鐓粗的桿(gan)頭(tou)(tou)，由外(wai)螺紋(wen)接頭(tou)(tou)、應力卸荷槽、推承面(mian)臺肩、方徑(jing)扳(ban)手、鐓粗凸緣(yuan)和圓弧過渡(du)區構成。外(wai)螺紋(wen)接頭(tou)(tou)與接箍相連，方徑(jing)扳(ban)手裝卸抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)接頭(tou)(tou)時用于(yu)卡住抽(chou)油(you)(you)(you)桿(gan)鉗。
常用抽(chou)油桿規(gui)格按桿體(ti)的外(wai)徑一(yi)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(du)一(yi)般為(wei)7.62m或(huo)8m。根據API Spec 11B《Specification for Sucker Rods》標準(zhun)，常規(gui)鋼制抽(chou)油桿長(chang)度(du)一(yi)般為(wei)7.62m、8m和(he)9m。常用抽(chou)油桿主要規(gui)格參數見(jian)表(biao)7-2。
抽(chou)(chou)油桿作為連接井上抽(chou)(chou)油機和井下抽(chou)(chou)油泵柱塞(sai)之(zhi)間的(de)連桿，其產(chan)生的(de)最典型缺陷(xian)形式就是(shi)磨(mo)(mo)損。抽(chou)(chou)油桿與抽(chou)(chou)油管之(zhi)間的(de)磨(mo)(mo)損形式主要包(bao)括機械磨(mo)(mo)損、磨(mo)(mo)料磨(mo)(mo)損和電化學腐蝕(shi)。
機械(xie)磨(mo)損是單純的抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)與(yu)油管體(ti)(ti)發生(sheng)偏磨(mo)，影響因素眾多，常(chang)見誘因包括井(jing)眼軌跡形狀、桿(gan)柱(zhu)結構(gou)及工作(zuo)參數的配合。這種常(chang)見的桿(gan)體(ti)(ti)缺陷主要(yao)表(biao)現在兩個(ge)方面：在桿(gan)體(ti)(ti)撓度相對(dui)較(jiao)小的位置，抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)的接箍與(yu)抽(chou)(chou)(chou)油管內(nei)壁極易產(chan)生(sheng)碰撞(zhuang)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)，由于油管的摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)面相對(dui)較(jiao)大(da)，因此磨(mo)損程度較(jiao)輕，但是桿(gan)體(ti)(ti)接箍和桿(gan)頭部(bu)分磨(mo)損嚴重(zhong)；在抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)桿(gan)體(ti)(ti)撓度相對(dui)較(jiao)大(da)的地方，抽(chou)(chou)(chou)油桿(gan)的接箍與(yu)抽(chou)(chou)(chou)油管內(nei)壁產(chan)生(sheng)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)碰撞(zhuang)的同時，桿(gan)本體(ti)(ti)與(yu)油管內(nei)壁也(ye)會產(chan)生(sheng)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)，磨(mo)損比較(jiao)嚴重(zhong)，導致桿(gan)體(ti)(ti)出現嚴重(zhong)偏磨(mo)。
腐(fu)蝕(shi)(shi)缺陷是一(yi)種廣泛存在的電(dian)化(hua)學(xue)(xue)現象，受介質(zhi)環境的影響巨大(da)。桿(gan)(gan)(gan)體的偏(pian)磨(mo)與腐(fu)蝕(shi)(shi)缺陷并不是簡(jian)單的累加，而(er)是兩者(zhe)結合，相互作(zuo)用(yong)，促使(shi)更大(da)的破壞產生(sheng)(sheng)。當(dang)桿(gan)(gan)(gan)體表面被活化(hua)，成(cheng)為電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)的陽(yang)極，則形成(cheng)大(da)陰極小陽(yang)極的電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)產出液是強電(dian)解(jie)質(zhi)，具有強腐(fu)蝕(shi)(shi)性，對電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)起到一(yi)個催化(hua)作(zuo)用(yong)。其中，陽(yang)極則首(shou)當(dang)其沖，即(ji)發生(sheng)(sheng)桿(gan)(gan)(gan)體偏(pian)磨(mo)的位置會優先發生(sheng)(sheng)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，導致產生(sheng)(sheng)桿(gan)(gan)(gan)體偏(pian)磨(mo)的表面更加粗糙，加劇(ju)磨(mo)損(sun)。抽(chou)油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體的常見缺陷如圖7-15所示(shi)。
一、檢測原理
直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)利用(yong)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)線圈產生恒定(ding)的(de)(de)磁(ci)場對(dui)被檢測(ce)構(gou)件進行磁(ci)化(hua)，其可(ke)分為(wei)恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)和(he)脈動電(dian)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)。恒定(ding)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)對(dui)電(dian)源要求(qiu)較(jiao)高，整(zheng)流(liu)(liu)后產生波動范圍較(jiao)小的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)，以免(mian)產生磁(ci)場波動而降低(di)檢測(ce)信號(hao)的(de)(de)信噪比。磁(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)大小因被測(ce)構(gou)件的(de)(de)截(jie)面積不同而發生變化(hua)，磁(ci)化(hua)強度的(de)(de)大小通過控制(zhi)輸入電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)大小來實現調節(jie)。脈動電(dian)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)在電(dian)氣(qi)實現上相對(dui)容易，是剩磁(ci)法(fa)檢測(ce)中較(jiao)常使用(yong)的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)磁(ci)化(hua)方式。
交流磁化(hua)(hua)是向(xiang)磁化(hua)(hua)器中施以(yi)交變(bian)電流，進(jin)而產生交變(bian)的磁化(hua)(hua)場(chang)。但由于趨膚效應(ying)，磁化(hua)(hua)場(chang)僅存在于被檢測構件表面，因此，交流磁化(hua)(hua)適合用于鐵磁性構件表面或近表層缺陷的檢測。
永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)以永久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵作(zuo)為(wei)磁(ci)(ci)(ci)源對(dui)鐵磁(ci)(ci)(ci)性構(gou)件施加磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)。在永久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)鐵磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)中通常采用磁(ci)(ci)(ci)鐵、銜(xian)鐵以及(ji)鐵磁(ci)(ci)(ci)性構(gou)件構(gou)成磁(ci)(ci)(ci)回路。它的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場與恒(heng)定(ding)(ding)直流(liu)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)產生的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場有(you)相通性，但磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度的(de)(de)(de)調(diao)整不如后者(zhe)方便，其磁(ci)(ci)(ci)路一旦確(que)定(ding)(ding)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度大小便不可調(diao)整。永磁(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)吸力很大，對(dui)抽油桿(gan)的(de)(de)(de)前行和檢(jian)測探頭的(de)(de)(de)合攏(long)均會(hui)帶來不便。
檢測(ce)系統(tong)主要(yao)是(shi)(shi)針對(dui)水(shui)平放置在(zai)修復車間內(nei)的(de)(de)(de)在(zai)用(yong)抽油(you)桿(gan)（即舊(jiu)抽油(you)桿(gan)）進(jin)(jin)行檢測(ce)。考慮抽油(you)桿(gan)桿(gan)徑較(jiao)(jiao)細且兩(liang)端存在(zai)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)變徑區域，永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)吸(xi)力大(da)且尺(chi)寸規格確定(ding)后(hou)無法進(jin)(jin)行磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度的(de)(de)(de)調節，對(dui)抽油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)水(shui)平運動、磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)均勻(yun)性和檢測(ce)探頭(tou)張緊(jin)均造(zao)成不(bu)利影響。直流線圈磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器具(ju)有可調節磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強(qiang)度的(de)(de)(de)靈活性，該方式能夠在(zai)抽油(you)桿(gan)桿(gan)體內(nei)部產(chan)生穩定(ding)、均勻(yun)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)，獲得分辨率良好的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)。此外，從漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號處理角(jiao)度來看，缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)承載著(zhu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)相關信息，為了更好地(di)辨識出抽油(you)桿(gan)的(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)信號，勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)電流與缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)信號頻率之間的(de)(de)(de)差距越(yue)大(da)越(yue)好。對(dui)于一般的(de)(de)(de)檢測(ce)速度來說，缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)信號的(de)(de)(de)頻率范(fan)圍是(shi)(shi)幾十赫茲(zi)到上(shang)百赫茲(zi)，故勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)電流頻率應該采用(yong)低頻或者高頻。
對(dui)于(yu)細(xi)長鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性構(gou)件，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)方式(shi)有單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)和雙(shuang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)兩(liang)種方式(shi)，如圖(tu)7-16所示(shi)。單磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)方式(shi)中(zhong)，為了滿足檢(jian)測(ce)一(yi)致性要求(qiu)，通(tong)常將(jiang)檢(jian)測(ce)探頭放置于(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器內(nei)部(bu)。從而導致線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)外(wai)徑增(zeng)(zeng)大，磁(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)量(liang)在抽油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體外(wai)的(de)(de)(de)空氣(qi)中(zhong)損失(shi)大，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)且磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果差。采用雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)進行軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)時，不僅可以(yi)縮減線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)外(wai)徑，增(zeng)(zeng)大抽油桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)強度，增(zeng)(zeng)加(jia)抽油桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)區域，提高(gao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)，而且檢(jian)測(ce)探頭可以(yi)布(bu)置在兩(liang)個檢(jian)測(ce)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)間部(bu)位。根據(ju)霍姆赫茲線(xian)圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分布(bu)，雙(shuang)線(xian)圈(quan)(quan)軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)在抽油桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體內(nei)部(bu)更易(yi)形成密集(ji)而均勻的(de)(de)(de)軸向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場，有助于(yu)提高(gao)檢(jian)測(ce)信號的(de)(de)(de)靈敏度和穩(wen)定性。
以直徑φ25mm抽油桿(gan)中心(xin)線為中心(xin)建立2D對稱有(you)限元模型，利用(yong)ANSYS仿真軟件計(ji)算獲得不同磁化方(fang)(fang)式下的(de)抽油桿(gan)中心(xin)線方(fang)(fang)向(xiang)的(de)磁感應強度，如圖7-17所示。
從圖(tu)7-17分析(xi)可知，雙(shuang)線(xian)圈(quan)(quan)在抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內更易獲得均(jun)勻且(qie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)強度相對(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場(chang)，均(jun)勻軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)場(chang)接近(jin)2.2T，且(qie)兩磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)間距達到了150mm。基(ji)于雙(shuang)線(xian)圈(quan)(quan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)直(zhi)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)自動檢測(ce)方案如圖(tu)7-18所示(shi)，通過(guo)軸(zhou)向(xiang)(xiang)布置兩個直(zhi)流勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)將抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)到飽(bao)和或近(jin)飽(bao)和狀態，當抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)表面有缺(que)陷存(cun)在時，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)缺(que)陷處(chu)(chu)(chu)局部材料(liao)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率會降(jiang)低，磁(ci)(ci)(ci)(ci)阻增(zeng)大(da)，抽(chou)油(you)桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)體(ti)內部的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)會發生畸(ji)變，從而導致部分磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線(xian)泄(xie)漏(lou)(lou)到空氣中，形成缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)，然后(hou)被處(chu)(chu)(chu)于雙(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)中間的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)傳感器拾取(qu)，繼(ji)而將漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)換(huan)為電壓信(xin)號(hao)(hao)，之后(hou)經過(guo)信(xin)號(hao)(hao)放大(da)器進(jin)行(xing)信(xin)號(hao)(hao)放大(da)和濾波處(chu)(chu)(chu)理(li)，并進(jin)入(ru)(ru)A-D轉(zhuan)換(huan)器，完成對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)調理(li)和采集，最終漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測(ce)數字信(xin)號(hao)(hao)進(jin)入(ru)(ru)計算機(ji)上(shang)位機(ji)軟件(jian)進(jin)行(xing)分析(xi)處(chu)(chu)(chu)理(li)和顯(xian)示(shi)。
二(er)、整體(ti)方(fang)案
抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏(lou)磁自動檢測(ce)總(zong)體布(bu)局如圖7-19所示(shi)。抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)漏(lou)磁自動檢測(ce)系(xi)統主(zhu)要包括：料(liao)(liao)架(jia)、氣(qi)(qi)動翻料(liao)(liao)機(ji)(ji)構(gou)、傳(chuan)送(song)機(ji)(ji)構(gou)、氣(qi)(qi)動壓緊(jin)(jin)扶正裝(zhuang)置、檢測(ce)探頭氣(qi)(qi)動跟蹤機(ji)(ji)構(gou)。氣(qi)(qi)動翻料(liao)(liao)機(ji)(ji)構(gou)完成待檢測(ce)抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)從上料(liao)(liao)架(jia)到傳(chuan)送(song)輪以及(ji)下料(liao)(liao)分選區(qu)的傳(chuan)遞工作(zuo)；氣(qi)(qi)動壓緊(jin)(jin)扶正裝(zhuang)置主(zhu)要用于壓緊(jin)(jin)和扶正抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)桿(gan)體，使其平穩(wen)地通(tong)過(guo)檢測(ce)設備；檢測(ce)探頭氣(qi)(qi)動跟蹤機(ji)(ji)構(gou)用于實(shi)現探頭緊(jin)(jin)貼桿(gan)體表面，并保證抽(chou)(chou)油(you)桿(gan)接箍的順(shun)利通(tong)過(guo)。
抽油桿漏磁自動檢測(ce)流程分為以下幾步：
1）氣動上(shang)翻料機(ji)構將待檢(jian)測(ce)抽油桿(gan)從(cong)上(shang)料架(jia)送(song)(song)至傳送(song)(song)線，抽油桿(gan)在傳送(song)(song)機(ji)構的驅(qu)動下勻速傳送(song)(song)至檢(jian)測(ce)主機(ji)。
2）對(dui)磁化器通以直流電，使得(de)磁化器產(chan)生穩定的軸向(xiang)磁化場，將抽油桿(gan)桿(gan)體(ti)軸向(xiang)磁化至飽和或近(jin)飽和狀態。當抽油桿(gan)桿(gan)體(ti)存在缺陷時(shi)，缺陷處便會產(chan)生相應的漏磁場。
3）缺陷漏(lou)磁(ci)場被漏(lou)磁(ci)傳感器(qi)拾取，并轉(zhuan)換(huan)為電(dian)壓信號，之(zhi)后依次經過信號放大、濾波、A-D轉(zhuan)換(huan)，然后完成采集，最(zui)后進入計算(suan)機的上位機軟件進行顯示和處理。
4）抽(chou)油(you)桿檢測完成(cheng)之(zhi)后，利用退(tui)磁器實現(xian)退(tui)磁，之(zhi)后進行下一根抽(chou)油(you)桿的循環檢測。
1. 壓緊扶(fu)正(zheng)裝置
如(ru)圖7-20所(suo)示，檢(jian)測主機由前后(hou)兩個(ge)壓緊(jin)扶正裝(zhuang)置、中間(jian)檢(jian)測探頭板(ban)(ban)以(yi)及磁化器集(ji)于一體(ti)，組(zu)成一個(ge)完整的檢(jian)測設備單元。氣(qi)(qi)動(dong)壓緊(jin)扶正裝(zhuang)置如(ru)圖7-21所(suo)示，主要(yao)由兩個(ge)單級臥式(shi)擺線(xian)針形電動(dong)機、上(shang)下壓緊(jin)輪、底部支(zhi)撐(cheng)氣(qi)(qi)囊和(he)頂部超薄傳動(dong)氣(qi)(qi)缸組(zu)成。壓緊(jin)扶正裝(zhuang)置的主要(yao)功(gong)能(neng)是實現(xian)傳動(dong)構件的導(dao)向和(he)驅動(dong)，使其平(ping)穩通過檢(jian)測探頭板(ban)(ban)。
2．檢測探(tan)頭
在漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測中，被檢(jian)(jian)測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量包括磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)和磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)，兩者存在根(gen)本(ben)區(qu)別(bie)。感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈和霍爾(er)元件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)也(ye)存在根(gen)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同：感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是空(kong)間(jian)內磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)，也(ye)即變化程度(du)(du)，與磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)及其空(kong)間(jian)分布有關；霍爾(er)元件感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是空(kong)間(jian)內某點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕對值(zhi)。為實現各類缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測，根(gen)據檢(jian)(jian)測桿體缺(que)陷產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號特性選(xuan)擇霍爾(er)元件和感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈兩種傳(chuan)感(gan)(gan)器同時作為磁(ci)(ci)敏感(gan)(gan)元件，如圖7-22所(suo)示。
根據霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)和(he)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)的輸(shu)出特性(xing)，感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)雙排交錯布置(zhi)(zhi)(zhi)，相(xiang)鄰(lin)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)串(chuan)聯(lian)輸(shu)出，感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)平放布置(zhi)(zhi)(zhi)，可最大限度地拾取缺(que)陷漏(lou)磁信號軸(zhou)向分量；霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)單排立(li)裝布置(zhi)(zhi)(zhi)，有效(xiao)拾取缺(que)陷漏(lou)磁信號軸(zhou)向分量，相(xiang)鄰(lin)霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)檢(jian)測(ce)(ce)信號并聯(lian)輸(shu)出，磁敏感(gan)元(yuan)件(jian)(jian)全覆(fu)蓋(gai)布置(zhi)(zhi)(zhi)，如圖7-23所示。將(jiang)16個感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)及8個霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)均(jun)布于整圓(yuan)周范圍(wei)內，相(xiang)鄰(lin)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)的中心(xin)距約為8mm，相(xiang)鄰(lin)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)(quan)串(chuan)聯(lian)輸(shu)出；相(xiang)鄰(lin)霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)中心(xin)相(xiang)距約為11mm，相(xiang)鄰(lin)霍爾(er)元(yuan)件(jian)(jian)并聯(lian)后單通(tong)道輸(shu)出，檢(jian)測(ce)(ce)元(yuan)件(jian)(jian)布置(zhi)(zhi)(zhi)時需注意(yi)方位保持(chi)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
抽油桿漏磁(ci)(ci)自(zi)(zi)動化檢測(ce)系統實物如圖7-25所示，該系統可檢測(ce)的(de)抽油桿規(gui)格范圍(wei)為(wei)φ19～Φ48mm。通過對(dui)磁(ci)(ci)化器(qi)(qi)、傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)和(he)檢測(ce)探靴的(de)設(she)計，可對(dui)抽油桿桿體(ti)表面(mian)的(de)裂紋、點(dian)狀腐蝕等(deng)缺陷進(jin)行全面(mian)可靠的(de)檢測(ce)。整個檢測(ce)過程(cheng)可實現自(zi)(zi)動化，包括(kuo)抽油桿上料、傳(chuan)送、檢測(ce)、分級、標(biao)記(ji)和(he)退磁(ci)(ci)等(deng)所有檢測(ce)過程(cheng)，具有良好的(de)工程(cheng)應用(yong)價值(zhi)，為(wei)抽油桿的(de)修(xiu)復提供(gong)了基礎(chu)。
