钻杆加厚变径带漏磁检测方法与装置

摘要

加厚变径带是石油钻杆的关键部位。由于受到拉伸、压缩、弯曲和扭转应力以及钻杆内外高压钻井液的腐蚀作用，容易产生孔洞腐蚀等缺陷，导致事故的发生。为减少经济损失，针对钻杆加厚变径带漏磁检测方法与装置的研究尤为重要。
　　综合对比加厚变径带漏磁检测磁化方法，选取直流穿过式双磁化器的磁化方式。建立了钻杆加厚变径带磁折射理论模型，仿真分析了针对加厚变径带漏磁检测方法的主要难点，即背景磁场复杂性和钻杆内磁感应强度不均性的影响的消除方法。提出通过差动式探头检测对背景磁场复杂性进行消除和通过达到深度饱和磁化的方法对钻杆内磁感应强度不均性进行消除。通过理论与仿真对可行性进行了分析。
　　分别基于受力分析与覆盖率校核对检测探头与探头阵列结构进行了详细的设计研发，设计了一种以差动式感应线圈为磁敏元件的八字型检测探头和一种三分非独立式的探头阵列结构。基于该探头阵列结构，设计了一种具有弹性跟踪与避让功能的探头跟踪避让机构，实现了检测态紧密贴附与非检测态的及时避让，满足API标准钻杆漏磁检测要求。设计了相应的机械执行系统，主要包括传送机构和压紧机构等。最后制定了检测装置总体检测流程。现场应用表明，针对标样管和旧钻杆，该加厚变径带漏磁检测装置检测性能良好，能够实现可靠准确的无损探伤，具有广泛的应用前景和巨大是市场价值。

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1 绪 论

1.1课题研究背景、目的和意义

1.2加厚变径带检测方法与装置概述

1.3漏磁检测方法与装置概述

1.4本文主要研究内容

2加厚变径带漏磁检测方案设计

2.1 基于漏磁检测的加厚变径带检测方案

2.2加厚变径带漏磁检测磁化方法

2.3加厚变径带漏磁检测技术指标及难点

2.4 本章小结

3 加厚变径带漏磁检测方法

3.1加厚变径带磁场分布特性研究

3.2 背景磁场的复杂性及消除方法

3.3管内磁感应强度的不均匀性及消除方法

3.4加厚变径带检测信号试验

3.5本章小结

4 加厚变径带漏磁检测装置设计

4.1 检测探头与阵列结构设计

4.2探头跟踪与避让结构设计

4.3 传送机构与压紧机构设计

4.4 装置的现场应用与测试

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献